陶 曄 王迎春 呂佳璐 吳 鋒

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巨幕影院設備及技術科普——以中國杭州低碳科技館巨幕影院為例

陶 曄 王迎春 呂佳璐 吳 鋒

中國杭州低碳科技館，浙江 杭州 310051

目前，在各大科技館中特種影院作為重要科教展示項目。1995年8月中科館的特種影院—球幕影院的對外開放，標志著國內科教新型形式的誕生。許多地方的大中型科技館都標配特種影院，特種影院不僅給觀眾帶來視覺的盛宴，還在青少年科普教育史上留下不可磨滅的印記?；诖?，主要科普特種影院—巨幕影院設備及技術。

科技館；巨幕影院設備；科普

科技館常見的特種影院有球幕影院、巨幕影院和4D影院，而巨幕影院目前在市場上主要分為DMAX（中國巨幕）和IMAX。電影的載體有兩種，一種是膠片，而另一種是數(shù)字。隨著電影產業(yè)的不斷發(fā)展，中國巨幕從2011年面世到現(xiàn)在，憑借著其超卓的放映效果、優(yōu)質的放映畫面、打破國外廠商對巨幕影院市場的壟斷，在祖國56個城市里建設了上百家中國巨幕影廳。本文以中國杭州低碳科技館巨幕影院為例，根據(jù)江蘇尚陽數(shù)字科技有限公司提供的巨幕影院的技術文檔向大家簡單科普數(shù)字立體巨幕影院設備及技術。

現(xiàn)代電影可分為膠片電影和數(shù)字電影，膠片電影是指用電影膠片攝像機拍攝、制作、傳輸和放映的電影。數(shù)字電影是指在電影拍攝、后期加工制作、傳輸介質以及放映等環(huán)節(jié)，部分或者全部采用數(shù)字處理技術，代替?zhèn)鹘y(tǒng)物理處理技術或者光學處理技術，以數(shù)字化介質來取代傳統(tǒng)膠片的電影。3D立體電影是指利用雙眼立體視覺原理，在銀幕上呈現(xiàn)三維立體空間視覺影像的電影。而偏振眼鏡是當前3D立體電影普遍的解決方案，通過兩臺放映機鏡頭前的兩個偏振鏡，將放映的畫面同步一起投影在影院的銀幕上，形成左像右像雙影。而帶上偏振眼鏡，觀眾左右眼各自看到左像和右像并匯聚疊合在視網(wǎng)膜上，從而產生身臨其境感強烈的立體效果。巨幕是指放映的銀幕相對于普通銀幕更寬、更高且有點點彎曲。一般如果銀幕寬超過20米，高超過12米就可稱之為巨幕。

我館的數(shù)字立體巨幕影院由以下幾個部分組成：（1）放映系統(tǒng)；（2）控制播放系統(tǒng)；（3）銀幕系統(tǒng)；（4）音響系統(tǒng)；（5）3D眼鏡系統(tǒng)；（6）座椅系統(tǒng)。

1 放映系統(tǒng)

我館巨幕影院采用雙機放映數(shù)字立體電影。整個放映系統(tǒng)由以下幾個部分組成：

1.1 雙放映機一體式機架

兩臺放映機分別放置在雙機一體式機架上下兩層，整個機架的調節(jié)是通過上層的橫向水平位移調節(jié)、橫向水平度調節(jié)以及縱向俯仰角調節(jié)這三方面的調校。橫向水平位移調節(jié)主要將架在上方的放映機的橫向水平位移進行調節(jié)，使雙機在垂直方向完全重合；橫向水平度調節(jié)主要調節(jié)上層的放映機的水平度，使上下兩臺放映機投影的影像平行；縱向俯仰角調節(jié)是對上機的俯仰角進行修正，使上下雙機投射到銀幕上的畫面高度上一致；通過這三種方式的配合調節(jié)可以方便迅速地將上下兩臺數(shù)字投影機投射的畫面在銀幕上重合。

1.2 放映機

我館巨幕影院所用的數(shù)字放映機為：巴可DP2000-32B放映機，該機是由巴可公司制造的采用基于TI（美國德州儀器）公司開發(fā)的3DLP數(shù)字投影技術，具有高色彩還原度：2048×1080高清分辨率（支持4K輸出），高對比度：2000∶1，高亮度：輸出亮度高于三萬流明。巴可DP2000-32B放映機采用高效的6500 W標準短弧數(shù)字氙燈，而氙燈放電所得到的光和自然光非常接近。巴可DP2K-32B放映機主要優(yōu)勢：（1）全球最亮數(shù)字放映機之一。（2）維護和運營成本低。（3）用戶界面簡單氙燈校準方便。（4）密封引擎和冷卻技術，確保圖像質量和亮度長效性。（4）模塊化設計易于安裝和維護。

1.3 偏振裝置

我館巨幕影院的數(shù)字電影放映機偏振裝置包括片框組件、橡皮履帶和步進電機；其中片框組件包括偏振片框和底座，片框上裝有偏振玻璃并通過底座固定于橡皮履帶并利用步進電機帶動，實現(xiàn)偏振光、全遮光和全漏光。

1.4 專用短焦距投影鏡頭

通過該專用短焦距投影鏡頭可將放映機投影出的畫面放大，實現(xiàn)短距離投影出大畫面。

2 控制播放系統(tǒng)

我館巨幕影院使用GDC SA2100AQ數(shù)字電影播放服務器，該服務器可高質量的通過四鏈路HD-SDI輸出，分別為左右眼提供12比特4∶4∶4高質量JPEG2000視頻信號至兩臺數(shù)字放映機來播放3D電影，其色彩數(shù)量是其他普通3D技術的數(shù)百倍。該服務器支持冗余熱插拔存儲硬盤并最高支持4TB，可以存儲更多的影片片源。其播放的3D電影影像平滑流暢并杜絕畫質模糊及閃爍頻繁，銀幕上影片的亮度和光反射均勻，避免了觀眾在觀看3D立體電影所帶來的眼睛疲勞和眩暈感。該服務器支持2K影片并滿足4K需求，是目前畫質優(yōu)秀、技術成熟的數(shù)字電影播放服務器。

3 銀幕系統(tǒng)

我館巨幕影院采用Harkness屏幕公司的Spectral 240 3D立體仿真專用投影金屬屏幕，該屏幕經過特殊的表面工藝處理，增加表面光線散射、提高增益和成像特性，亮度均勻性好，無太陽效應，為3D影像顯示提供高性能，高對比度和更寬觀看視角的屏幕。該銀幕采用哈克尼斯的專利透聲技術，提高現(xiàn)場的聲揚效果。整個銀幕寬21.7米，高12.5米，開孔率4.5%，增益系數(shù)：2.4，并具有阻燃性。

4 音響系統(tǒng)

我館巨幕影院音響系統(tǒng)由數(shù)字影院音頻處理器、音頻功率放大器、揚聲器、順序控制電源構成。

4.1 數(shù)字影院音頻處理器

我館巨幕影院的數(shù)字影院音頻處理器采用QSC的DCP300，該處理器與QSC的DCA系列數(shù)字影院功放搭配使用，為我館的數(shù)字立體巨幕影院提供所有的音頻數(shù)字信號處理和音頻設備監(jiān)控功能。DCP300中通過調整該處理各大功能如：參量均衡、延時和增益控制、分頻、極性變換、1/3倍頻程均衡器可讓影院音響系統(tǒng)中的每只揚聲器都能調校至最佳。數(shù)字分頻器可實現(xiàn)二、三、四各個分頻的主動處理。該處理器不但讓影院音響系統(tǒng)的布線和設置簡單方便，縮短了安裝時間和降低了安裝成本，而且還具備功能強大的監(jiān)控功能，不僅能對音響的功放進行輸入和輸出的監(jiān)控，還能檢測其他一些音響系統(tǒng)設備的負載故障。

4.2 音頻功率放大器

我館巨幕影院的音頻功率放大器采用QSC的DCA3422專業(yè)功放。該功放能將整個影院的音效達到大氣磅礴令人震撼的水平。通過該音頻功率放大器，影院不僅能帶來強勁給力的低音效果和清晰透徹的高音效果，還能避免影院音響系統(tǒng)過多的熱消耗，提高了影院音響系統(tǒng)的可靠性。音頻功率放大器利用其超低阻抗電路，每秒二十萬次以上對供電電路進行充電，給整個音響系統(tǒng)的音頻電源通路帶來足夠的電流，且音頻信號沒有過早地衰減，輸出的聲音干凈清晰。

4.3 揚聲器

我館巨幕影院采用QSC的電影揚聲器，QSC數(shù)字影院揚聲器聲音自然純凈而又舒適，語言對白聲像定位清晰，頻響寬廣并且?guī)缀醺采w人類聲音的全頻帶，低音渾厚高音清透，給影院的每位觀眾帶了真實、豐富、刺激的音效體驗。[1]揚聲器發(fā)出的聲音覆蓋面廣，保證影院每個座位上的觀眾都能聽到同樣質量的音效。

4.4 順序控制電源

我館巨幕影院音響系統(tǒng)利用音響系統(tǒng)時序電源，接入多個音響系統(tǒng)設備的開關，按序逐個啟動或關閉供電電源，實現(xiàn)多臺音頻功率放大器、音頻處理器及其他音響設備按序開啟或關閉，這樣有效地統(tǒng)一管理并控制了各個音頻功率放大器及音頻處理器等音響系統(tǒng)設備，大大減少了人為操作失誤，降低了音響系統(tǒng)設備開關瞬間對機房供電電路的沖擊，使得用電安全得以保障。

5 3D眼鏡系統(tǒng)

我館巨幕影院的3D眼鏡系統(tǒng)由3D眼鏡和全自動眼鏡清洗裝置構成。

5.1 3D眼鏡

我館巨幕影院的3D眼鏡鏡片采用進口CR-39樹脂料，弧度為600，鏡片厚度2MM，透光率達42.5%?？蚣苓x用PC材料，框腿使用橡膠料，彎折度高，不易折斷，磨損度小，使用壽命長。

5.2 全自動眼鏡清洗裝置

我館巨幕影院全自動眼鏡清洗裝置整體由不銹鋼制作，外觀精美大方，性能穩(wěn)定，工作效率高，使用壽命長，超聲發(fā)生源與清洗槽一體化，質屬超聲波自動化一體機系統(tǒng)，集清洗、殺菌、風干為一體。機器一次清洗量可達360副眼鏡，而一次全程清洗時間為20分鐘[2]。

6 座椅系統(tǒng)

我館巨幕影院共有豪華座椅246個，6個殘疾人專用坐席。這246個豪華座椅背板采用工程塑料、扶手翻動、帶杯套、固定式。該座椅特點：采用高壓一次成型技術，金屬骨架，安全牢固；面料由海綿組成，表面滌綸，可直接清洗，方便清潔；180度高溫染色，不易褪色；座寬范圍在575-600（mm）。座椅做阻燃處理達到了GB-5022—95規(guī)范中裝飾織物燃燒性能B1級的標準。科技館的特種影院中的巨幕影院是最具代表的影院劇場，觀眾在欣賞數(shù)字立體巨幕電影并感受科技魅力的同時我們更應該把數(shù)字立體巨幕影院設備及技術進行科普，讓人們知道數(shù)字立體巨幕影院系統(tǒng)是怎樣集成整合出來的，到底通過什么設備將立體電影的影像完美的顯示在巨幕上。

[1]張全亮. QSC公司DCP300數(shù)字影院處理器功能升級[J]. 現(xiàn)代電影技術，2010（6）：93-94.

[2]劉菁.在科技館體系天文科普工作中運用互聯(lián)網(wǎng)的研究[J]. 大眾科技，2015（3）：222-224.

Giant screen theater equipment and technology popular science -- a case study of Hangzhou low carbon science and Technology Museum

Tao Ye Wang Yingchun Lü Jialu Wu Feng

Low carbon science and Technology Museum，Hangzhou，China，Zhejiang Hangzhou 310051

at present，in the major science and Technology Museum of special theater as an important science and education demonstration project. In the 8 month of 1995，the opening to the outside world of the special theater of the science and Technology Museum of the science and education，which marks the birth of the new form of science and education in china. In many places，large and medium-sized science and Technology Museum are standard special cinema，theater construction not only bring a visual feast to the audience，leaving an indelible mark on the history of science education in adolescents. In this paper， the main popular science special Theater - the giant screen theater equipment and technology.

Science and Technology Museum；giant screen theater equipment；popular science

G322.7；F205

A

1009-6434(2016)09-0129-03