要说近几年在社交网络上最火的相机品牌是什么，我想答案毫无疑问是富士。2024 年，富士 X100VI 上市时，首批货有百万人预约抢购，溢价高达五六千块，足够新买一台相机了，号称「电子茅台」。
而富士的独家秘籍，就是它相机内置的独特的「胶片模拟（film simulation）」。
很多人认为，富士的胶片模拟也没什么大不了的，在 Photoshop 里拉一下曲线，或者套上一个成熟的滤镜，就能够完美复刻富士的滤镜。
然而实际上，即使不考虑在电脑里做后期更加麻烦这件事，富士的胶片模拟也远没有那么简单，它是富士在胶片色彩调教经验的基础上，玩出来的色彩科学，可以说只此一家，别无分号。
毕竟网上那么多模拟富士胶片的参数和滤镜，从相机到手机全都有，但依然没能撼动富士的市场地位，硬生生让富士从卷参数的相机市场里，杀出了一条特殊的赛道。如果不信，也可以租台富士回来试试看。
我试过，确实不行……
要想搞明白这套色彩科学的独到之处，或者说为什么别家复刻不出来，得先从富士的老本行，也就是胶片说起。
胶片如何记录影像
胶片这个东西，你看着是已经快被淘汰的东西了，但其实时至今日它依然是顶尖科技产品。尤其是彩色胶片，世界上能生产制造这玩意儿国家，比能造核弹的都少。我国是 1985 年才掌握了彩色胶片的制造技术，是继美、德、日后第四个拥有这项技术的国家。主持研发的邹竞是我国首批工程院院士，她去世时，讣告特意用了一张彩色照片，就是纪念她的成就。
有点远了，咱们说回胶片和富士。
胶片是通过化学反应来成像和显色。彩色胶片上，有分别感应蓝、绿、红三色的感光涂层，每一层都涂有乳剂，里面有负责感光的卤化银晶体和负责显色的耦合剂，这些成分颗粒悬浮在明胶中。冲洗时，卤化银会被洗掉，呈现明暗信息，耦合剂发生反应形成不同颜色的染料。
具体到实际的胶片产品中，为了更好地吸收光线，彩色胶片往往会有更多的感光层。比如柯达公司 1977 年上市的 Kodacolor 400 彩色胶片，就有 6 个感光涂层。现在大家能买的彩色胶片上，感光涂层只会更多。
按理说，每一种颜色的感光涂层，最好是只吸收对应颜色的色光，但现实可没有那么完美。以富士两款著名的彩色胶片 Provia 100 和 Velvia 100 为例，这是它们的「光谱染料密度曲线 (Spectral-Dye-Density Curves)」，表示的是胶片对不同波长的光的吸收情况。
理论上，一款完美的胶片上，三种颜色的曲线不会有重合。但正如我们前面所讲，现实中总会有误差，这就会导致照片的颜色不「纯净」，会相互「污染」，这个「污染」程度的大小，从某种程度上讲，也变成了一款胶片的 feature。比如，Provia 100 上两种颜色染料之间的「污染」要比 Velvia 100 多得多。
除了本身特性外，胶片拍完后还要冲洗和显色，这个过程也涉及到十分复杂的化学反应，对各成分含量、比例，反应温度、时间等都有极高要求，稍有不慎就会偏色。这一点，玩过彩色胶片的爱好者应该深有体会。
而这，还只是从宏观层面分析胶片成像的原理，就已经感觉有点儿头大了；如果我们缩小视角，从微观成分去分析具体某种物质的作用，你会发现……更加复杂了。
复杂的胶片成分
我们前面讲乳剂中有耦合剂、卤化银、明胶等等，其实它们都是某一大类化学物质的统称，细究起来，都能拆出来几种甚至几十种不同的物质，每一种多一点少一点，都会影响最终成像的颜色。胶片厂商可能还会往里面掺一些不足为外人道的特殊化学成分，来调整照片颜色。可以说，乳剂的配方都是各个胶片厂的看家秘方、独门绝技。
这个成分变化影响会有多大呢？举个例子吧。2021 年，美国环境保护署（EPA）宣布，禁止含有「异丙基化磷酸三苯酯（PIP (3:1)）」这种物质的化工产品在美国生产和销售。富士一款叫 Velvia 100 的胶卷中，刚好含有这种物质，但比例极低，小于 0.0003%，大概相当于直径 10 厘米的小西瓜中，有一颗 PM2.5 颗粒。
按理说，这么小的比例，应该不会对环境有什么影响，而且似乎即使去掉也没什么大不了的。但富士还是很认真地遵守了美国的法案，而且是宁可在全美下架这款胶片，也不修改配方。而且，富士的 Velvia 系列不止这一款胶片，但最终只下架了这一个，说明其他型号的胶片中，并不含有这种物质。
由此可见，即使这不到 0.0003% 的成分，也会对最终成像效果有肉眼可见的影响。但具体有什么影响，也只有富士知道。
而这正是富士能玩转胶片模拟的关键。
Adobe 不懂化学，但富士懂
富士是胶片行业的老玩家，它成立于 1934 年，到今天为止做了 90 年的胶片，对胶片成像的原理和复杂性有深刻的理解。
一方面，胶片成像本身复杂的特性，让 Photoshop 之类的后期软件，很难通过套滤镜和拉曲线来复刻。
滤镜的原理其实十分简单，本质上就是个颜色对照表，把颜色 A 按照某种算法，映射成颜色 B，从而改变整张照片的色彩。
Photoshop 的颜色曲线稍微麻烦一点，但本质上也就是分开调整红、绿、蓝三种色调而已。但我们前面讲过，胶片成像时，三种颜色会相互「干扰」，涂有特定乳剂的感红层和感蓝层，可能或多或少会对绿色光也有一定的敏感度，其他感光层也是一样。Photoshop 是软件，软件根据算法运行的，算法又是人设计的。如果写算法的人都没摸清楚各层感光层成像与显色的特点，那又怎么告诉软件该怎么调整呢？
另一方面，胶片乳剂的配方实在是太复杂了，每一种成分都会影响最终的成像效果。就像我们前面讲到的那个例子，不到 0.0003% 的成分能让富士选择直接放弃一个国家的市场。即使我们真的通过某些手段，获得了富士胶片乳剂的详细配方和配制流程，也很难从结果倒推出不同成分与色彩的关系——毕竟感光学和化学还是都是很复杂的学科，即使正着制造彩色胶片都很难，更别提倒推了。
于是又回到了上面那个问题：写软件和做滤镜的人不懂化学，不知道每一个成分是干什么用的、会对最终成像有什么影响，那又如何用算法去模拟出胶片的效果呢？
Adobe 不懂，但富士它懂啊！而且富士不仅懂化学，还懂算法。
富士做胶片模拟，是从 CMOS 开始的。富士的那块 CMOS 上像素排列不是常见的拜耳阵列，而是自己专门设计的。
CMOS 上的光电二极管可以把光信号转变为电信号，负责感应光线的明暗，在这层光电二极管上方，还有一层彩色滤镜，负责捕捉色彩。
所谓像素排列，就是指这层彩色滤镜上红、绿、蓝三种颜色的排列。
简单来说，拜耳阵列 CMOS 最小单元是一个 2×2 的矩阵，像素排列是 RGBG（红色、绿色、绿色、蓝色），也就是一个 2×2 的四方格中，两个绿色像素占对角，另外两个像素是红色和蓝色。这种排列方式是柯达公司的员工布莱斯·拜耳发明的，因此而得名。
拜耳阵列最常见的问题就是很容易出现摩尔纹。摩尔纹实际上就是两个频率相近的高频信号，凑到一起，相互之前产生干扰时出现的纹路。比如用相机、手机拍电脑屏幕，或者一些非常密集的图案的时候，出现的奇怪纹路，就是摩尔纹。
许多 90 后的童年回忆《冒险小虎队》的解密卡，就是用了摩尔纹的原理来设计的。
为了解决摩尔纹的问题，拜耳阵列会在 CMOS 上再盖一层低通滤镜，过滤掉一部分会引起摩尔纹的高频信号，这样可以改善一些，但代价就是可能会影响成像的锐度，以及一些画面上一些非常小的细节。
顺便说一句，这只是从理论上去讨论的，其实现在用拜耳阵列 CMOS 的相机，也有很多都去掉了低通滤镜。
而富士自己设计的 X-Trans CMOS 是用了一种新的像素排列，这种像素排列最小的单元是 6×6，而且在这个 6×6 的矩阵中，三种颜色排列看上去也更加「随机」，不像拜耳阵列那样重复，这样其实可以就可以降低 CMOS 上像素排列的频率，从而抑制摩尔纹，并且取消掉低通滤镜，获得更好的锐度。
而且，拜耳阵列的 CMOS 每一行或者每一列上，都只有绿色和红色，或者绿色和蓝色两种颜色，而 X-Trans CMOS 上，每一行或者列上都有红、绿、蓝三种颜色，据富士说，这样可以更好地还原色彩——虽然我觉得这个事儿存疑，因为富士的中画幅系列用的是拜耳阵列的 CMOS。
无论是否能做到「更好还原」，但很明显，富士这套 CMOS 是有自己的独特性的。比如，同样在一个 6×6 的阵列上，拜耳阵列有 9 个红色像素和 9 个蓝色像素，而 X-Trans 只有 8 个，这也意味着它对红色和蓝色的敏感度会降低 11%，而且两个红色或者蓝色像素之间的距离也更远一些。
或许，正是这种特殊的像素排列，让富士照片的色彩，从根儿上就与众不同。
另外，这种复杂的像素排列，就需要更好的处理器来解码。所以富也自己弄了 X-Processor 系列的处理器，处理 X-Trans 复杂的色彩信号，并套上自己的胶片模拟算法。这个 X-Processor 处理器也是专门为胶片模拟优化过的，而且富士还刻意让这些算法都只写死在相机里的处理器中，坚决不外泄，这一点在另一件事中也能得到佐证，我们后面再讲。
从算法的角度看，胶片模拟的本质就是拟合，跟和面时「面多了加水，水多了加面」一个道理，可能最终的算法里，有几十上百个参数，这些参数就代表着胶片乳剂与冲洗药液中各种化学成分。工程师们调整这些参数对成像效果的影响大小，来设计胶片模拟算法。可能这个参数大点、那个参数小点，最终出来的模拟效果都会很不一样。而想要总结这一大堆参数，并且规定每个参数的影响大小，就需要十分了解胶片的配方才可以。
那富士可太清楚自己胶片配方里有什么物质，以及这些物质对成像色彩的影响了。研究胶片的工程师们可以据此总结出来经验，然后跟开发相机的工程师们交流，总结出模拟各种类型的胶片的算法。
或许你可能觉得，这不就跟前面提到的滤镜一样，把颜色 A 换成颜色 B？
从某种角度讲，这么理解也没错，但这个转化过程，一定是十分复杂，参数因子特别多，而且计算过程非常耗费资源的。
不然，你想，这个市面上胶片模拟的滤镜，已经比这个世界上真实存在的胶片都多了。
富士在这件事上非常保守。要知道，富士第一款带胶片模拟的相机是 2003 年出的 FinePix F700，如今已有 20 多年了，前面还有大几十年的胶片开发经验。就这样，富士自己相机上也就只有区区 20 款的胶片模拟而已，平均一年都不到一款。
这种克制与认真，也不是拉几下曲线、套个滤镜能够比得上的。人家开发了二十年的东西，好不容易熬出头了，哪能让你轻轻松松就追上或者弯道超车？
软件也做不到
我前面写到，富士很小心地把胶片模拟算法保存到相机里的 X-Processor 处理器上，坚决不外泄。我这里就来解释一下。
其实像 Lightroom、Capture One 里都内置了富士胶片模拟滤镜，它们也都能打开富士相机拍摄的 RAW 文件，并且给这些 RAW 套上胶片模拟。网上更是有许多教程，教用户改 RAW 文件的机型信息，让旧款富士相机，甚至其他品牌拍出来的照片，也能套上富士新出的胶片模拟。
但其实吧……如果你真的照着这些方式改过，就会发现，在这些软件上套滤镜出来的照片，色彩跟富士直出的会有不小的区别。
富士自己也有一款解 RAW 的电脑软件，叫 X RAW Studio。这是唯一一款能做到给 RAW 套滤镜 100% 还原机内直出效果的电脑软件。
但是呢，这款软件使用条件很苛刻，需要一直把富士相机通过 USB 连接到电脑上，不能只是用软件打开读卡器中的 RAW 文件。事实上，X RAW Studio 在套滤镜时，是调用相机内的 X-Processor 处理器来完成的，你只是在电脑上操作而已。
算法模拟现实是困难的
最后，我想抛开富士，从另外一个角度来讲一下，模拟胶片有多难。
抽象来讲，算法模拟胶片，是在模拟我们生活中的一个东西，或者说一种审美。
用算法去生成那些我们没见过的东西是非常简单的，宇宙啊，星球啊，这些。因为反正我们也没见过，你做成啥样就是啥样了。
但想用算法去模拟我们熟悉的东西，就无比的复杂，水、冰、火焰、头发……这些我们生活中特别常见的东西，反而是算法难以模拟的。因为我们太熟悉了，算法模拟出来的东西，稍微有点不一样，我们就能立马感觉到不对劲。
熟悉皮克斯的朋友可能都知道，皮克斯特别喜欢在电影上映前后发一些幕后故事做宣传，其中只要涉及到技术的，就是什么土、冰、水、毛发之类的看起来稀松平常的东西。由此可见，用算法模拟好现实中人们熟悉的东西有多难。
同样，胶片在相当长的一段时间里，就是那个人们相当熟悉的东西。如今的年轻人可能确实没怎么接触过胶片，但年轻人不是从石头缝里蹦出来的，他们出生、接触世界的时候，这个世界上就已经有无数胶片摄影时代的经典照片了。在成长的过程里，年轻人或多或少都会接触到这些胶片照片，审美也在这个过程中被潜移默化地影响了。他们早已记住了这种质感，等长大后，接触到相机和胶片模拟，如果一旦模拟的不像，他们可能说不出来哪不对，但很容易就能发现不对。
这一点可能电影行业的例子更有说服力。即使进入数字摄影机时代，电影后期也会特意「做旧」画面来模拟胶片感，而且电影模拟起来更难。一场两小时的电影，按 24 帧算，相当于总共有 172800 张照片，要让这 17 多万张图片的色调保持一致，看着就像一卷胶片拍出来的，想想就知道有多困难……稍微有一个镜头不对，数码味出来了，可能全片的氛围就破坏了。
而且，即使是用胶片拍摄的电影，在剪辑、后期时，也要扫描成数字版，然后再「打印」到胶片上放映。这个过程中，后期调色师甚至要深入到去模拟某一款胶片的噪点，让全片看起来和谐美观，又不失胶片特殊的美感。《星际穿越》的调色师就曾在网上分享过这样的经验。
洋洋洒洒写了四五千字，我觉得算是把「富士胶片模拟有多难」这件事浅浅地解释清楚了。我探究这个问题的根源是，许多人就单纯地把富士引以为傲的胶片模拟，当成一套简单的滤镜，或者几个参数，似乎对着设置完，你也能够获得一模一样的效果。
但其实纯粹用逻辑推理也能知道：假如富士的胶片模拟这么容易就被「破解」了，那为什么富士这么多年一直一机难求，溢价严重，停产二手机的价格都比新上市的时候还高？真的只是炒作吗？为什么其他品牌炒不出来这样的效果？松下今年新出了个相机 LUMIX S9，可以套 LUT 直出拍照和视频，按理说可以轻松套上各种各样的胶片滤镜，秒杀富士好几条街，但这个机器上市没多久热度就过去，跌破发行价……
这一系列问题，其实都指向一个真正的原因：富士的胶片模拟确有自己的独到之处，这是其他厂家无法追赶的。所以，我才想着去探究一下，看看能不能找到这个「独到之处」。
我想，我似乎是找到了一点。
