膠片掃描

透射率和光密度

當光線照射到物體上時，對於大多數物體，光線並不是全部可透過，而只是部分可透過。這種對於光線的部分透過光，通常有兩種方法測量部分透光的特性：透射率或光密度。如右圖所示，假設左右兩物體均為部分透光特性，根據物理學和光學理論，則左邊物體的透射率為：

0≤T₁≤1

其中I₁ 是左邊物體的入射光流量密度，I₂ 是透射光流量密度，透射率T₁ 反映了被物體吸收的光強，即物體對光強度的衰減係數，根據物理意義，其值在0～1之間。

而左邊物體的光密度D₁ 為：

0≤D₁≤∞

根據上式可知，對於不透光物體，D₁為無窮大，與物理意義一致。以同樣的方法可以分析右邊物體。因此，當光照射到該圖所示的兩個串聯關係的物體上時，則總透射率T₃為：

總的光密度D₃ 為：

因此，當吸收光的物體是串聯位置關係時，兩物體的綜合光密度相加，透射率相乘。

攝影過程

攝影中使用的膠片的物理結構如右圖所示，為使攝影膠片具有良好的機械穩定性，膠片的片基材料為玻璃或柔性透明醋酸纖維素薄片。片基上塗有5～25μm厚的乳化劑（氯化銀、溴化銀或碘化銀晶體），乳化劑由鹵化銀顆粒嵌入凝膠而成，鹵化銀經過處理後對光很敏感。曝光過程中，乳膠的不同位置接受到不同強度的光，鹵化銀顆粒吸收光後，顆粒被曝光，根據光線照射強弱，不同比例的鹵化銀顆粒被還原成銀。

膠片顯影

膠片顯影是指鹵化銀被還原為銀的過程。乳膠片上已曝光的顆粒比沒有曝光的顆粒還原速度要快得多。經過一段時間後，一些顆粒被曝光還原為銀，而另一些顆粒沒有被曝光，這些沒被曝光的鹵化銀顆粒被沖洗掉，因此，沖洗後的膠片上銀的厚度是不均勻的。曝光充足的區域，乳化劑的厚度基本沒變化，具有最大的厚度；曝光不足的區域其厚度次之，沒有曝光的區域，鹵化銀顆粒幾乎完全被衝掉了，僅留下光密度大約是0.04的薄層。

乳膠對光的回響

乳膠對光的回響特性如右圖所示，該曲線較好地描述了乳膠的光學特性。該曲線又稱為D-logE曲線或H-D曲線，它將定影膠片的密度表示為曝光量對數的函式。合理的曝光時間一般在幾毫秒到幾秒之間，曝光量可以認為是入射輻射能通量與持續時間之乘積，該強度與曝光時間之間的等效性稱為互換法則。但對於極長或極短的曝光時間，該法則失效，稱為互換失敗。

根據右圖，在一個較寬的範圍內，密度與曝光量的對數關係可以近似為線性關係，這一範圍是攝影時乳膠的正常工作區。線性部分橫坐標的區間長度稱為乳膠曝光寬容度，曲線線性部分的斜率表示乳膠的對比度，一般用γ表示。

乳化劑的特性

乳化劑的厚度和顆粒大小是決定膠片使用性能的重要因素。一般情況下，當乳膠塗層較厚時才能得到較大的密度，而乳膠的高解析度則要求乳膠塗層薄且顆粒粒度小，因為這樣可有效避免乳膠層的光擴散，因此這兩方面的要求是矛盾的，需要進行綜合考慮。此外，高敏感性同樣要求乳膠層薄及顆粒粒度小。乳化劑的敏感性越低，解析度越高，它的粒度和厚度越低。