Todos los métodos de fotografías en colores que se usan actualmente se basan en el hecho de que todos los colores de la naturaleza pueden ser reproducidos, en la medida de que el ojo puede percibirlos, por medio de mezclas apropiadas de tres colores primarios: rojo, verde y azul. La imagen de cualquier objeto coloreado puede ser reproducida fotográficamente por una combinación de tres imágenes: una que registra la sensación de rojo, otra que registra la sensación de verde y la tercera que registra la sensación azul. La combinación de las tres imágenes puede realizarse por una proyección de transparencias en una linterna triple o usando un instrumento apropiado para verlas. Sin embargo, casi todos los métodos de fotografía en colores realizan la combinación por superposición de capas de colorantes de los colores apropiados.
Los procedimientos de fotografía en colores se dividen en aditivos y sustractivos. En el procedimiento aditivo, un color que se quiere reproducir es sintetizado sumando las cantidades apropiada de rojo, verde y azul. En el procedimiento sustractivo, mas comúnmente usado, se obtiene el color deseado sustrayendo los colores no deseados de la luz blanca. La imagen coloreada se compone de tres capas de colorantes superpuestas: una, la azul-verde o ciano, que resulta de sustraer el rojo a la luz blanca, una capa magenta, por sustracción del verde, y la tercera, amarilla, por sustracción del azul. La reproducción de un color por cualquier procedimiento no dará, en general, la misma distribución de luz que el original, pero la reproducción será satisfactoria si parece al ojo que es substancialmente el mismo color que el original. La duplicación exacta no se consigue, ya que no se dispone de colorantes de absorción espectral ideal y es necesario hacer compromisos entre los disponibles sobre la base de la estabilidad y la practibilidad de la producción.
Los procedimientos usados en la fotografía en colores pueden clasificarse en tres grupos:
- Análisis por exposición sucesiva;
- Análisis por uso de áreas adyacentes;
- Análisis de profundidad.
El primer método tiene aplicaciones muy limitadas. Solo es apropiado para objetos estacionarios, cuando pueden hacerse tres posiciones sucesivas sobre laminas separadas de películas blanco y negro, usando filtros apropiados para la luz con el fin de conseguir las separaciones de color. Las negativas de separación son así obtenidas pueden tratarse separadamente por los procedimientos ordinarios de la fotografía en blanco y negro. Este método se utiliza principalmente en la preparación de matices para impresiones por inhibición en la reproducción de fotografías en colores originalmente obtenidas por algún otro método.
El análisis por ares adyacentes es la base de algunos procedimientos aditivos comerciales. El procedimiento de la pantalla filtrante es de este tipo. El material fotográfico es una emulsión pancromática reversible aplicada sobre el filtro de mosaico; este se compone de minúsculas áreas de material filtrante rojo, verde y azul en yuxtaposición. Los elementos filtrantes son demasiado pequeños para ser resueltos por el ojo, y la pantalla aparece gris, como mezcla aditiva de los colores pasados por ella. La exposición se hace a través de la pantalla, de modo que los elementos rojos de la imagen se registran sobre la emulsión inmediatamente debajo de os elementos rojos del filtro, el azul debajo de los elementos del filtro azul y el verde debajo de los elementos del filtro verde. El revelado de la placa expuesta se hace por el método normal de la inversión en blanco y negro. La imagen negativa es revelada pero no fijada. Después se lava la placa y luego se blanquea en un baño apropiado (como permanganato ácido), que separa la plata. Después se expone la placa a la luz y se vuelve a revelar para obtener la imagen positiva. Esta imagen, vista a través de la pantalla de mosaico, se ve como una reproducción aditiva de los colores del original.
La fabricación de pantallas de mosaico es un triunfo de la técnica. Las pantallas pueden ser irregulares, como en el procedimiento Autocromo; se espolvorea una mezcla de granos de alidon coloreados de rojo, verde y azul, de u tamaño que varia entre 0.01 y 0.015 mm, sobre una superficie pegajosa, y luego se lamina. El numero de granos es de 6000 por milímetro cuadrado. Los espacios entre los granos se llenan con un polvo sumamente fino de carbón y después se aplica una capa de barniz impermeable para separar la pantalla de la emulsión que se aplicara encima de ella.
En la pantalla regular los tres colores están distribuidos según un patrón repetido por técnica fotomecánica o de impresión. En general, la pantalla regular puede componerse de elementos mucho mayores que la pantalla irregular y dar todavía una nitidez satisfactoria en la imagen. En algunos procedimientos, como el método Dúplex, la pantalla es separada de la emulsión pancromática. Esta emulsión, después de la exposición en contacto con la pantalla, es revelada para obtener una negativa, y con esta se hacen las impresiones positivas. La imagen en colores se obtiene viendo la impresión positiva en registro con la pantalla. por consiguiente, puede hacerse cualquier numero de copias simplemente por impresión desde la negativa.
En el procedimiento lenticular, el soporte transparente de una emulsión pancromática es estampado en el dorso con minúsculas crestas lenticulares, aproximadamente 20 por milímetro. El material se expone en la cámara con la emulsión lejos de la lente, del modo que las lenticulaciones reproducen la imagen de la abertura de la lente de toma en un plano de emulsión. Delante del plano nodal de la lente se coloca un filtro tricolor de bandas. La imagen asi expuesta se revela por inversión.
En la proyección por medio de un sistema óptico semejante al usado para exponer la película, los colores son sintetizados aditivamente sobre la pantalla.
Los procedimientos aditivos tienen el inconveniente de exigir una luz relativamente intensa para la proyección de la imagen. El blanco mas brillante no puede ser mayor que el producido por la suma de la luz que pasa a través de los tres elementos con ninguna imagen de plata obstruyente. Además, el grado de ampliación esta limitado por el punto en el cual la estructura de mosaico del material se hace visible.
El análisis de profundidad implica el uso de emulsiones superpuestas, cada una de ellas sensibilizada para registrar una separación. Las tentativas hechas para usar construcciones triples que fuesen separadas por el tratamiento han tenido poco éxito. Sin embargo, se ha usado con éxito una combinación de dos emulsiones superpuestas con un divisor de haces para hacer la tercera separación, como en las películas cinematográficas Tecnicolor. En ese sistema, dos películas se mueven simultáneamente a través de la cámara. Una película consiste en la combinación de dos emulsiones aplicadas sobre un soporte normal y expuestas cara contra cara. La segunda película es una emulsión sencilla expuesta simultáneamente a la imagen arrojada sobre ella por un divisor de haces.
El procedimiento Tripack integral se utiliza bastante en la fotografía en colores por la facilidad con que puede usarse y en la ausencia relativa de inconvenientes. En esencia, la película consiste en tres emulsiones diferentemente sensibilizadas, cada una con un espesor aproximado de 5?, aplicadas una por encima de la otra por encima del mismo soporte. Entre dos capas de emulsión pueden interponerse capas filtrantes ópticas. El contacto óptico entre la capas y la delgadez de estas proporcionan una buena definición de la imagen en colores, y el registro es automático. La película puede usarse directamente en la cámara para película blanco y negro. Los colores se forman en capas de emulsión durante el revelado. La visión o la proyección se hace con luz blanca, y el proceso de color es sustractivo.
Los colores se forman durante el revelado por la reacción del revelador oxidado con copuladores apropiados para formar colorantes. Los sistemas que existen pueden clasificarse según que los copuladores estén en las capas de emulsión en el momento de la exposición o que están en la solución reveladora. La película que contiene los copuladores en las capas de emulsión es mas fácil de tratar, ya que la distribución de los colores que hay que sustraer es determinada automáticamente al efectuar el revelado. Este sistema depende de que se encuentren copuladores que no se difundan en la gelatina o que puedan ser disueltos en partículas minúsculas de un material orgánico transparente no miscible dispersado en el seno de la capa y que de esta manera impida la difusión de una capa en otra.
El segundo sistema permite una elección mas amplia del copulador y del revelador, pero implica mayores dificultades en el tratamiento. EL revelador que tiene el copulador debe actuar en la capa correcta, y esto se logra controlando la velocidad de difusión o aplicando exposiciones controladas. El método de la difusión controlada es anticuado. El método se exposición selectiva utiliza una película de varias capas que tiene la siguiente construcción: sobre la base se aplica la emulsión sensible al rojo y encima una emulsión sensible al verde; sobre esta, una capa de gelatina que contiene un colorante filtro amarillo, y finalmente sobre la capa filtro se aplica una capa de emulsión sensible al azul.
La película expuesta es revelada primero en un revelador blanco y negro para obtener una negativa de plata. Los sensibilizadores y la capa filtro tienen que resistir este proceso. La película se expone luego por el dorso a la luz roja, que afecta solamente al bromuro de plata residual de la capa inferior sensibilizada al rojo, y esta capa se revela en el color complementario ciano. Luego se expone a la película a la luz azul por delante, estando la capa intermedia protegida por la capa de filtro, y la capa superior se revela al amarillo. Después se revela la capa intermedia al magenta en un revelador de niebla que actúa sin necesidad de exposición a la luz. La plata revelada (positiva y negativa) y el colorante filtro amarillo se eliminan para completar el proceso.
El revelado de colores del tipo de copulador utiliza reacciones sugeridas por Fisher en 1912, pero que no se han aplicado a sistemas prácticos hasta hace pocos años.
Los procedimientos Kodachrome, Agfacolor, Kodacolor, Ansco Color, Du Pont Color Print, Ektachrome y Ektacolor utilizan todos el revelado con copulador. Las reacciones que conducen a las tres imágenes de color son ilustradas por las ecuaciones que siguen, en las cuales el agente revelador es N5,N5-dietiltolueno-2,5-diamina (I) y los copuladores usados para obtener los colorantes amarillo, magenta y ciano (azul-verde) son, respectivamente, a-benzoilacetanilida (II), 2-cianoacetilcumarona (b-oxo-2-benzofuranopropionitrilo) (III) y 2-cloro-6-fenilfenol (IV):
El mecanismo de la reacción formadora del colorante no se ha aclarado por completo. El primer paso es indudablemente la oxidación del revelador por el haluro de plata expuesto, pero no se conoce la estructura del compuesto de oxidación. Puede formularse un esquema razonable suponiendo que es el radical semiquinoide. Dos radicales reacciones con el anion copulador para producir la leucoindoanilina y regenerar la diamina. Con el fenol, como ejemplo de copulador, la reacción puede escribirse como sigue:
Se evita la necesidad de una colisión triple si el dimero de la semiquinona toma parte en la reacción, o si la reacción se produce en dos fases.
Hay varias posibilidades para la oxidación del compuesto leuco a colorante. El oxidante puede ser ion de plata, oxigeno del aire, semiquinona y quizá la quinondimina. Al examinar estas posibilidades, es importante observar que la imagen de color puede estar extendida en granos alrededor del haluro de plata. La difusión de la leucobase o del colorante es improbable, de modo que debe elaborarse un mecanismo para la oxidación de la leucobase en un punto en que pueda ser eliminada del grano. Si l ion argentico es el oxidante, tiene que estar en solución. Aunque el oxigeno desempeña un papel en ciertas condiciones, puede obtenerse un revelado satisfactorio en colores en condiciones de exclusión de oxigeno, y por consiguiente tienen que intervenir otros oxidantes. Esto hace que el revelador oxidado sea el sospechoso mas probable, pero no se ha demostrado que lo sea.
Los copuladores de color utilizables cubren un intervalo bastante amplio de estructuras químicas, pero casi todos los que se usan en la practica contienen el sistema de resonancia:
en el cual X representa un átomo o un grupo que atrae electrones, cono O o N, Z es un agrupamiento no saturado que puede estar o no unido al carbono que contiene X, y n es cero o uno. Los copuladores se dividen en dos grupos: fenoles, que dan colorantes de indoaniliina, y compuestos de metileno activo, que producen colorante de azometino. Tull da una lista de las numerosas en este campo. Los copuladores fenolicos se derivan principalmente del fenol y 1-naftol. los copuladores. Los copuladores de metileno activo responden a la citada formula de resonancia cuando n=0. X es N u O, y Z es -COR, -CN, -CONHR, parte de un sistema aromático, tec. El grupo metileno puede formar parte de una estructura de cadena abierta o de un sistema anillo.
El tipo del sistema en el cual se ha usado el copulador es un factor importante para determinar estructuras adecuadas. Si el copulador se ha de añadir al revelador, tiene que ser soluble y de molécula relativamente pequeña. Si se ha de incorporar en la capa de emulsión, tiene que ser de molécula suficientemente grande para que no se difunda fuera de la capa en la cual se la coloca. Puede contener un grupo ácido sulfonico, que lo haga soluble y compatible con la gelatina acuosa, y además contener un grupo grande que lastre para que no pueda salirse de la capa de emulsión, o puede contener un grupo grande de lastre y estar incorporado en un portador oleoso finamente dispersado para impedir que se salga de la capa de emulsión. Los cambios en la estructura del copulador hechos suficientemente lejos del centro activo de la molécula no afectan mucho a la activada de copulación ni al color del colorante formado.
En una reciente modificaron del copulador en el principio de la capa de emulsión, McQueen y Woodward han descrito la preparación de una emulsión fotográfica con un coloide protector sintético distinto de la gelatina usual y con los grupos copuladores introducidos en este coloide. EL polímero coloide se forma por la acetalizacion del alcohol e polivinio con aldehídos capaces de copular el colorante de esta serie de coloides se deriva del alcohol de polivinilo, el m-(1-acetoxi-2-naftalenosulfonamido) benzaldehído y el benzaldehído-p-sulfonato de sodio. Este polímero contiene algunos de cada uno de los agrupamientos (V), (VI) y (VII):
donde X es un grupo formador de color y Y es un grupo que realza el carácter hidrofilico: las letras a, b y c se eligen para dar el grado deseado de carácter coloidal y proporcionar la densidad de color necesaria después de la copulacion.
Gaspar, Christensen y otros han desarrolla un procedimiento diferente para obtener una fotografía en colores por sustracción de un material monopack. Este procedimiento se basa en la destrucción de un colorante distribuido uniformemente distribuido en las regiones que existe una imagen negativa de plata. Se usa la imagen de plata como catalizador para la destrucción de los colorantes en una solución de un agente reductor, o bien se utiliza la misma imagen de plata como reductor en condiciones proporcionadas por la solución de blanqueo. Por ejemplo: ciertos colorantes son destruidos por una solución de ditionato solamente en presencia de plata. Ciertos colorante azoicos ácidos y otros colorantes que no forman leucoderivados son destruidos por medio de soluciones ácidas de tiourea, semicarbazida, guanidina y otros agentes en presencia de plata.
Pueden hacerse impresione en color partiendo de negativas de separación por medio de la producción de matices que puedan usarse para imprimir por superposición las tres positivas del color en registro sobre un soporte. Algunos de estos métodos implican el uso de reveladores curtientes, como una solución de pirogalol con poco sulfito, en el cual el producto de oxidación del pirogalol insolubiliza la gelatina. Las porciones no revelada de la película de gelatina se lavan luego en agua caliente para dejar en relieve la imagen revelada. Otros reveladores, como la hidroquinona, el amidol y el pirocatecol, muestran alguna acción curtiente. El sulfito tiene que estar en cantidad pequeña para que el producto de la oxidación del revelador no se gaste todo en la formación del sulfonato, de modo que sobre para que actúe como curtiente; pero si se usa demasiado poco sulfito en el revelador de pirogalol, se producirá la curticion incluso lejos de la imagen de plata en virtud del desplazamiento del producto de la oxidación. Se han indicado resultados mejorados cuando se añade algo de metol al revelador de pirogalol.
La acción curtiente de un revelador es parcialmente determinada por la difusión de los productos de oxidación y por la velocidad con que se polimerizan y combinan con la gelatina. Gloyns encontró que el pirogalol forma primero bolsas separadas de gelatina curtidas alrededor de los granos de plata revelados. Esas bolsas se funden después para dar una capa continua de gelatina curtidas en las áreas de la imagen. La fase de curticion inicial es seguida por una fase secundaria mucha mas lenta en la cual la gelatina se endurece mas. Este endurecimiento puede continuar después de que la gelatina no endurecida ha sido eliminada por el lavado. La química de la curticion se conoce aun imperfectamente. El revelado se realiza en solución alcalina en contraste de la curticion vegetal de las pieles, que suele hacerse en medio ácido. Es razonable suponer que en medio alcalino los átomos de oxigeno quinonoide del revelador oxidado forman enlaces de hidrogeno con los grupos aminos de la gelatina. La polimerización de los productos de la oxidación primaria sirven para entrelazar las cadenas de polipeptidos.
Otros métodos para formar matices implican la exposición de capas de gelatina dicromatdas a través de las negativas de separación reveladas. La gelatina se curte en las áreas de exposición, y la gelatina no endurecida puede ser eliminada por lavado con agua caliente. En este método, como en el método curtiente, la exposición se hace a través de la base de la película, de modo que una capa endurecida de gelatina se adhiere firmemente a la base. Otro método utiliza la acción grabadora del peróxido de hidrogeno, el cual, en solución ácida, destruye la gelatina en la proximidad de la imagen de plata, y luego por el lavado queda una matriz positiva directa.
El relieve o la matriz, comoquiera que se obtenga, se tiñe después en el color apropiado con un colorante elegido por su color, su fijeza y su rapidez de transferencia. El baño de colorante tiene que ser ácido para fijar el colorante a la gelatina. Los relieves teñidos de prensa, sin secarlos, sobre una capa de gelatina mordentada, y la imagen teñida procedente de cada uno es transferida a la imagen mordentada. Este sistema de impresión por inhibición se utiliza para hacer las impresiones de cine en Technicolor y en el procedimiento Kodac Dye Transfer. El otro sistema (Pynatype), se usa reveladores, curtientes, pero la gelatina no curtida es eliminada. Se usan colorantes especiales en este método que tiñe la gelatina diferencialmente según el grado de hinchamiento y no tiñe las áreas bien curtidas.