為什麼底片反轉後人臉會發青？C-41 橙色色罩消除原理與著色器實作

把翻拍圖丟進任何通用修圖軟體，按一下「反相」，人臉就會發青。常見診斷是「白平衡不對」——這是錯的，所以你拉色溫滑桿永遠調不準。這層色偏是廠商刻意做進底片裡的，而清除它需要的是除法，不是減法。

一、片基為什麼是橙色的

彩色負片的青、洋紅染料在光譜上並不純淨，會吸收本不該吸收的波段（副吸收）。放著不管，從負片還原出的所有顏色都會被污染。C-41 通用的解法是彩色偶合劑：未參與反應的偶合劑維持黃橙色，形成一層與被補償副吸收形狀完全一致的正性色罩。那層橙色是內建的校正濾鏡，不是瑕疵。

二、線性反相「1 − RGB」的陷阱

底片對光的響應是指數型的。光學密度定義為 D = log₁₀(1 / T)（T 為透過率），而乳劑對曝光呈線性的是密度而非透過率。用 255 - x 反轉 8 位 sRGB 值等於反轉透過率：橙色分量被反轉成青色留在畫面裡，位於透過率壓縮端的暗部則被壓成一塊死板的藏藍。

三、在密度空間裡減掉色罩

在密度空間裡，去掉片基就是一次普通減法：D_image = D_pixel − D_base。兩邊取指數後，減法變成除法 T_image = T_pixel / T_base——這正是著色器要「除以」取樣片基色而不是減去它的原因。之後一次冪運算再把乳劑的非線性響應還回來。

vec3 inverted = pow(max(vec3(0.0), 1.0 - (pixel / mask)), vec3(u_filmCurve));
inverted = clamp((inverted - u_black) / (u_white - u_black), 0.0, 1.0);
inverted = pow(inverted, vec3(1.0 / u_gamma));

• pixel / mask——密度空間中對橙色片基的減法。
• u_filmCurve（約 1.45–1.60）——還原 S 形乳劑響應，而非平直斜坡。
• u_black / u_white——色階拉伸，讓直方圖鋪滿又不截斷。
• u_gamma（1.8）——補償顯示傳遞函數；少了它中間調會偏暗發悶。

四、把 `mask` 取準：40×40 加離群值剔除

整套校正只依賴每個通道一個數值，因此一顆灰塵就能毀掉一整格。NegaScan 會在未曝光片基（齒孔間隙或格間空隙）取 40×40 區域求平均，並在平均前剔除超過 1.5 倍標準差的樣本，不需手工遮罩即可排除顆粒、灰塵與刮痕。

五、自己跑一次

如果一個反轉工具說不出它把哪些像素當作片基，那它就是在猜——而這份猜測的後果，要你每一格親手去修。