Dva černobílé filmy exponované ve stejné scéně mohou vrátit různé odstíny šedé pro tutéž barvu, protože černobílá emulze barvu vůbec nezaznamenává – zaznamenává jen jas, který vnímá na každé vlnové délce. Toto vnímání určuje spektrální citlivost filmu a odezva není rovná plochá páska, ale křivka s jasně danou hranicí na straně dlouhých vlnových délek. Kde tato hranice leží, rozhoduje o tom, jak se pleť, listí, rty a obloha převedou do šedé.

Páteř vlnových délek

Emulze halogenidů stříbra ponechaná bez senzibilizace není vůči spektru neutrální. Krystaly absorbují energii jen na straně krátkých vlnových délek: citlivost je silná v ultrafialové a modré oblasti a klesá přibližně nad 500 nm, takže nesenzibilizovaný materiál je prakticky slepý vůči zelené, oranžové a červené. Proto nejstarší desky zobrazovaly modrou oblohu jako bezvýraznou bílou a jakýkoli červený předmět jako téměř černý.

Senzibilizační barviva posouvají hranici citlivosti dál a každá třída filmů je definována tím, jak daleko. Ortochromatická emulze se rozšiřuje přes zelenou a žlutou, ale končí přibližně u 590–600 nm, takže není citlivá na oranžovou a červenou; zveřejněná spektrální křivka Ilford ORTHO Plus to přesně dokumentuje – odezva stoupá v modré a zelené oblasti a zhroutí se ještě před oranžovou. Běžný panchromatický film pokrývá celé viditelné pásmo až přibližně do 650–700 nm. Emulze s rozšířenou červenou citlivostí, jako je Ilford SFX 200, sahají ještě dál, přibližně do 720–740 nm, a nedostupný Kodak High Speed Infrared (HIE) se rozšiřoval až na přibližně 900 nm, hluboko do infračerveného pásma. „Do zelené” a „celé spektrum” jsou tedy měřitelná tvrzení, vzdálená od sebe o sto a více nanometrů.

Mechanismus, který Vogel odhalil, je fotofyzikální, ne magický. Molekula barviva adsorbovaná na zrno halogenidu stříbra absorbuje foton s dlouhou vlnovou délkou a vstřikuje elektron do vodivostního pásu krystalu, čímž vzniká stříbrná skvrna latentního obrazu, kterou by halogenid samotný na této vlnové délce nikdy nevytvořil. Barvivo zachycuje světlo, které krystal nedokáže zachytit; krystal zaznamená výsledek. Mees a James popisují tento model vstřikování elektronů v The Theory of the Photographic Process a je to právě důvod, proč dosah filmu závisí výhradně na tom, která barviva jsou přítomna.

Vogel, barviva a cesta k panu

Hermann Wilhelm Vogel (1834–1898) objevil optickou senzibilizaci na podzim roku 1873 v experimentu datovaném 25. srpnem, poté co si všiml, že anglické suché kolódiové bromidové desky jsou neočekávaně citlivé na zelenou díky žlutému barvivu v povrchové vrstvě. Rané ortochromatické desky stavěly na senzibilizátorech eosinu a erythrosinu, které prodloužily citlivost do zelené oblasti. V roce 1884 sám Vogel vyrobil téměř panchromatické desky „Azaline” s použitím senzibilizátoru ze skupiny kyaninů (jeho „Azalin”, směs kyaninu a chinolinrotu), který sahaly do červenooranžové oblasti – první skutečný krok k celosvětlému filmu.

Komerční chronologie na to navazuje. Wratten and Wainwright z Croydonu uvedli první komerční panchromatické desky na trh v roce 1906; Kenneth Mees pracoval ve firmě od roku 1906 do roku 1912 na jejich vývoji, než ji Eastman Kodak koupil v roce 1912. Kodak nabízel panchromatický negativní filmový materiál pro kino jako zvláštní objednávku od roku 1913 a v roce 1922 vydal Kodak Panchromatic Cine Film jako standardní materiál. The Headless Horseman (1922) byl první celovečerní film natočený výhradně na panchromatickém materiálu, který vytlačil ortochromatický film z kinematografie v průběhu 20. let.

Ortochromatický film v praxi: ORTHO Plus

Ilford ORTHO Plus je moderním referenčním bodem a jeho datový list přesně uvádí, čím film je. „Byl původně navržen jako vysokorozlišovací kopírovací film”, nikoli jako portrétní emulze, přestože může být zpracován na pikturální kontrast jako filmový materiál do fotoaparátu; normální kontrast při fotografování dosahuje hodnoty Gbar 0,62–0,70. Je citlivý pouze na modrou a zelenou, takže červené a oranžové tóny vypadají výrazně tmavší než obvykle. Tato slepota vysvětluje jeho rozdělenou citlivost: kódován DX na ISO 80 pro denní světlo, ale hodnocen ISO 40 pro wolframové světlo, protože wolframové světlo je bohaté na červené vlnové délky, které emulze nedokáže využít, a pro stejnou expozici tak poskytuje menší denzitu.

Pro vyvolání datový list uvádí ID-11, Microphen, PQ Universal v ředění 1+9 a Phenisol v ředění 1+4. Táž červená slepota, která film omezuje, zároveň uvolňuje podmínky v temné komoře: ORTHO Plus lze manipulovat pod bezpečnostním červeným světlem Ilford 906 osazeným žárovkou 15 W, umístěným minimálně 1,2 m (4 stopy) od pracovní plochy, aby nedocházelo k závoji a snížení kontrastu – nebo ve zcela tmavé místnosti. Panchromatický film takovou volnost neumožňuje. Protože reaguje na červenou, musí být vkládán, zpracováván a prohlížen v úplné tmě, bez jakýchkoli výhod zeleného bezpečnostního světla.

Praktický příklad tónu pleti

Postavte přímým světlem osvětlenou europoidní tvář před panchromatický film a přeměřte ji tak, aby padla na zónu VI, kde Ansel Adams umístil průměrně osvětlenou pleť v The Negative. Tato tvář výrazně odráží světlo nad 600 nm, přesně v pásmu, kde ortochromatický film oslepl. Exponujte stejnou scénu na ORTHO Plus a červená a blízkočervená odrazivost, kterou měřidlo zahrnulo, se prostě nepřevede do denzity: pleť klesne o dvě až tři zóny, směrem k zóně III–IV, zatímco modré oči a modrá látka zesvětlají k bílé. Rty, začervenání a pihy se prohloubí k černé.

Přesně tento problém řešilo rané kino před rokem 1922. Ortochromatický materiál přehnaně zdůrazňoval tón rtů a pleti a tato omezení „bylo možné napravit líčením, optickými filtry a osvětlením, nikdy však zcela uspokojivě” – dokud panchromatický film nenahradil orto film ve 20. letech. Greasepaint byl záplata na vlnovou délku, ne estetická volba.

Panchromatický film není jeden typ

Kodak sám rozdělil panchromatické emulze na typ A (ortopanchromatický: extra modrá, redukovaná červená), typ B (přibližně rovnoměrná odezva na denní světlo) a typ C (extra citlivost na červenou) a moderní katalog se na to mapuje. Běžné pan emulze, tahouni typu B, zahrnují Ilford HP5 Plus, FP4 Plus a Kodak Tri-X a T-Max. Filmy s ortopanchromatickým sklonem, jako Fuji Acros II a Adox CHS 100 II a CMS 20, nesou modrý odklon a mírně oříznutou červenou, která vykresluje pleť o trochu hladší. Emulze s rozšířenou červenou a superpanchromatické materiály – Ilford SFX 200, Rollei Retro 80s a Superpan 200 a zaniklý Kodak HIE – sahají nejdál do červené a vyhlazovací efekt na tvářích se stává výrazným: silná citlivost na červenou zvedá zarudlé nedokonalosti a vrásky blíže k tónu okolní pleti, takže se zaznamenávají světlejší a vypadají méně nápadně. „Panchromatický” je tedy rodina, nikoli plochá kategorie, sahající od téměř orto po téměř infračervené.

Filtrace žije na plné spektrální odezvě

Barevný filtr zesvětluje svou vlastní barvu a ztmavuje její doplněk – ale jen proto, že podkladová emulze zaznamenává celé spektrum od začátku. Standardní korekční faktory pro filtry při denním světle jsou odvozeny pro panchromatický film: Wratten 8 (K2, střední žlutá) stojí 2× (1 clonové číslo (stop)), Wratten 15 (tmavě žlutá) 2,5× (přibližně 1⅓ clonového čísla (stop)), Wratten 11 (žlutozelená) 4× (2 clonová čísla (stop)), Wratten 25 (červená) 8× (3 clonová čísla (stop)) a Wratten 47 (modrá) 6× (přibližně 2⅔ clonového čísla (stop)). Tyto faktory vychází ze šedé karty na zóně V při denním světle a obloze se směsí 5500 K.

Praktický příklad: na panchromatickém filmu červený filtr Wratten 25 po kompenzaci 3 clonových čísel (stop) ztmavuje čistou modrou oblohu přibližně o dvě až tři zóny, přičemž zachovává nebo dokonce zvedá přímým světlem osvětlenou pleť, protože film stále zaznamenává červenou, kterou filtr propouští. Červený filtr celkový index kontrastu zvyšuje, modrý filtr ho snižuje a zelený filtr přibližně zachovává normální kontrast. Nic z toho nefunguje na ortochromatickém filmu. Protože orto nedokáže zaznamenat červenou, kterou hluboce červený filtr propouští, jsou zveřejněné faktory na něm k ničemu: Wratten 25 na ORTHO Plus by zablokoval většinu světla, které film dokáže zachytit, a poskytl by jen malý obraz – jakákoli filtrace na orto filmu musí být testována samostatně. Plná spektrální odezva není jen otázkou přirozeného zobrazení; je předpokladem celého systému kontrastní filtrace v černobílé fotografii.