0.序言

古典影像工艺也被称为手工印相工艺,1840-1880年,随着化学工业的发展,感光材料被不断改良,一些新的影像呈现技术如卡罗法、达盖尔银版法开始得到广泛应用。直至1880年,摄影技术开始进入工业化,照片的显影过程无需拍摄者的参与而是由工厂来完成,可以无限复制的胶片实现了摄影技术的突破

时至今日,古典影像工艺俨然已经淡出了公众的视野,但纵观摄影艺术百年史,这段人们对于光影与铁盐的探索历程依旧是十分有趣的,对于这些工艺的探究和复现亦可让我们从另一个层面对摄影艺术产生新的理解与思考

于是便有了这期特辑,而本章则是作为前传

我计划在【摄影专栏】中的【摄影艺术百年史】中建立关于古典影像工艺的系统性的介绍:

当然,这个页面还在建设中,鉴于目前我每天只能抽出30min写博客,预计6月末可以形成系统的知识体系


古典影像工艺基于感光剂可以划分为3类:银盐(Silver based)、铁盐(Iron based)、重铬酸盐类(Chromium based)

银盐类工艺有:卡罗法负片、盐纸印相工艺、蛋白印相工艺等,呈现的影像以冷黑、暖黑、棕色调为主。

铁盐类工艺有:蓝晒印相工艺、范戴克印相工艺、铂金印相工艺等,除蓝晒印相工艺的影像为蓝色外,其他以以冷黑、暖黑、棕色调为主。

重铬酸盐类工艺有:树胶印相工艺、碳素印相工艺、明胶油墨工艺等,重铬类工艺可以制作单色或多色叠加工艺,可将它看做印刷工艺的手工版。

1.蓝晒技术学史

学界认为,John Herschel爵士最先发明了这种技术。1842年,他发表了关于光对铁化合物影响的研究成果,你可以在JSTOR上下载到这篇文献

https://www.jstor.org/stable/108152?origin=ads&seq=3


在这篇文章中,作者通过Fraunhofer棱镜获取完整太阳光谱,使用标准装置将植物染色纸曝光在特定波段下,通过观察非银基摄影材料(植物色素)在不同波段照射下的变色情况来揭示其变色的化学机制和热敏行为,并定量记录颜色变化的位置、强度、范围

实验结果显示红光破坏蓝色染色,紫外线增强蓝色


Herschel在访问汉堡期间了解到Johann Wolfgang Döbereiner在1831年用德语发表了关于草酸铁感光性的论文,但实验结果显示色调太浅,无法形成令人满意的图像

1840年,Alfred Smee利用电化学方法分离出铁氰化钾并把它送给了Herschel

Herschel开创性的使用了铁氰化钾及草酸铁与柠檬酸铁铵进行混合显影,在阳光下,铁盐被还原,与铁氰化物结合生成铁氰化铁,即普鲁士蓝。只需将照片放入水中冲洗即可实现增强和定影,因为未曝光的感光剂和反应产物易溶于水中

1842年,他创作了这幅作品

说来,John Herschel爵士也是个蛮有趣的人

他毕业于剑桥大学圣约翰学院,在天文学领域做出了卓越的贡献————首创了以儒略纪日法来纪录天象日期,命名了土星的七颗卫星和天王星的四颗卫星。

此外,他对摄影科学也做出了许多贡献:他发现硫代硫酸钠能作为溴化银的定影剂;创造了”photography”名词,并将”negative”及”positive”引伸为“负片”和“正片”

Herschel还撰写了许多论文和文章,他为《大英百科全书》第八版撰写了气象学、自然地理和天文学相关的条目

1831年他被策封骑士爵位,为表彰他的卓越贡献



【19世纪植物学家Anna Atkins创作的蓝晒藻类照片】
湿板蓝晒

在计算机绘图工艺并不成熟的年代,蓝晒工艺曾被用于工程图纸的大批量复印,绘图人员用碳素笔将图纸绘制在透明的硫酸纸上,通过晒板仪批量复制蓝色的图纸,这正是“蓝图”一词的由来

依稀记得小时候还在奶奶家的杂货堆里翻出过好多晒好的蓝图)


Catherine Jansen (1981) The Blue Room, 织物蓝晒

当然,我并不建议你效仿,毕竟没人愿意睡在铁氰化钾上


说来,我接触蓝晒工艺还是一件很偶然的事情

我的好朋友最初想寻找一种合适的技术手段在志愿活动中向小朋友展现成像的原理

我们一致认为蓝晒是不二之选

而我也因为好奇便请他顺便配一些溶液寄送给我


于此同时,为了能够更加严谨且量化的进行色彩科学的控制

我设计了这套色阶测试表,通过菲林打印技术转印至透明的基片上

通过灰阶测试卡与标准18度灰卡的比较,可以标定乳剂的ISO

illustrator真好用!

而我,更是艺术细胞爆棚(叉会腰!


这就是最终版本

打印好是这样的

2.蓝晒技术中的光化学反应原理

2.1.感光剂制备

经典蓝晒感光剂溶液配制:

  • A液,取40g柠檬酸铁铵(C6H8O7xFe3+yNH3)溶于200mL水,得深棕色溶液
  • B液,取16g铁氰化钾(K3Fe(CN)6)溶于200mL水,得黄色溶液

制备两种溶液时要保证固体样品完全溶解,感光剂混合液只对紫外线敏感,可在正常的室内照明条件下操作。将适量的A液和B液等体积量混合,得到组分为普鲁士黄的深黄绿色感光剂混合液:

普鲁士黄是普鲁士蓝的完全氧化形式,即所有的铁离子都是Fe,而普鲁士绿是普鲁士蓝和普鲁士黄的悬浊液或固体混合物,蓝和黄的结合导致了普鲁士绿的典型绿色。A液和B液混合后,遇到强紫外线照射时,Fe3+的还原过程被加速,部分普鲁士黄(PY)开始转化成普鲁士蓝(PB)

2.2.曝光

曝光时间取决于紫外光源的强度,在紫外线下,负片或物体阻挡部分光线,而在未覆盖的部分,感光剂受光子的作用而引起化学变化,纸张的曝光部分会变成淡青铜色,形成潜影图像

与银盐、铂金印相工艺形成纯金属影像不同的是,蓝晒工艺的产物普鲁士蓝是一种混合价态的金属铁复合盐,含有Fe和Fe

柠檬酸铁铵是感光剂中的感光成分。在紫外线的作用下,被光照射到的区域里的柠檬酸盐作为电子供体,氧化释放CO2,生成丙酮二羧酸;而光活化导致柠檬酸盐中的Fe3+被还原成Fe2+,由此得到的Fe2+与铁氰根离子[Fe(CN)6]3−结合得KFe[Fe(CN)6],随后进行电子转移,转化成相对更稳定的KFe[Fe(CN)6]普鲁士蓝(PB)结构:

2.3.显影和定影

传统的明胶银盐工艺中对相纸进行显影和定影的操作是分开进行的,在显影阶段,捕获电子的卤化银被还原成银单质,未显影的卤化银则在定影阶段被洗去。而蓝晒工艺的显影和定影过程则是同时进行的

由于光化学反应产物普鲁士蓝不溶于水,最后沉淀于载体材料的空隙中,而未被照射的区域里没有参与反应的感光剂可以溶于水被洗去。因此,可以用水将多余的未曝光的感光剂洗去,处理完毕即可得到蓝色影像

常规的显影过程用水冲洗5–10min即可,亦称“冷水浴”,须将高光区冲洗至白色且水中没有黄绿色为止。漂洗不足会残留三价铁盐,成品表面蓝色不够通透,局部呈现黄色;冲洗时间过久则会导致吸附在载体纤维上的胶体普鲁士蓝脱落,画面褪色,蓝色变淡,造成着色丢失以及高光区细节的下降。

只用水显影会导致影调范围受限,呈色细节不够丰富,色调暗沉偏灰。常见的改进方案时用15% (v/v)醋酸或4 mmol∙L−1盐酸进行二次显影,亦称“酸浴”,无需延长曝光时间,即可扩展色调范围,蓝色调显得更饱满,并促进未反应感光剂的脱落,缩短水洗时间,但不可避免地导致高光区对比度的减弱

如需迅速观察到深蓝色的影像效果,可在水洗后使用1%双氧水,加速Fe2+的重新氧化过程,将过度曝光时产生的普鲁士白重新氧化成普鲁士蓝

由于高光部分与深蓝色的对比关系,会使高光部分呈现超白效果。减少反差的一个简单办法是用弱酸(如1%草酸溶液)再次浸泡冲洗,清除高光区的蓝色斑点和少部分残留的感光剂。Fe3+与草酸发生如下氧化还原反应:

对于蓝晒作品,普鲁士蓝可与草酸发生如下反应:

因此使用草酸溶液冲洗成品表面时,要控制浸泡时间和用量,而且草酸浴后需要立刻漂洗,避免残留的草酸与普鲁士蓝继续反应,导致成品褪色。

4.实验

4.1.准备

5月1日,我收到了朋友寄来的试剂

切割好的灰阶卡

使用打印相纸作为蓝晒的基质,可以支持到最大4880的dpi

新买了一颗Rodagon镜头,Rodagon是放大镜头中的顶级品牌

这颗头对于UV频段的光线拥有很好的透过率

还需要一块用于压制菲林基片和相纸的玻璃板

考虑到手头并无合适的选择,先用这块防牛顿环玻璃代替

4.2.配置显影液并涂布于相纸

4.3.曝光

分别曝光30s、180s、300s

4.4.实验结果

不显影,失败!

蛤蛤

4.5.实验反思与改进

经过反思与复盘,找到一些可能的原因,在此基础上进行修正

1.光源问题

起初我怀疑波长范围可能达不到UV频段

使用粉色毛爷爷测试了一下

人民币的防伪油墨在365nm敏感,证明光源波长无问题


2.溶液变质

观察颜色认为,三价铁可能已经被还原为二价铁

于是自己重新制备溶液

称量铁氰化钾

颜色还挺好看

AB液混合之后还是这个颜色🤔

降低柠檬酸铁铵的浓度,可以得到黄色的混合液,与文献中的颜色相似

控制变量并重复实验

结果:失败


3.显影液涂布不均匀,局部较厚,导致ISO过低

涂布的厚度至关重要,决定了相纸的ISO

第一次用毛刷涂的,非常不均匀

后面开始采用这种方法涂布

效果好了很多

控制变量并重复实验

结果:失败


做到这里已经半夜4点了

已经排除了所有可能的原因

除非是因为。。。光源的照度过低

于是连夜下单了新的紫外线灯

emmmmmmm……4:26下的单

day 2 验证猜想

在日光下使用昨天的试纸进行了曝光测试

10min的曝光结束后,可以看到已经显影了,验证了猜想

这也侧面说明了两个问题:

1.普通的玻璃对于日光中的紫外线只起到了带阻滤波器的作用

绝大多数玻璃供应商都会宣称自己的玻璃对紫外线的隔绝率达到多少,以此论证在其玻璃后晒太阳可以避免晒黑或罹患皮肤癌,却不提其工况中紫外线的波长

可是我放在阳台的试纸曝光了,说明透过玻璃的日光中确实还包含紫外线

我们可以认为,玻璃只对特定范围的波长起到了阻隔作用,某种意义上,这是一块带阻滤波器

但很显然,我宿舍阳台的这一块玻璃,其Blocking Range没有完全覆盖100-400nm

2.日光中UV波段的能量很高

已经超过了我放大机使用的40w紫外线光源(这里并非是说日光中的紫外线能量在等效面积下大于40w,因为放大机镜头的透过率以及产生的大像场对于能量的等效削弱还未进行量化的计算)

所以在夏天做好一定程度的防晒工作还是必要的,可以极大程度的延缓皮肤的衰老以及罹患皮肤癌的概率

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