การวัดความไวแสงเป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวัสดุที่ไวต่อแสง โดยเฉพาะ ฟิล์มถ่ายภาพการศึกษานี้มีต้นกำเนิดมาจากงานของเฟอร์ดินานด์ ฮูร์เตอร์และเวโร ชาร์ลส์ ดริฟฟิลด์ (ประมาณปี 1876) เกี่ยวกับอิมัลชันขาวดำรุ่นแรกๆ^{[ 1 ] [ 2 ]}พวกเขาได้กำหนดว่าความหนาแน่นของเงินที่ผลิตขึ้นนั้นแปรผันอย่างไรกับปริมาณแสงที่ได้รับ รวมถึงวิธีการและเวลาในการ พัฒนา

^{กราฟแสดงความหนาแน่น ของ}ฟิล์ม (ลอการิทึมของความทึบแสง) เทียบกับลอการิทึมของการรับแสงเรียกว่าเส้นโค้งลักษณะเฉพาะ [ ^{3 ] เส้น} โค้งHurter–Driffield ^{[ 4 ]} เส้นโค้ง H–D ^{[ 4 ]}เส้นโค้ง HD [ ^{5 ]}เส้นโค้ง H & D [ ^{6 ]} เส้น โค้งD–logE ^{[ 7 ]}หรือเส้นโค้ง D–logH [ ^{8 ] ที่ การรับ แสง}ระดับปานกลาง รูปร่างโดยรวมมักจะคล้ายตัว "S" ที่เอียง โดยที่ฐานและส่วนบนเป็นแนวนอน โดยปกติจะมีบริเวณตรงกลางของเส้นโค้ง HD ที่ใกล้เคียงกับเส้นตรง เรียกว่าส่วน "เชิงเส้น" หรือ "เส้นตรง" ความชันของบริเวณนี้เรียกว่าแกมมาปลายด้านล่างเรียกว่า "ปลายเท้า" และที่ด้านบน เส้นโค้งจะโค้งมนเพื่อสร้าง "ไหล่" ที่การรับแสงสูงมาก ความหนาแน่นอาจลดลง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าโซลาไรเซชัน

วัสดุฟิล์มเชิงพาณิชย์ที่แตกต่างกันครอบคลุมช่วงแกมมาตั้งแต่ประมาณ 0.5 ถึงประมาณ 5 บ่อยครั้งที่ผู้ชมไม่ได้ดูฟิล์มต้นฉบับ แต่เป็นฟิล์มรุ่นที่สองหรือรุ่นต่อๆ ไป ในกรณีเหล่านี้ ค่าแกมมาโดยรวมจะใกล้เคียงกับผลคูณของค่าแกมมาแต่ละค่า กระดาษพิมพ์ภาพถ่ายโดยทั่วไปมีค่าแกมมาโดยรวมมากกว่า 1 เล็กน้อย ฟิล์มโปร่งแสงสำหรับฉายภาพในที่มืดจะมีค่าแกมมาโดยรวมประมาณ 1.5 ชุดเส้นโค้ง HD เต็มรูปแบบสำหรับฟิล์มจะแสดงให้เห็นว่าค่าเหล่านี้เปลี่ยนแปลงอย่างไรตามประเภทของน้ำยาและเวลา^{[ 3 ]}

แหล่งที่มา: ^{[ 9 ]}

ฟิล์มภาพยนตร์ขนาด 35 มม. และ 16 มม. แบบดั้งเดิมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อประกอบรายการโทรทัศน์ ฟิล์มเหล่านี้มีภาพที่คล้ายคลึงกับภาพที่ใช้ในโรงภาพยนตร์ ภาพแบบต่อเนื่องได้มาจากกล้องถ่ายภาพยนตร์แบบดั้งเดิม ในขณะที่ภาพที่สร้างขึ้นในรูปแบบโครงสร้างเส้นได้มาจากการบันทึกภาพทางโทรทัศน์ เพื่อสร้างภาพเคลื่อนไหว ฟิล์มเหล่านี้จะถูกฉายด้วยอัตรา 25 เฟรมต่อวินาที ซึ่งเป็นความถี่ภาพของโทรทัศน์ในสหราชอาณาจักร แทนที่จะเป็น 24 เฟรมต่อวินาทีอย่างในอุตสาหกรรมภาพยนตร์ ในอเมริกา ความถี่ภาพของโทรทัศน์คือ 30 เฟรมต่อวินาที และนี่ทำให้เกิดปัญหาอย่างมากเมื่อภาพยนตร์แบบดั้งเดิมที่ถ่ายทำสำหรับโรงภาพยนตร์ที่ 24 เฟรมต่อวินาทีจะถูกนำมาออกอากาศทางโทรทัศน์

แม้ว่าภาพยนตร์ที่สร้างขึ้นเพื่อออกอากาศทางโทรทัศน์ในสหราชอาณาจักร (ไม่ว่าจะโดยการบันทึกภาพทางโทรทัศน์หรือโดยการถ่ายทำภาพยนตร์แบบดั้งเดิม) จะถ่ายทำที่ 25 เฟรมต่อวินาที แต่ภาพยนตร์ที่ถ่ายทำเพื่อฉายในโรงภาพยนตร์ที่ 24 เฟรมต่อวินาที ก็จะถูกส่งออกอากาศทางโทรทัศน์ที่ 25 เฟรมต่อวินาทีเช่นกัน ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะทำให้ความเร็วในการเคลื่อนไหวของภาพเพิ่มขึ้น และความถี่ของการสร้างเสียงเพิ่มขึ้นประมาณ 4 เปอร์เซ็นต์ (ส่งผลให้ระดับเสียงของโน้ตดนตรีสูงขึ้นเล็กน้อยไม่ถึงครึ่งโทน และเป็นที่ยอมรับได้สำหรับทุกคน ยกเว้นผู้ที่มีหูที่พิถีพิถันมากที่สุด)

ภาพยนตร์ห้าประเภทที่ยอมรับได้สำหรับการออกอากาศทางโทรทัศน์ ได้แก่ (1) ฟิล์มเนกาทีฟของกล้องถ่ายภาพยนตร์ทั่วไป (2) ฟิล์มโพสิทีฟของห้องปฏิบัติการถ่ายภาพยนตร์ทั่วไปที่ได้มาจาก (1) (3) การบันทึกภาพทางโทรทัศน์ที่ทำโดยการถ่ายทำจอ แสดงผล หลอดรังสีแคโทดเพื่อสร้างภาพเนกาทีฟ (4) การบันทึกภาพทางโทรทัศน์เช่นเดียวกับใน (3) แต่จัดเรียงเพื่อสร้างภาพโพสิทีฟโดยตรงบนฟิล์มกล้องบันทึกภาพทางโทรทัศน์ดั้งเดิม (5) ฟิล์มโพสิทีฟของห้องปฏิบัติการถ่ายภาพยนตร์ที่ทำจาก (3)

แอมพลิฟายเออร์ควบคุมแกมมาในอุปกรณ์ส่งสัญญาณโทรทัศน์สามารถกลับเฟสหรือความสัมพันธ์ของความคมชัดของสัญญาณได้ ซึ่งในทางปฏิบัติหมายความว่าภาพเนกาทีฟที่เข้ามาสามารถแปลงทางอิเล็กทรอนิกส์ให้ปรากฏเป็นภาพโพซิทีฟที่แสดงบนเครื่องรับโทรทัศน์ได้ ฟังก์ชันนี้ยังสามารถใช้ในระหว่างการถ่ายทอดสดจากสตูดิโอ สำหรับเทคนิคพิเศษ และไม่ได้จำกัดเฉพาะงานภาพยนตร์เท่านั้น ด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นต้องทำสำเนาจากฟิล์มเนกาทีฟก่อนนำไปใช้ในรายการโทรทัศน์ แม้ว่าด้วยเหตุผลหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการจัดหาและเผยแพร่รายการ มักจะใช้ภาพฟิล์มโพซิทีฟก็ตาม นอกจากนี้ สิ่งสกปรกหรือฝุ่นละอองบนฟิล์มจะปรากฏเป็น จุด สีขาวเมื่อส่งสัญญาณเนกาทีฟ แต่จะปรากฏเป็นจุดสีดำหากส่งสัญญาณฟิล์มโพซิทีฟ เนื่องจากจุดสีดำสังเกตเห็นได้ยากกว่ามากสำหรับผู้ชม นี่จึงเป็นเหตุผลสำคัญประการหนึ่งในการส่งสัญญาณฟิล์มโพซิทีฟทุกครั้งที่เป็นไปได้

ในโทรทัศน์ ภาพต้นฉบับจะผ่านหลายขั้นตอนก่อนที่จะปรากฏเป็นภาพที่สามารถจดจำได้ แต่ในทุกกรณี ภาพยนตร์จะถูกฉายผ่านเครื่องเทเลซีน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นเครื่องฉายภาพยนตร์ชนิดพิเศษที่ใช้ร่วมกับกล้องโทรทัศน์ อุปกรณ์เทเลซีนจะสแกนข้อมูลภาพและสร้างภาพในรูปแบบสัญญาณไฟฟ้าของโทรทัศน์ สัญญาณนี้จะถูกแปลงกลับเป็นภาพที่สามารถจดจำได้อีกครั้ง เมื่อความแรงของสัญญาณถูกปรับเปลี่ยนอย่างเหมาะสม มันจะไปกระตุ้นสารเรืองแสงในหลอดแคโทดเรย์ของเครื่องรับโทรทัศน์ภายในบ้าน

นอกเหนือจากปัจจัยที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น ค่าการเปิดรับแสง ความหนาแน่น ความทึบแสง และการส่งผ่านแสงแล้ว การควบคุมความไวแสงของฟิล์มสำหรับการส่งสัญญาณโทรทัศน์ยังให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับอัตราส่วนความคมชัด ด้วย ดังนั้น นิยามของอัตราส่วนความคมชัดจึงถูกกล่าวใหม่ดังนี้: 'อัตราส่วนระหว่างความทึบแสงของจุดที่มืดที่สุดและสว่างที่สุดในภาพฟิล์ม' ดังนี้:

อัตราส่วนความคมชัด =   ^Oสูงสุด / ^Oต่ำสุด

ดังที่เราได้เห็นไปแล้ว ความทึบแสงนั้นวัดได้ยากด้วยอุปกรณ์ถ่ายภาพมาตรฐาน แต่ค่าลอการิทึมของความทึบแสงนั้นวัดได้อย่างต่อเนื่อง เพราะแท้จริงแล้วมันคือหน่วยของความอิ่มตัวของภาพที่เรียกว่าความหนาแน่นเนื่องจากความหนาแน่นเป็นค่าลอการิทึม เราจึงต้องหาอัตราส่วนของค่าแอนติลอการิทึมของความหนาแน่นสูงสุดและต่ำสุดในภาพ เพื่อให้ได้อัตราส่วนความคมชัด ซึ่งสามารถเขียนได้ดังนี้:

อัตราส่วนความคมชัด = แอนติล็อก ( D _{สูงสุด} — D _{ต่ำสุด} )

หากนำหลักการนี้ไปใช้กับ แผ่นทดสอบภาพ BBC 'C' ที่เป็นที่รู้จักกันดีเราจะพบว่าใน ฟิล์มเวอร์ชัน บวกของแผ่นทดสอบนี้ ความหนาแน่นสูงสุดคือ 2.0 ในขณะที่ความหนาแน่นต่ำสุดคือ 0.3 ดังนั้นอัตราส่วนความคมชัดจึงเป็นดังนี้:

อัตราส่วนความคมชัด = แอนติล็อก (2.0 — 0.3)

                      = แอนติล็อก (1.7)

                      = 50

ดังนั้น อัตราส่วนความคมชัด = 50 : 1 (50 ต่อ 1)

เมื่อนำไปใช้กับ ฟิล์ม เนกาทีฟของแผ่นทดสอบเดียวกัน ความหนาแน่นสูงสุดคือ 1.30 ในขณะที่ความหนาแน่นต่ำสุดยังคงอยู่ที่ 0.30 ดังนั้นอัตราส่วนความคมชัดของฟิล์มเนกาทีฟจึงเป็นดังนี้:

อัตราส่วนความคมชัด = แอนติล็อก (1.3-0.3)

                      = แอนติล็อก (1.0)

                      = 10

ดังนั้น อัตราส่วนความคมชัด = 10:1 (10 ต่อ 1)

ภาพที่ 1 แสดงให้เห็นถึงวิธีการต่างๆ ที่ผู้ชมอาจได้รับภาพโทรทัศน์ขาวดำ ที่ด้านบนของแผนภาพ เราจะเห็นว่าฉากต้นฉบับถูกส่งมาจากกล้องโทรทัศน์ระหว่าง การถ่ายทอด สดผ่านเครื่องส่งสัญญาณวิดีโอที่มีค่าแกมมาเท่ากับ 0.4 เนื่องจากหลอดภาพแบบแคโทดเรย์ในเครื่องรับสัญญาณภายในบ้านมีค่าแกมมาที่มีประสิทธิภาพเท่ากับ 2.5 ดังนั้นภาพบนหน้าจอสุดท้ายจะมีค่าแกมมาเท่ากับ 1.0 ซึ่งเท่ากับฉากต้นฉบับ ฟิล์มถูกนำมาใช้เพื่อเสริมรายการโทรทัศน์ในสองวิธี คือ การบันทึกภาพทางโทรทัศน์หรือฟิล์มภาพยนตร์ ไม่ว่าจะเป็นแบบใดก็ตาม ฟิล์มจะต้องผ่านกระบวนการประมวลผลฟิล์มและอาจรวมถึงอุปกรณ์การพิมพ์ก่อนที่จะถึงเครื่องเทเลซีน และในทุกกรณี ค่าแกมมาโดยรวมของระบบที่ใช้ฟิล์มทั้งหมด จะต้องเป็น 1.0 เพื่อให้สามารถ ตัดต่อ ส่วนของฟิล์ม เข้ากับการถ่ายทอดสดได้ ตัวอย่างหนึ่งคือ การตัดต่อส่วนต่างๆ ของข่าวโทรทัศน์อย่างรวดเร็วเข้ากับการประกาศสดโดยผู้ประกาศข่าว

ระบบฟิล์ม บันทึกภาพ ทางไกลสามารถจัดเรียงเพื่อสร้างภาพฟิล์มเนกาทีฟโดยตรง ภาพฟิล์มโพซิทีฟโดยตรง หรือสามารถสร้างภาพโพซิทีฟจากเนกาทีฟได้ ในสองกรณีแรก เรามีหน่วยสี่หน่วยต่อไปนี้ที่สามารถปรับแกมมาเฉพาะที่หรือความคมชัดของภาพได้:

แอมพลิฟายเออร์ช่องบันทึกเสียง

จอแสดงผลแบบหลอดรังสีแคโทด

กระบวนการล้างฟิล์มเนกาทีฟและฟิล์มโพซิทีฟ

เครื่องส่งสัญญาณเทเลซีน

ในกรณีที่เหลือ ค่าแกมมาของเครื่องพิมพ์ฟิล์มและของกระบวนการประมวลผลฟิล์มบวกจะต้องได้รับการพิจารณาด้วยเช่นกัน เมื่อสร้างภาพยนตร์เพื่อวัตถุประสงค์ทางโทรทัศน์ เงื่อนไขที่แสดงไว้ที่ด้านล่างของรูปที่ 1 จะมีผลบังคับใช้ ในกรณีนี้ สามารถส่งภาพจากฟิล์มลบโดยตรงโดยใช้การกลับเฟสหรือความคมชัด หรือสร้างสำเนาฟิล์มบวกแล้วส่งสำเนานั้นแทน ในทั้งสองกรณี ค่าแกมมาของฟิล์มรวมกับอุปกรณ์เทเลซีนจะต้องส่งผลให้ค่าแกมมาของผลิตภัณฑ์เท่ากับหนึ่ง

มีหลายวิธีในการแสดงภาพที่จะบันทึกทางโทรทัศน์ มีฟิล์มหลายประเภทที่ใช้ในการบันทึก มีกล้องบันทึกภาพทางโทรทัศน์หลายประเภท บางชนิดบันทึกภาพแบบที่เรียกว่าภาพที่ถูกกดทับ ในขณะที่บางชนิดบันทึกข้อมูลทั้งหมด และสุดท้าย มีอุปกรณ์แปลงสัญญาณภาพเป็นโทรทัศน์หลายประเภท เช่น ตัวแปลงสัญญาณภาพแบบวิดิคอนหรือแบบจุดบิน เป็นไปไม่ได้เลยที่จะกล่าวถึงเทคนิคและหลักการพื้นฐานต่างๆ ของอุปกรณ์โทรทัศน์ทั้งหมดในหนังสือประเภทนี้ ด้วยเหตุผลเดียวกัน จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุค่าแกมมาและความหนาแน่นชุดใดชุดหนึ่งที่เมื่อได้มาแล้วจะตอบสนองความต้องการในแต่ละขั้นตอนของการผสมผสานอุปกรณ์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องในวิธีการพื้นฐานที่แสดงในรูปที่ 1

อย่างไรก็ตาม ตารางในรูปที่ 2 ช่วยให้เห็นภาพคร่าวๆ ถึงความแตกต่างที่อาจพบเจอได้ ในระบบ 'A' ฟิล์มเนกาทีฟสำหรับการบันทึกจะถูกพิมพ์ก่อนการส่งสัญญาณขั้นสุดท้าย และตามมาตรฐานบางอย่าง ค่าแกมมาของเครื่องขยายเสียงบันทึกจะสูง ค่าแกมมาของหลอดแสดงผลและฟิล์มพิมพ์จะต่ำ และการแก้ไขค่าแกมมาของเทเลซีนขั้นสุดท้ายจะค่อนข้างสูง ในทางตรงกันข้าม ระบบ 'C' ใช้ค่าแกมมาของเครื่องขยายเสียงบันทึกที่ต่ำกว่ามาก ค่าแกมมาของหลอดแสดงผลและฟิล์มพิมพ์ที่สูงกว่า และการแก้ไขค่าแกมมาของเทเลซีนที่ค่อนข้างต่ำกว่า

• ความเร็วฟิล์ม
• การวัดความหนาแน่น
• เอฟเฟกต์ Callier
• ลีออน วอร์เนอร์เกผู้ประดิษฐ์เครื่องวัดความไวแสงแบบใช้งานได้จริงเครื่องแรกในปี 1880
• เฮอร์เตอร์และดริฟฟิลด์
• โจเซฟ มาเรีย เอเดอร์ – เครื่องวัดความไวลิ่มเป็นกลางของเอเดอร์–เฮชท์
• Julius Scheiner – เครื่องวัดความไวของ Scheiner
• เอมานูเอล โกลด์เบิร์ก - กระจกโกลด์เบิร์ก, ลิ่มโกลด์เบิร์ก, กฎแกมมาโกลด์เบิร์ก, ผลงานด้านการวัดความไวแสง
• ความไวต่อสเปกตรัม
• ระบบโซน

• การวัดความไวแสงขั้นพื้นฐานและลักษณะเฉพาะของฟิล์ม (Kodak ไม่ระบุวันที่) [1]
• หนังสืออนุสรณ์ที่รวบรวมรายงานการวิจัยด้านการถ่ายภาพของเฟอร์ดินานด์ เฮอร์เตอร์ และเวโร ซี. ดริฟฟิลด์ ซึ่งเป็นการพิมพ์ซ้ำบทความที่ตีพิมพ์แล้วของพวกเขา พร้อมด้วยประวัติการทำงานในช่วงแรก และบรรณานุกรมของผลงานในภายหลังเกี่ยวกับเรื่องเดียวกัน (สมาคมการถ่ายภาพแห่งราชอาณาจักรบริเตนใหญ่ 1920)