淺談特效影院影音技術優化措施

李艷濤

（北京天文館天象廳，北京 100044）

0 前言

我國于20 世紀末期建設了第一座特效影院，伴隨電影行業的快速發展，影院規模日益壯大，特效影院的數量也越來越多，其在科學知識宣傳和推動文化事業的發展上發揮著越來越重要的作用。隨著特效影院的普及，數量的激增，也暴露出了一些問題，多數人對特效影院不是很了解，導致其普及率不高，特別是在建設、運行以及提升這3 個方面暴露出很多明顯的問題，因此需要從此類影院的發展現狀入手，對相關技術應用問題進行研究。

1 特效影院

1.1 含義

特效影院指的是電影視頻和特效技術的融合，借助電影院模式和專業的播放、音響設備向觀眾普及知識。這種電影院模式在科技場館中比較常見，在觀看特效電影時可以讓觀眾在產生一種極強的代入感的同時，又能學到文化知識，兼具藝術和教育功能。

1.2 發展現狀

20 世紀末期我國出現了第一座特效影院，經過二十余年的發展，特效影院逐漸遍及全國的各大城市，科技的不斷創新發展，使得電影行業也得到了快速發展。隨著特效影院的應用越加廣泛，其受到了越來越多的重視，對其的管理和創新也成了人們研究的重點。

2 現代科學技術在特效影院中的應用

2.1 在控制、播放以及演示系統中的應用

數字劇場在全球影院中有著最高的市場占有率，系統有著對全球幕渲染和天文演示進行同步控制的能力，對周圍其他系統實時、同步控制的功能，其軟硬件包括了控制服務器、圖形和音頻計算機、操控臺和軟件，控制服務器和其他計算機、部件是相互連接在一起的，為操作人員進行播放演示提供了空間，通過劇場內的各類設備發出的指令，實時監控系統情況[1]。圖形計算機具有圖像渲染功能，計算機提供的圖像渲染質量是最高的，在圖形計算機的操作下可以實時產生三維節目和顯示視頻窗口，可以對預先渲染的視頻圖像進行解碼。音頻計算機能夠將數字音源通過混合轉換成數字形式的音頻流，對計算機進行控制，借助音源回放、音量等方式為節目場景提供混音，借助光纖線路連接外部音響和播放系統。操控臺主要由2 臺液晶顯示器、背光鍵盤、鼠標、PDA 手持控制器以及操作桿組成[2]。軟件的服務器是由Win7 系統、Digistar 4 星空表演、球幕播放軟件這3 個部分組成。

2.2 在放映系統中的應用

影院借助2 臺4K 索尼投影機、110°廣角鏡頭在球幕上進行投射，在南北兩端固定好投影機，每端設置1 臺投影機，沿著球幕基線和地平線的夾角為23°的方向向上進行投射，環繞水平基線的角度為360°，鏡頭呈張角向上的狀態，角度為45°，將球幕天頂完全覆蓋住，投射出來的圖像在經過校正與邊緣融合后，可以使圖像無縫、完整地在球幕上進行投射[3]。使用高畫質的索尼投影機，超大功耗、發熱量高的氙燈，在持續、高耗能的發熱情況下保證畫面的穩定。并且可以對高畫質的畫面進行投射，其質量信號與數字影院相差無幾，同時也能夠接收2K 畫面信號，通過投影機處理器來進行處理計算，將其轉換為4K 畫面來進行投射，畫面質量比2K 要高，對比率超過了3000 ∶1，可以提供的亮度為21 000 lm，在2 個角度為110°的廣角鏡頭的內部對光闌進行設置，可以對球幕上投出的圖像的亮度進行精細地調解操作，實現亮度平衡，將掩模拼接技術內置在鏡頭處，使圖像拼接更容易被控制。

2.3 在球幕系統中的應用

球幕系統主要由網架、幕板、三角形狀的組件、矩形鋁管、鋼管組件組成，其具有緊湊的網架結構，能夠保持幾何形狀不變，在張力環上進行安裝，能夠實現自我支撐，為合理數量的設備提供支撐。設備主要包括音響、照明燈以及隔音層等，球幕內部由微孔鋁合金板組成，復合形式的曲面模具經過加工成為成型鋁合金板，其直徑孔為1.6 mm，微孔以3.2 mm 錯列排列，粉末噴涂表面可以達到投影機投射的相應的光學特性，使放映面與放映景象相符合，色彩、分辨率和對比度都能夠符合要求。

2.4 在音響系統中的應用

音響系統采用環繞立體聲系統，系統配置專業、先進，由4 個15 英寸的雙路音箱，2 個中置和低音音箱、專業調音臺等裝置組成。這種音響系統是全數字化形式的，聲道處于分離狀態，通過不同功放產生音源，可以有效避免相互串擾問題。借助時間將音頻嵌入視頻流中，在播放影片時圖形計算機會播放視頻流，視頻流由光纖通過音響系統發送數字信號，保證音畫同步。

2.5 在燈光系統中的應用

照明設備采用能夠提供球幕照明和可選擇的程序化效果的LED 槽型燈。使用LED 燈能夠有效解決耗電問題，可以減少散熱量，為維護工作提供方便，同時可以對平滑燈光進行控制。采用三色LED 芯片使光線更加均勻，柔和度更高，產生不同的色彩和亮度效果。

2.6 在座椅系統中的應用

影院的座椅數量一般為60 個，并且采用的專用影院座椅是結合人體工程學原理來進行設計制造的，與人體坐姿需求相匹配，不僅具有雅致的外觀，而且結實耐用、坐感舒適，同時顏色搭配十分合理。

3 特效影院關鍵技術

3.1 畫面技術

畫面技術在特效影院技術中占據關鍵地位，其主要包括畫面形式等內容。畫面形式側重于對觀眾視覺范圍的全覆蓋。結合影片呈現的需要，結合人眼在視覺上的特性對主畫面與輔助畫面之間的關系進行確定。主畫面指的是人眼有效的視角范圍，輔助畫面是視角范圍以外的畫面。主畫面視角范圍為雙眼水平的30°以內，人們對有效視野以內的大畫面有了更高的追求，因此，可將水平視角設置在60°～80°，輔助畫面可設置為余光區域，用來營造“沉浸感”。如果主畫面覆蓋角增大，會迫使觀眾轉頭、仰視，不斷轉動眼球，時間長了就會產生明顯的不適感。

需要結合觀眾的觀看方式對畫面形式進行確定，以此來為后續影片在內容和投射技術、技術系統與投資等方面確定方向。畫面顯示和投射方式十分關鍵，LED 技術在未被大規模使用之前，只能利用投影拼接融合生成畫面。其技術關鍵點在于對光路進行分析，對正常觀看不會產生影響，利用畫面校正技術，使像素間距和亮度保持一致，根據鏡頭投射比例，對完整的畫面進行拼接融合。

另一種為立體方式，主動式與被動式是很成熟的2 種立體方式，但是主動式一般是不被采用的。在被動式的立體技術中偏振技術在立體畫面位置上是有限的，在包圍感很強的特效影院當中是不應該使用的。

對于特效影院的立體問題一直都是存在爭議的，在多數特效影院中是不需要采用的，主要有以下3 個原因。1）只有在有效的視野范圍內人們才能產生立體感，這其中人眼的視覺特性起決定作用，因此，在余光范圍內營造立體感的意義不大，與視覺感知相違背。2）現在要想體會畫面呈現出的立體效果，需要佩戴專業的眼鏡，但是眼眶會對視野產生影響，不協調的局部與其他畫面會破壞立體感。3）通過對畫面進行推拉搖移或者是播放具有沉浸感的畫面都能夠讓觀眾產生立體感，不一定非要借助立體畫面來實現，如果全息技術是真正意義上的全息，那么就能能夠實現裸眼3D，呈現出來的立體化模式將會是全新的。

對于分辨率、亮度以及對比度這些技術指標而言，分辨率是影視項目對外宣傳時的一項非常重要的指標。亮度這個指標很容易被曲解，傳統影院亮度為15 FL 時最適宜，在3D 狀態下比3 FL 高。采用這個指標的前提是在觀影當中對亮度的要求不高，畫面指向正前方，環境裝飾材料為低反光且顏色是深色的。亮度過高影院會如白晝一般，會影響對比度，所以在普通模式下建議將亮度設置成5 FL～6 FL，在3D 狀態下2 FL 更適宜。如果是自發光型影院，對畫面亮度的影響會小一些，但是該放映方式還處在推廣階段，沒有嚴格的標準，從人眼健康角度出發，亮度不應過高。再從對比度上看很容易忽略掉，這是因為缺少國家及行業規范提供的支持，所以要參考國外的技術要求與工程經驗，建議對比度要比2000 ∶1 大，幀內比10 ∶1 大。

3.2 多聲道技術

聲道布置需要結合影片聲音創作的初衷來確定，根據環境特點、觀看方式、坐席布置來確定聲道，采用主聲道+環繞聲道的形式，其具有5 個聲道。很多時候人們只關注聲道的位置，卻忽略了揚聲器、畫面位置、坐席布置之間的關系，從而影響到了聲音的定位效果。有人認為具有“沉浸感”的聲音是通過揚聲器實現的，所以增加揚聲器的布置，但這是一種片面的想法。正確的操作是聲中心位置在主畫面的2/3 高度左右，與聲畫位置相對應，對于具有環繞效果的揚聲器要考慮到觀眾需求，除了特殊需求外布置時不應該過低或者過高，應集中布置聲道揚聲器，如果聲道環境尺度大，需要通過多個揚聲器的設置對多排觀眾進行覆蓋。

4 結語

綜上所述，我們可以發現現代科學技術在特效影院中的應用還是很廣泛的，在每個系統組成部分都有所應用，每個系統對科學技術有著不同的要求，所以在應用的過程中應尤其注意真實的技術需求，從需求出發對相關科學技術進行應用，并對相關指標參數進行設置，使其符合技術標準規范，獲得高質量的畫面和聲音效果，讓觀眾體驗到最佳的觀影效果。