spektrafilm — 光谱级物理建模胶片仿真,从 RAW 到负片相纸扫描全链路

spektrafilm 是 KTH 研究者 Andrea Volpato 利用夜间与周末业余开发的 GPLv3 Python 项目,定位为模拟摄影的光谱级胶片仿真。它不把”胶片感”当成全局滤镜来套,而是从相机 RAW 的线性 RGB 出发,重建场景光谱数据,再依次穿过虚拟彩色负片、彩色相纸与一台带黄品红双色滤镜的简化放大机,最后由虚拟扫描仪输出。仓库里 JSON 形式的胶片 profile 与导出的 LUT 采用 CC BY-SA 4.0,LUT 另有”商用可、可分享、不可转售”的附加条款。作为偏向科研复现的开源项目,它把厂商 datasheet 里原本躺在 PDF 里的光谱曲线真正接进了端到端管线,也是少数把乳剂内部化学过程建出来的开源软件。

场景痛点

市面上大多数”胶片模拟”插件做的是同一件事:拿一套预设曲线把饱和度、对比度和色偏往某个方向推一下,再叠一层颗粒,得到一种泛化的胶片味。问题在于,这种做法既说不清某款具体胶片为什么长这样,也调不动光晕、色罩、耦合剂抑制、放大机滤镜这些真实决定成像的物理量。对想认真研究不同 stock 差异、或把仿真结果烘焙成 LUT 接到自己后期流程里的人,通用图片处理滤镜给不出可解释的中间层,这也是不少后期用户宁愿手动堆工具推荐列表里独立插件的原因。

主要功能特点

端到端物理建模管线

运行时核心是一条线性进、线性出的仿真管线,本身不带界面也不做 LUT。它从 RAW 解出的线性 RGB 反演出场景光谱反射分布,让光穿过虚拟负片乳剂、投影到相纸,再用扫描仪光谱响应重采样成 RGB。整条链没有一步套全局查找表,每段可单独检查。这是它和成品 RGB 上做色调映射工具的差别,在实用软件类摄影工具里不同。

datasheet 光谱与耦合剂建模

真正区别于通用胶片滤镜的是乳剂内部的耦合剂建模。掩蔽型耦合剂让未曝光负片呈橙色色罩,抑制层间串色提升饱和度;直接抑制型耦合剂在密度形成局部释放抑制物质,压低邻近层密度,抬升饱和度与锐度。曲线来自厂商 datasheet 实测光谱,不是手调。作者坦白富士数据自洽性不如柯达,这在技术探索类开源工具里很少见。

napari 桌面 GUI

图形界面基于 Qt 加 napari 查看器。左边是管线节点视图,右边挂着一长串滑块:曝光补偿、放大机黄品红滤镜偏移、三通道光晕、镜头模糊、密度模糊、锐化与颗粒。控件无文档,靠 tooltip 解释。napari 不做色彩管理,作者建议系统与输出色空间都设 sRGB。对参数化试错的桌面软件用户更接近暗房工作流,保留了视觉设计的可调粒度。

RAW 直导与白平衡

输入端用 rawpy 读取相机 RAW,白平衡可选 as shot、daylight、tungsten 或自定义。外部解好的线性 16/32-bit TIFF 或 EXR 也可直接喂入。这一步刻意保持线性、不做机内风格化,因为后续物理建模假设入射光是线性的;一旦在 RAW 阶段叠了机内胶片模式或噪点抑制,整条光谱链路的物理意义就失效了,要求使用者自己理解线性空间。

颗粒光晕与扫描仪锐化

颗粒用独立随机模型生成,不是把现成噪点纹理叠上去;光晕与散射按 RGB 三通道分别控制尺寸和强度,模拟不同乳剂光晕。密度模糊近似显影时化学物质在乳剂层里的扩散;扫描仪段提供 unsharp mask 锐化。这组参数相当于在软件里重建一台放大机加平板扫描仪,是后期软件工具作者喜欢的粒度,方便和图片编辑对接。

LUT 烘焙与 OCIO 导出

附带的命令行工具可把调好的参数烘焙成 LUT,产出 .cube、.3dl 与 Hald-CLUT PNG,支持 1 到 4-LUT 拓扑,同时导出 OpenColorIO 2 配置。固化成 LUT 后带回 RawTherapee、darktable 或 ART 套用。Python 这份GitHub仓库是参考实现,作效率工具。

安装性能与已知边界

推荐 Python 3.13,不兼容最新版。uv、pip、conda 都能装,一行 uvx 从仓库拉起。全分辨率仿真很慢,笔记本 6MP 约 10 秒;调试用预览档,定稿再切扫描档。项目高度实验性,控件无文档、富士数据自洽性弱于柯达,更适合已理解负片曝光与放大机校色逻辑、愿调参者。作为跨平台应用,在酷软趣站里门槛高。

项目地址

GitHub 访问

下载地址

https://pan.quark.cn/s/1166279c3ed5

https://www.guangyapan.com/s/1967606561431683139_aeWhI5wocgzRgCO6 (光鸭新用户注册福利:永久免费空间:所有新用户注册即可解锁 2TB 永久免费存储空间,无需额外任务或付费)

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JameCling

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