五级输入域解析与统一密度管线

在传统胶片扫描与反相软件中，常见的架构缺陷是让输入文件格式直接决定后端的密度计算数学。例如，数码相机翻拍的 RAW 文件走一套经验加权算法，哈苏 Flextight 或易迈康扫描仪的 FFF 文件走第二套裁剪逻辑，而普通 TIFF 文件又被分流至第三套未加校正的显示伽马曲线。这种格式与算法强耦合的设计，导致同一卷胶片在不同采集设备下呈现出互不兼容的色彩风格，严重阻碍了色彩科学的严肃复现。

NexFilm 引擎在 v1.1.0 确立了统一密度管线核心原则：输入格式仅决定输入域，密度数学全局唯一。

无论源文件是数码相机无损压缩 RAW、扫描仪高位深度 LinearRaw DNG、封装专有元数据的 FFF 容器，还是附带专业色彩配置文件的 16-bit TIFF，解码器的工作仅限于识别并解析其物理色彩空间与光电转换特性，将其无损投射至统一的 32 位浮点线性 ProPhoto 工作域。一旦完成输入域线性化，后续的所有光学密度运算——包括片基扣除、印片光调节、有界通道跨度响应与显示映射——对所有文件类型完全同构。

输入文件（RAW / FFF / TIFF / DNG / JPEG）
       │
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resolve_input_domain(path, scanner_profile)
       │  ← 唯一允许分叉的输入解析阶段
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统一工作空间：ProPhoto 线性 f32（杜绝 u16 中转量化损失）
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统一光学密度变换：D = -log10(max(T, epsilon))
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逐通道片基扣除：D_net = D_raw - D_base（原点严格共享，零通道偏移）
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有界通道跨度响应（死区 1.15× / 正常上限 1.35× / 截断上限 3.0×）
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正片线性化与显示映射：ProPhoto -> 输出色域与目标 LUT

这种架构消除了早期版本中将解码数据压缩至 16 位整数线性 sRGB 造成的严重色域截断，确保了高动态范围负片无论源自何种设备，均能在完全一致的光学物理基底上展开调色。

为了准确将各类异构图像文件还原为真实物理透射率，NexFilm 实现了由低到高严格分级的输入域判定链函数 resolve_input_domain。系统依次探测五层元数据依据，每一步均记录明确的数据来源、色度基色、传递函数与置信度标记：

1. 第一优先级：内嵌 ICC 色彩特性文件
   若 TIFF 或 JPEG 图像内部包含合法的 ICC Profile（如 Adobe RGB (1998)、Display P3 或扫描仪专用校准配置文件），引擎直接提取其 rXYZ、gXYZ、bXYZ 矩阵与响应曲线标记。该来源具有最高权威性，被判定为经过硬件标定的精准色彩空间。
2. 第二优先级：扫描仪容器元数据与专有记录（Verified / Estimated）
   对于哈苏 Flextight / Imacon 扫描仪生成的 .fff 格式，引擎解析其 TIFF 头部嵌入的 XML 属性列表（plist），提取 RGBProfile 字符串与 Gamma 数值。若容器明确声明为 AdobeRGB 或广色域扫描仪配置，则直接应用对应的伽马解扩方程。若属性缺失，则回退为文档标准默认值（Gamma 1.8，标定为 estimated 置信度）。
3. 第三优先级：RAW / LinearRaw 元数据与传感器标定参数
   对于相机 RAW 文件（如 CR2、NEF、ARW），引擎读取 LibRaw 解析的相机原生拜尔矩阵元数据与预设矩阵。对于经专业扫描仪输出或第三方软件合成的 DNG 文件，引擎检测其 SubIFD 标签；若检测到 PhotometricInterpretation = 34892 (LinearRaw) 且未压缩，则直接判定为相机原生线性透射数据。
4. 第四优先级：已建档扫描仪机型默认参数
   当用户在软件中显式指定了扫描仪型号（如 Nikon Super Coolscan 9000 ED、Minolta Dimage Scan Elite 5400），且输入文件不含内嵌 ICC 时，引擎调取内置的机型基色与透射特性记录进行解析。
5. 第五优先级：sRGB 兜底与预估标记
   若上述所有特征均未命中，系统将文件假定为标准 sRGB 空间，但在处理报告中打上 estimated 警告标记，提示用户在检查面板中关注色彩置信度。

输入域解析结果随帧永久记录于工程数据库的 PipelineProcessingReport::input_domain 结构体中，包含基色坐标、传递函数曲线、归一化电平及详细诊断日志。

橙色片基的测定精度直接决定了负片反相的整体白平衡基准。传统经验软件往往简单抓取画面最亮像素作为片基，这种做法在遇到齿孔、高光溢出、灯板直射或大面积浅色背景时，会导致片基测量严重失真，进而引发整幅画面发灰或偏色。

NexFilm 建立了严格的三级片基采样优先级与质量门限过滤机制：

在片基有效性校验中，film_base_band_agrees 函数执行单向严格不等式校验：片基是整张底片物理密度最低的透光区域，画幅内部成像区域不可能比真实片基更为透光。如果测得的片边窄带比膜面尾部更暗超过 0.05 D，系统判定片边受到了灯板漏光或暗房杂散光的污染，自动将片基候选退回至膜面低密度尾部。

在完成片基扣除后，整幅画面的净光学密度 $D_{\text{net}} = D_{\text{raw}} - D_{\text{base}}$ 处于理论原点对齐状态，此时片基在红、绿、蓝三个通道中的显示净密度均为零。

然而，在处理实际扫描素材时，尤其是多张 RAW 拼接合成的宽色域 TIFF 文件（如 Lightroom 合并全景图 _DSC7569-Pano.tif、_DSC7583-Pano.tif），上游合成算法常导致红通道的有效密度跨度急剧收缩，仅剩绿通道跨度的三分之一甚至四分之一。若强制三个通道共用完全相同的显示窗口跨度，红通道的高光将被严重压制在半程以下，导致整张照片呈现严重的蓝绿伪色或高光死黑。

早期解决方案尝试在显示端增加逐通道非线性响应曲线，但这种做法无条件篡改了正常底片的影调平衡。NexFilm 独创了有界通道跨度响应模型，在数学上实现了三大安全保证：

1. 共享窗口原点：有片基时，channel_offsets 在三个通道上恒定为零。这意味着无论跨度如何调整，片基（密度 0）在三个通道中永远映射为完全相等的正片最大白点，绝对不引入底色偏色。
2. 1.15× 死区保护：对于正常冲洗与正常翻拍的健康底片（三通道跨度比值在 1.00 至 1.15 之间），跨度增益调整处于死区内，完全不介入运算，三通道维持百分之百同构的窗口分配。
3. 分级安全增益上限：通过 measure_content_channel_spans 测定各通道 2% 至 98% 密度的有效跨度。当失衡比超出 1.15 时，按线性斜坡平滑分配窗口宽度： $$g_i = \text{clamp}\left(\frac{\text{span}_i}{\text{luma}(\text{span})}, \frac{1}{g_{\text{max}}}, g_{\text{max}}\right)$$ 常规素材的增益上限收紧为 $g_{\text{max}} = 1.35$。仅当通道失衡比极端超过 2.0 时，系统才判定其为上游拼接截断通道，并将增益上限有限放宽至 3.0。

这种设计坚决摒弃了传统经验软件中破坏真实影调的“灰世界假设”（强行拉平画面 RGB 均值）。它保留了底片自身的冷暖氛围，同时让上游损坏的通道重新恢复完整的动态显示区间。

统一密度管线的可靠性建立在严格的工程回归测试集之上。以下数据摘自 NexFilm 自动化测试套件 density_pipeline_sample_report 在真实底片样本库上的逐像素量化测量结果。表中对比了旧版管线与统一密度管线在渲染后整幅画面的红/绿与蓝/绿通道均值比：

测试数据表明，对于健康素材，统一管线输出与理论物理基线完全重合，逐像素差异为零；对于上游缺陷严重的拼接大图，有界跨度响应在不破坏片基中性轴的前提下，实现了显示动态的挽救。