摄影器材 知其然知其所以然 胶片成分及原理解读

虽然现在数码相机是绝对的主流，不过在一些“文青”和专业人士的眼中，复古范儿十足的胶片仍然是它们心中的最爱。这么说也并不完全是所谓的胶片情怀作祟，胶片的确有它自己的独到之处，并且以现在的数码技术还暂时无法超越。为了让大家更好的了解这一影像载体，我们本期的《知其然知其所以然》系列栏目就打算以它为讨论对象，带大家了解一下胶片的成分构成及背后的工作原理。

特别提示：本文中所有图片均来源于网络。

胶片组成

胶片的感光材料可分为“银盐胶片”和“非银盐胶片”两类，今天我们就来着重介绍一下“银盐胶片”的主要化学成分组成及性能。

首先我们要知道，胶片主要由感光乳剂和乳剂支持体构成。感光乳剂的主要成分是明胶和颗粒状卤化银，卤化银均匀的分散于明胶中。

对光敏感的微细颗粒主要以悬浮的姿态存在于明胶介质中，胶片上的明胶与现今某些食品所用明胶有些许类似之处。

而支持体因用途不同可为纸基、片基和玻璃，它们和感光乳剂的结合产物分别对应为照相纸、胶片和硬片（干板）。

了解了胶片的大概构成部分，接下来我们详细谈谈卤化银、明胶以及乳剂层内的其他成分的具体化学组成以及对于显影性能的影响。

卤化银作用解读

刚才我们在文章开头提到过“银盐胶片”，而所谓的“银盐”，是指卤素与金属银形成的化合物的总称，这里我们主要讨论氯化银、溴化银和碘化银。

氯化银微溶于水，它对波长很短的紫色区域及紫外线感光。溴化银对蓝色区域光线感光。碘化银的作用重在增加感光范围。如添加碘化银和溴化银的混合乳剂，感光范围能达到500毫微米。

照相乳剂中的卤化银成分不同，感光灵敏度则不同，按感光速度快慢排列的次序是——溴化银中加入微量碘化银的乳剂感光速度最快、溴化银第二、氯化银最慢。

根据这些特性，一般来说负片乳剂中含有溴化银和少量碘化银，而氯化银仅适用于低速正片乳剂。卤化银晶体颗粒直径范围为20～50微米到50纳米间，大部分直径大小在0.1～4微米。

依其类型、形态、大小及分布状况，在很大程度上决定了感光材料的性能，如感光快慢、解像力、反差等。如常用氯化银来得到较细的颗粒、较高的反差或是使得影像色调偏向棕黑色。

卤化银是决定感光性能的重要组成部分，不知道这样科学狂人式的解读大家能不能习惯。如果没明白也不要紧，等看完后面明胶和乳剂层内的其他成分的解读以后可能就比较融会贯通了。

明胶作用解读

明胶是从动物的皮、骨头中提炼出的一种高级动物胶，也是胶片感光材料的制备中用量最大，性能最复杂的原料，具备多种作用，但主要作用不外乎三点。

第一、分散和悬浮卤化银，防止其沉积——明胶的粘性特性使乳剂能够在片基上涂敷成膜，形成厚薄均匀的乳剂层，防止脱落。明胶能被吸附于卤化银晶体表面，达到均匀分离晶体，防止聚集和沉积的作用，这是银盐感光材料可以形成清晰准确影像的重要原因。明胶的浓度对感光性能有一定影响，如增加浓度可形成更细的卤化银颗粒，达到降低感光度和增加反差的结果。

第二、显影时，有明胶包裹卤化银颗粒，是感光差别平行于显影差别的必要条件——卤化银活泼的化学性质在感光后会立刻被还原。明胶的化学惰性包裹卤化银后，可对其自发还原产生阻力，使显影过程中的卤化银还原反应产生时间差，首先从感光强的部分开始，还原出图像。

第三、明胶中的增感和抑制物质，能提高乳剂的感光度和抑制灰雾——明胶内的杂质按作用分类可费为含硫增感剂（硫化物杂质）、还原增感剂（醛类和还原酮）和抑制剂（接近明胶分子量的含硫蛋白质）。硫化物杂质能导致含银原子弹感光核所生成，增加卤化银晶体外感光核数量，提高感光速度。

另外，明胶可在卤化银的还原反应中用掉卤素离子，防止和减少卤素离子和银的重新结合，从而提高乳剂层感光效率。

不同原料的明胶含有三种物质的不同比例，产生不同的特点，如小牛皮可制出抑制性最高的明胶，鲸鱼皮明胶的灰雾少，但感光度不高。

乳剂层内其他成分作用解读

增感剂：卤化银只对光谱的紫外，紫色和蓝色区域光线敏感，对绿、黄、红光几乎不起作用，因此纯粹的卤化银和人的视觉感知波长交集，重合的仍不够满意。增感剂的作用，就是为了提高卤化银的感光速度和扩大感光范围。

增感剂可分为化学增感剂和光学增感剂两大类。有些有机染料可吸收长波长光，并将吸收的能量传递给卤化银，添入这类染料以达到增感效果的行为称为光学增感。光学增感剂将卤化银乳剂的敏感光谱最大扩大到红外光，提高感光范围，也提高了感光速度。

如果乳剂制造过程中加入微量的含硫化合物、还原剂或重金属盐，它们将与卤化银发生反应，生成银、金或者硫化银，形成微小的质点，这些附着于卤化银晶体边角的质点就是感光核。感光核会提高卤化银晶体对蓝光、紫光的感光速度，这类行为称为化学增感。化学增感对红、绿光仍不敏感。

稳定剂：稳定剂的主要作用为稳定已配制好的银盐乳剂的感光速度，减缓其感光度在存储过程中发生的变化。

涂布添加剂：添加剂的工艺主要用于乳剂的均匀涂敷、防灰雾、坚固明胶、防腐、防霉，最大限度延长胶片的保存时间。

胶片的化学成分构成就算是给大家介绍完了，不仅您各位看着累，笔者也是好容易才弄明白里面的门道，不过没办法，《知其然知其所以然》系列栏目的宗旨就是要带大家“死磕”每一个细枝末节的小问题。接下来我们说点相对来说比较轻松的，聊聊胶片的成像原理，肯定比上面的内容通俗易懂。

胶片成像原理解读

卤化银晶体具有一经曝光其结构就发生变化的特性。这一化学性能变化的机理对我们并非重要，其变化的终结效果才是最重要的。那这一变化是怎样产生的呢？

当你拍摄时，光线通过相机的镜头射到胶片的乳剂层上，当光线到达卤化银晶体时这种因卤化银晶体聚结而形成的团块仍然是极其微细的。乳剂层接受到的光量愈晶体的变化和聚结。这就是说不同强度的光照射到胶片上，胶片乳剂层的微观领域就有不同数量的晶体发生结构变化和相互聚结。

胶片一经曝光，立即产生潜影——一种看不见的影像。必须将胶片进行显影操作才能使潜影转化为可见的牢固影像。当胶片显影，结构已发生变化的卤化银晶体便转化为黑色金属银颗粒的聚结体，从而产生影像——负像。胶片上那些没有感光的，也就是没有发生结构变化的晶体即被一种称作定影剂的化学品洗去，使这些部分呈现浅灰或透明。结果是负像上黑暗（厚的）部分就是曝光较多部分；明亮（薄的）部分就是曝光较少部分；全透明部分就是没有受到光照射的部分。这就是黑白胶片记录影像的基本过程。

如果是彩色胶片的话，整体过程就比黑白胶片更复杂一点。彩色胶片有三层感光乳剂层，在这些乳剂层里还分别含有不同的能够生成染料的有机化合物，叫做彩色偶合剂（成色剂）。它们本身是无色的，但在彩色显影时能与彩色显影剂的氧化物耦合成为有色的染料。

对于负性胶片，上层盲色乳剂里所含的偶合剂在彩色显影时形成黄色，中层形成品红色，下层形成青色，这就是我们得到的经过冲洗的彩色胶片。通过扩印或放大再把影像投射到照相纸上或者是反转片的反转冲洗，胶片上层的黄色转变为它的补色蓝色，中间一层转为绿色，下层则转为红色，我们就得到了与自然状态一样的彩色照片或者透明的反转片。

编者结语：

虽然现在数码大行其道，但是胶片这种已经诞生了一百多年的影像载体到现在仍有无数的簇拥者。独特的成像质感和色彩倾向，以及其中蕴含的人生哲理都让人为之深深痴迷。在了解了胶片的具体成分和成像原理之后，相信会有更多的朋友爱上这种独特而又略显神秘的小东西。

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