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示例图片三
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球幕影院种类介绍

球幕总述

球幕、穹幕或Dome显示系统,是指以双曲面显示屏幕形状形成对观看视点的包围,同时显示的影像内容营造出接近真实环境的空间透视效果,来达到一种沉浸于视景中的体验感。球幕显示系统是目前所有显示模式中最沉浸感的体验展示方式。

要到达到该视觉体验效果,首先屏幕显示画面必须覆盖足够的视野空间,至少达到50%,然后是视景内容必须具备三维空间透视结构,且能正确映射于屏幕表面。

球幕的形状和人的观赏姿态可以根据项目需求来合理进行设计。此处将总结出各种不同形态的球幕种类以及其适用场所。

球幕的显示依靠数字投影机来投射对应的画面内容到屏幕表面完成。通常来说有单鱼眼镜头投影方式和多投影拼接显示方式。单鱼眼镜头方式由于其存在有效像素分辨率低、亮度低,以及最佳观赏视点被投影机占据的缺陷,只有在小型球幕剧场在使用。虽然IMAX球幕影院也在采用单鱼眼镜头显示方式,但是因为其使用的是高亮度高分辨率胶片电影机,弥补了普通投影技术缺陷。还有一种是美国sky-skan公司主导的双机对射显示方式,但是其使用了4K分辨率投影机以及特殊定制的镜头。因此,以上两种类型均不具备可推广性,只有多投影拼接方式是最易实现和最为灵活的球幕显示方式,也是我们重点推介的显示方式。但是拼接方式也有其固有的缺点,如系统结构复杂,拼接后画面很难处理到完全没有瑕疵,维护不方便等等因素。不过在某些使用领域,为了追求最终的使用目的,一些缺陷是可以被接受或忽略的。

    对于一套完整的球幕体验系统而言,球幕硬件只是表象,显示内容才是其核心。由于缺乏统一的标准,球幕的显示片源不能通用同时也极其匮乏。大众所能见到的球幕显示系统多位于科技馆、天文馆内的球幕系统以及大型游乐场所内主题影院,其技术也多为外国专业公司所垄断。

    随着数字展示运用的兴起。在一些特殊的场馆和展示领域,项目追求定制化的体验环境,为球幕显示系统的推广实施带来了非常理想的契机。

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类型一

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         这是多数科技馆球幕影院普遍运用的类型。屏幕部分为整半球型或少于 1/2 球切面。球冠面与地平面呈一定角度倾斜(30 度左右)。观众斜躺在座椅观看,主视点为斜上方。显示硬件。采用6 台数字投影机按一定空间模式分布,画面拼接后覆盖整个显示屏幕。也有特殊项目为追求整体显示分辨率采用 8 台、10 台、12 台甚至更多的投影数量。  

 

类型二

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此类型多见于传统的天文馆。屏幕为整半球。球冠面平行于地平面。模拟宇宙天球的形状。观众站立或环坐于球幕下方,向上仰望,如同观察宇宙苍穹。此类球幕也多以星相观察,宇宙科普教育使用为主,早期多为光学性质的星相仪,采用数字投影技术后,采用软件方式实时显示的数字星相仪逐渐普及。显示硬件系统、投影机的方案布局同上一球幕类型,采用6台或更多投影机分布于球冠边缘位置斜上投射。


类型三

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 此类型出现在一些大型主题乐园的虚拟飞翔体验项目中。将半球幕旋转 90 度竖立起来。观众悬空于球体内部进行观赏,屏幕图像遍及整个正前方视野范围。此模式最切合于人的正常视觉观赏习惯,视频画面一般采用全景鱼眼镜头拍摄,体验者如同悬空遨游的感觉。显示硬件系统、投影机的方案布局同上一类型。


类型四

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     此类型也称为 720 度全天域球幕。2010 年上海世博会台湾馆即是采用此种类型。屏幕为整球型,观众在球体中心观赏,可以实现垂直 360 度和水平 360 度视野的任意角度视点观看。为了便于观众出入,在球体直径上设计一个悬空走廊。观众站立模式自由观看。显示硬件布局。为尽可能不影像屏幕画面的完整型,投影机只能安装于球体直径方向上的两个出入口位置。一共需要采用 8 台或 16 台的投影进行画面拼接。

 

类型五

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 球幕显示面积等于或超过了 1/2 球体,球冠面和地面水平。不同于类型 二,观众完全置身于球体内部,以站立模式自由观赏。影像覆盖了更多的观众视野,适合于演绎丰富的情景视频内容。显示硬件布局上。投影机藏于屏幕之后,屏幕上需要进行开孔透出投影机光线。根据球体的大小及分辨率要求,采用 7 台或更多投影进行画面拼接显示。

  

类型六

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       屏幕为双曲率构造,非规则球幕,更像是一个碗状(局部)的屏幕。观众悬空于内部进行影像观看,视点着重于斜下方向,模拟在飞机上俯瞰大地的视野。影院的设计使得观众以第一视角的方式亲身体验了在空中俯瞰大地的感受。

 

 类型七

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       球幕显示区域超过了 1/2 切球,最大可达到 2/3 球面。球体垂直于水平面,采用一个跳台深入球体内部作为观众承载平台。此类显示构造,观众能以最广泛的视野和保持最佳的体验位置进行视景的沉浸式体验,完全包容于场景画面之中。根据球体大小和显示精度要求,需采用 10 台以上投影机进行拼接显示。为了避开中央观赏区域对光路的遮挡,也尽可能不在球体表面开孔投射画面,投影机的安装及光路布局采用了非常复杂的设计,其影像拼接处理技术也是所有球幕种类中最难的。


  类型八

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   屏幕采用双曲结构。观影方式类似于IMAX巨幕电影,但是能提供比IMAX巨幕电影更佳的视觉包容感和沉浸体验。

 

   

其他类型

      以上只是总结了球幕主要存在的几种类型,但是并不局限于以上类型。只要是屏幕为曲型并对观赏视野形成一定的包容性,能实现沉浸感,均可以视为球幕的分类。对于定制项目,我们可以根据项目需求和现有条件进行定制设计。设计最适合的体验环境。

 

屏幕的技术参数:

正投硬幕特点:1、突出的抗环境光能力,支持高对比度达5000:1以上2、进口光学涂层,超长使用寿命3、高清晰度、大视角4、色彩还原度好,图像自然、逼真5、高亮度环境下图像灰雾度小,长时间观看不易产生疲劳感,有效保护视力 

屏幕参数: 投影方式 正投硬幕幕面颜色 金属幕银色)  漫反射幕(白色)

环境光吸收率 80%以上屏幕增益系数 0.7—3.0(金属幕、漫反射幕增益都可根据实际需求定制)

水平视角:170°-60°

屏幕均匀度 ≥98%粗糙程度:<25μm

色彩还原偏差 ≤4%屏幕解像率 100线/mm入射角度 18度±5屏幕拼接缝隙 0(整张幕基)环境温度 -40—75℃环境湿度 30%—90% 


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