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ハロゲン化銀は光を与えると銀イオンが還元され、イオン化されない銀ができる。感光して銀になってもそのままでは画像にはならない。
感光した部分にある銀はごく少量のため、適当な量まで銀を増やす必要がある。これは現像液で行なう。又感光しなかった部分はそれ以上感光しては困るため、不要な部分の銀分子は取り除く必要がある。これは定着処理で行なう。
ハロゲン化銀は感光するとき、波長を吸収する領域は青色に依っている。そこで、可視領域にわたって感光させるために感光色素を用いて本来の吸収波長以外にも反応が起こるように設定する。

まず感光色素が光に反応し、色素の電子がハロゲン化銀へ移動することによってハロゲン化銀の直接の感光と同様の変化が成立する。可視的な電磁波の特定の波長領域にのみ感光するようにし、三原色に対応するように感光層を重ねるとカラーフィルムになる。
基本的に写真の感光量は光の量（単位時間あたりの光の量×光が当たった時間）によって決まる。これを相反則という。ただし、感光量は入射した光の量にどこまでも比例するのではない。未露光部はベースフィルム以上淡色にはならないし、感光するハロゲン化銀は限られているから一定以上の光を当ててもそれ以上濃くならない。従って、光の入射量と画像の濃さをグラフにするとシグモイド関数のようになる。変化の中間部は直線的であり、この部分の傾きの事をガンマという。
露光時間が極端に短かったり長かったりする場合には、相反則が成立しないことがある。これを相反則不軌という。相反則不軌は天体写真を撮る時などに大きな問題となり、1977年頃には長時間露光時の相反則不軌対策や分光感度を調整した天体撮影用のフィルムが市販されていたほどである。

相反則不軌は、カラーフィルムでは更なる別の問題をも生む。色毎に相反則不軌の状態が異なるため、カラーバランスが崩れてしまうのである。なお、冷却することで長時間露光時の相反則不軌を低減できることが、経験的に知られている。

長時間露出写真については例外がある。
 
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