引言
在 21 世纪，胶片摄影通常是一个混合流程 (Hybrid Workflow)：胶片拍摄 $\rightarrow$ 化学冲洗 $\rightarrow$ 数字化扫描 $\rightarrow$ 数字后期。
扫描仪是将模拟信号（胶片密度）转换为数字信号（像素值）的桥梁。这个过程受采样定理的约束。本章将探讨胶片数字化的核心理论问题：我们需要多少像素？什么是颗粒混叠？如何榨干胶片的每一滴画质？
采样理论与奈奎斯特频率
根据奈奎斯特-香农采样定理，为了无损地恢复模拟信号，采样频率 $f_s$ 必须大于信号最高频率 $f_{max}$ 的两倍：
胶片的“最高频率”是多少？
胶片没有绝对的截止频率（像数码那样的像素栅格）。其 MTF 曲线是逐渐下降的。
- 有效分辨率：通常认为 MTF 降至 10% 或 5% 时的频率为胶片的极限分辨率。
- 典型值：
- ISO 100 彩色负片：约 50-80 lp/mm。
- ISO 50 黑白微粒胶片（如 Adox CMS 20）：可达 200+ lp/mm。
扫描仪所需的 DPI
若胶片分辨率为 $R$ (lp/mm)，则需要的采样率（DPI）为：
- 对于 60 lp/mm 的胶片：$60 \times 2 \times 25.4 \approx 3048$ DPI。
- 这意味着，对于 135 胶片，一台真实的 3000-4000 DPI 扫描仪（如 Nikon Coolscan 或 Hasselblad Flextight）足以提取大部分有效信息。更高的 DPI 往往只是在扫描颗粒（噪声）。
颗粒混叠 (Grain Aliasing)
当扫描分辨率不足以解析颗粒结构，但又高于颗粒群的低频纹理时，会发生混叠 (Aliasing)。
现象
原本随机、细密的胶片颗粒，在扫描图像中变成了粗大、块状的丑陋噪点。这在平板扫描仪（实际光学分辨率通常仅 1500-2000 DPI）扫描 135 胶片时尤为常见。
解决方案
- 过采样 (Oversampling)：使用极高分辨率扫描（如 6000 DPI），然后通过软件降采样（Downsampling）到目标分辨率。这能有效平滑颗粒，保留真实细节。
- 漫射光源：使用漫射光（Diffused Light）而非准直光（Collimated Light）扫描，可以降低颗粒的反差（Callier 效应减弱），减轻混叠感。
密度范围 (Density Range) 与 Dmax
扫描仪不仅要有分辨率，还要有动态范围。 胶片的密度范围可能很大：
- 彩色负片：$D_{min} \approx 0.3, D_{max} \approx 2.5$（范围 2.2）。
- 黑白负片：$D_{max}$ 可达 3.0。
- 反转片 (Slide)：$D_{max}$ 可达 3.5 - 4.0。
扫描仪的 Dmax
扫描仪的 $D_{max}$ 指标代表它能穿透的最黑的胶片密度。
- 如果扫描仪 $D_{max} <$ 胶片 $D_{max}$，阴影部分（反转片）或高光部分（负片）将出现截断 (Clipping)，变成死黑或死白，且伴随大量电子噪声。
- 高端滚筒扫描仪利用光电倍增管 (PMT)，$D_{max}$ 可达 4.0+，能完美还原反转片的暗部细节。
总结：胶片摄影的当代意义
通过这 8 篇文章，我们从卤化银的晶格结构讲到了扫描仪的采样定理。我们看到，胶片并非一种“落后”的技术，而是一种具有独特物理属性（非线性响应、随机颗粒、化学锐化）的成像介质。
在数字化时代，理解胶片理论不仅是为了怀旧，更是为了更好地驾驭这种介质，将其独特的物质性 (Materiality) 与数字技术的便利性结合，创造出独一无二的影像艺术。
《胶片理论》系列至此完结。希望这些枯燥的物理化学原理，能化作你暗房里那一缕神奇的光。