35mmFilm

Red Resolution సరిపోతుందా?” టపాకు వినయ్ గారు వ్రాసిన ఒక వ్యాఖ్యలో “film camera ayina digital camera ayina dpi ki oka saturation point vuntundi” ( Film camera ఐనా dpi కి ఒక saturation point వుంటుంది) వాక్యం నన్ను ఆలోచింపచేసింది. ఏదో ఒక పరిమితి (limit) వుండే వుంటుంది అని అది ఏంటో తెలుసుకోవాలని అనుకున్నాను. ఈ గాంధి జయంతి రోజు అంతర్జాలంలో వెతకటం మొదలుపెట్టాను. ఆ  ప్రక్రియలో నేను తెలుసుకున్న విషయాలు ఇక్కడ పొందుపరుస్తాను (ఇది వ్రాయటానికి ఇన్ని రోజులు పట్టింది).

Film resolution ఎంతో తెలుసుకోవాలంటే, film నిర్మాణం, దాని పనితనం తెలుసుకోవాలి. Film మందం దాదాపు 150um (micro meters) వుంటుంది. ఆ 150umలో 20um మాత్రమే కాంతికి స్పందించే గుణం వుంటుంది. ఈ 20umలో 10కి పైగా పొరలు వుంటాయి (బొమ్మ 2). Light sensitive layers అన్నీ కలిపి Emulsion అంటారు.

FilmXsect

(బొమ్మ 2- * ఈ పొర film processing తర్వాత transparent అయిపోతుంది.)

కొన్ని ముఖ్యమైన పొరల వివరాలు చూద్దాం. Antihalation layerలో బొమ్మ ఏర్పడదు. ఐనా ఆ layer లేకపోతే ఏమవుతుందో చూద్దాం (బొమ్మ 3). Base layer అంచు నుండి reflect అయిన కిరణాల వల్ల emulsionలో ఏర్పడే బొమ్మ పాడవుతుంది. ఈ antihalation layer ఆ reflection ఉత్పన్నం కాకుండా చేస్తుంది (మన anti glare కళ్ళద్దాల లాగా). Film processing తర్వాత ఈ layer  transparent అవుతుంది.

AntihalationLyr

(బొమ్మ 3)

ఇక emulsion లో colour sensitive layers గురించి తెలుసుకుందాం. ప్రతి color sensitive layer లో మూడు layerలు (Fast, medium and slow speed) వుంటాయి. ఈ మూడు layers వల్ల ఏర్పడే బొమ్మ quality బాగుంటుంది (contrast, color పరంగా). Color sensitive layer లో 60% gelatin. మిగతా 40% ఆ gelatinలో వుండే Silver-Halide (AgX) crystals, colour couplers, spectral sensitizers మిగతా రసాయనాలు. పల్లి పట్టీలో బెల్లం (gelatinలాగా) పల్లీలు (Silver Halide crystals లాగా) వున్నట్టు.  Emulsion లో బొమ్మ ఏర్పడటానికి కావలసిన ముఖ్యమైన పదార్థం Silver-Halide. Gelatin (ఒక colloid) Silver-Halide crystals ఒకదానికి ఒకటి అంటుకుని పెద్ద crytals ఏర్పడాకుండా చేస్తుంది. అంతే కాకుండా Silver-Halide తో react అవదు. Gelatin transparent మరియు film processing అవసరమయ్యే రసాయనాలు emulsionలోకి చొచ్చుకొచ్చి AgX తో react అవడానికి అనువుగా వుంటుంది.

Emulsion లో వున్న yellow filter layer పై layer నుంచి వచ్చే blue light ని కింద layersకు వెళ్ళకుండా filter చేస్తుంది.

AgXSens

(బొమ్మ 4)

ఏ Silver Halide ఎలా స్పందింస్తుందో బొమ్మ 4 లో చూడొచ్చు. బొమ్మలో చూపించినట్టు ఎక్కువ wavelengthsకు స్పందించే గుణం AgBr (Silver Bromide)కు వుంది. అందుకే film లో వాడేది AgBr. AgI కూడా silver halide. కాని దానికి స్పందించే గుణం చాలా చాలా తక్కువ.

Spectrum441pxWithnm

(బొమ్మ 5: రంగులు wavelength nm-nano meters)

ఐతే ఈ Silver Halides ఎక్కువగా స్పందించేది Blue lighకు మాత్రమే. AgBr స్పందించే గుణం (sensitivity), మనిషి కన్ను sensitivity బొమ్మ 6 లో చూడొచ్చు. AgBr blue రంగుకు స్పందిస్తే, మన కన్ను yellow రంగుకు బాగా స్పందిస్తుంది.

Eye Sens

(బొమ్మ 6: film sensitivity (magenta), మనిషి కన్ను sensitivity(yellow))

ఐతే emulsionకు కావలసిన లక్షణాలు:

  1. అన్ని రంగుల కాంతికి స్పందించే గుణం
  2. తక్కువ కాంతి (ఏ రంగు ఐనా) వున్నా స్పందించే గుణం (Silver Halide crystal పరిమాణం పెంచటం లాంటి పద్దతులున్నాయి. అవన్నీ చేసిన తర్వాత కూడా)

మొదటి లక్షణం కోసం color couplers(colur-sensitizing dyes అని కూడా అంటారు) ని emulsionలో ప్రవేశపెడతారు. Red Sensitive Layer లో కలిపే color coupler cyan రంగుది. Green Sensitive Layerలో కలిపే colour coupler Magenta రంగుది. ఇక Blue Sensitive Layer లో Yellow రంగుది. ఐతే ఈ colour couplersకి film develop చేసేవరకు రంగు అబ్బదు. ఈ colour couplersని Silver Halide లేదా Gelatin తో రసాయన చర్యకు లోనవకుండా చమురు బుడగల్లో (Organic compound globules) వుంచి Gelatinలో ప్రవేశపెడ్తారు. Film develop చేసినపుడు developer oxidize అవుతుంది. Oxidize ఐన developer (CD4 లేదా Paraphenylendiamine) globules లోపలికి diffuse అయ్యి couplerతో react అవుతుంది. Coupler ఆధారంగా ప్రతి layer లో రంగు ఏర్పడుతుంది. రంగు సరిగ్గా ఏర్పడటానికి colour couplers ఈ CD4 తో సరిగ్గా react కావలసిన అవసరం వుంది. ఈ రంగులు నీటిలో కరగవు. ఇంకా ఈ రంగులన్నీ subtractive colours. TVలో వచ్చే రంగులు additive colours, అంటే Red, Green, Blue రంగులు కలిస్తే తెలుపు రంగు ఏర్పడుతుంది. Printing లో వాడేవి subtractive colours: Cyan, Magenta, Yellow (రంగులు ఆదా చేయడానికి Black రంగు విడిగా వాడతారు. లేకపోతే Black రంగు కోసం Cyan, Magenta, Yellow రంగులన్నీ కలపాలి).

AddSubClrs

(బొమ్మ 7: Additive colours(ఎడమ), Subtractive colours(కుడి))

ఇక emulsionకు కావలసిన రెండో లక్షణం కోసం film తయారు చేసేటప్పుడు chemical sensitization కూడా చేస్తారు. మూడు రకాల chemical sensitizations వున్నాయి: sulfur sensitization, gold sensitization మరియి reduction sensitization. ఈ ప్రక్రియ వల్ల Silver Halide crystals పైన sensitization centersఏర్పడతాయి. ఈ centers photoelectronsకు shallow trapsగా పనిచేస్తాయి. దాంతో latent image ఏర్పర్చడం లో సాయపడతాయి.

అంతే కాకుండా Silver Halide crystal పరిమాణం పెంచం ద్వారా కూడా ఈ రెండో లక్షణాన్ని పెంచొచ్చు. Silver halide crystal ఆకారాలు బొమ్మ 8 లో చూపించినట్టు రెండు రకాలు. కాంతి తాకే ఒకే surface areaకు Cubic crystal (బొమ్మ 8 లో ఎడమ వైపు)కు Tablet crystal (బొమ్మ 8 లో కుడి వైపు) కన్నా ఎక్కువ Silver halide కావాలి. Tablet crystalsతో చేసిన filmని T-grain film అంటారు. ఈ film తయారికి గాను 1991 లో Eastman Kodak companyకి Oscar award లభంచింది.

CrysFilmY

(బొమ్మ 8: Silver Halide crystal ఆకారాలు (పైన), వాటితో చేసిన filmలు (క్రింద))

ఇక filmలో బొమ్మ ఎలా ఏర్పడుతుందో బొమ్మ 9 లో చూద్దాం.

filmDevSteps

(బొమ్మ 9)

Film expose ఐన stage నుంచి negative అయ్యేంత వరకు emulsionలో జరిగే పరిణామాలు బొమ్మ 10 లో చూడొచ్చు.

FilmDev

(బొమ్మ 10)

అలా Red layer లో ఏర్పడ్డ cyan colour యొక్క photomicrograph బొమ్మ 11లో చూద్దాం.

filmMicro

(బొమ్మ 11: Developing తర్వాత (ఎడమ),  Bleaching, fixing తర్వాత silver halide crystals తీసివేయబడతాయి (కుడి))

ఐతే ఇలాగా మిగతా రంగుల పొరలను కూడా కలిపి చూస్తే బొమ్మ 12 లో చూపించినట్టు వుంటుంది.  ఒకే రంగు చుక్కల మధ్య 10um వున్నా వేరే రంగు చుక్కల మధ్య 10/3 = 3.33um వుంటుంది.

3clrREs

(బొమ్మ 12)

Bayer pattern CFA (Colour filter array) వున్న CCD resolution ఎలా లెక్కిస్తారో అలా film resolution లెక్కిస్తే 254000/3.33um = 7620 dpi అని తేలుతుంది (1inch = 25400 um). మన సినిమా film size తీసుకొని ఎన్ని pixels వుంటాయో చూద్దాం.

35mmFilmSize

(బొమ్మ 13: 35mm filmలో anamorphic image)

వెడల్పులో వుండే pixels = 21mm x (1000 um/mm)/3.33um = 6200. నిలువులో వుండే pixels = 18mmx(1000um/mm)/3.33um = 5400. ఐతే మన సినిమా film resolution దాదాపుగా 6200×5400. ఈ లెక్క చేసిన తర్వాత ఇక్కడ చేసిన లెక్కతో పోల్చిచూసాను. Theatreలో చూసే ప్రేక్షకుడికి pixels కనిపించకుండా వుండాలంటే 5500 కన్నా ఎక్కువ pixels వుండాలని గణించిన లెక్కకు దగ్గరగా film resolution వుంది.


References:

1. Kodak online documentation

2. Chemistry of Photography, article by Dr. Drew Myers

3. Film grain, Resolution and Fundamental Film Particles, article by Tim Vitale (April 2007)

4. Photographic Sensitivity: Theory and Mechanisms, Tadaaki Tani, Oxford Press, 1995

5. Basic Photographic Materials and Processes, Nanette Salvaggio, Elsvier, 2009

6. Langford’s Advanced Photography, Michael Langford, Elsvier, 2008

7. Restoration of Motion Picture Film, Paul Read and Mark-Paul Meyer, Butterworth-Heinemann, 2000

FFiillmm GGrraaiinn,, RReessoolluuttiioonn aanndd FFuunnddaammeennttaall FFiillmm PPaarrttiiccllees
ప్రకటనలు