Если я правильно понял, то нужно, чтобы файлы отдавал nginx напрямую, а после этого нужно чтобы вызывался пхп код. Можно попробовать покопать в сторону post_action, эта директива позволяет выполнить дополнительные действия после того, как Nginx отдает ответ клиенту.
Например что-то типо такого:
server {
//
location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif)$ {
try_files $uri =404;
post_action /post_handler.php;
}
}
