論4D影院放映設備的數字化升級
——以上海科技館4D影院為例

文丨吳文忠

（上海科技館，上海 200127）

在數字影院快速發展的今天，膠片放映機正在被數字放映機所替代，目前國內外新建4D影院均不采用這種膠片式放映機。針對上海科技館4D影院的實際運行狀況，我們組織影視專家和相關供應商就現有的放映設備升級改造等事宜進行分析和研討。大家認為：隨著數字影院的技術日趨成熟和規模不斷擴大，4D影院放映設備數字化升級改造已是必然，高科技影視展示要緊跟時代潮流，才能真正滿足市場的需求。我們相信：影院放映設備數字化升級改造必將在科普影視行業中起到一定的示范作用。

1 4D影院的發展現狀

眾所周知，3D影院（通常稱為立體電影）已經具有幾十年歷史。近年來，隨著科普技術的發展和娛樂市場的需求，人們不僅將震動、墜落、吹風、噴水、撓癢等特技引入3D影院，而且還根據影片的情節精心設計出煙霧、雨、雪、光電、氣泡、氣味、人物表演等效果，形成了一種獨特的表演形式，這就是當今十分流行的4D影院。它是在3D立體電影的基礎上，加座椅特效和環境特效模擬仿真而組成的新型影視產品。觀眾在觀看立體電影時，順著影視內容的變化，可實時感受到風暴、雷電、下雨、撞擊、噴灑水和霧等，營造一種與影片內容相一致的環境。4D電影具有身臨其境，驚險刺激的效果。隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高，人們對文化娛樂的要求也在不斷改變和提高，在我國主要的科普場所和主題公園均建有4D影院。

2 4D影院膠片放映機升級為數字化的必要性

影院放映設備是電影藝術與技術相結合最終效果的顯示設備，放映技術是集聲、光、機電等學科于一體的綜合性技術。據業內專家估計，傳統的膠片拷貝兩年內將逐漸退出歷史舞臺，取而代之的是更環保、更清晰、成本更低的數字拷貝和數字放映影院。數字立體電影是在2K（2 048×1 080分辨率）數字影院放映系統的基礎上發展起來的，目前全球數字銀幕數為9 464塊，影院數字化改造規模處于前5位的國家是：美國：5675塊，占60%；中國：924塊，占9.8%；英國：376塊，占4.0%；韓國：200塊，占2.1%；德國：244塊，占2.5%。我國目前2K數字影院的銀幕已經達到924塊，另有600多塊銀幕即將數字化，預計到2012年底將達到2,000塊銀幕。

上海科技館是上海市乃至長三角地區最大的科普場所，上海市的常住人口接近2 000萬，屬特大型城市，又是一個開放型城市，公眾對科普和娛樂的需求非常大，4D影院又是上海科技館最有吸引力的展項/展品。所以，升級改造成與大城市規模相匹配、科技含量高、銀幕高清晰的數字放映系統是大勢所趨，數字化4D影院必將會受到廣大觀眾的喜愛。

3 數字化升級改造實施方法和完成目標

3.1 實施方法

3.1.1 技術方案

數字電影，是指以數字技術，將數字信號還原成符合電影技術標準的影像與聲音。視頻信號通過放映機的信號底板進入TI接口板、顏色處理板、格式化接口板，然后通過3塊格式化板驅動DMD芯片成像動作，最終通過光路將影像投射到銀幕上。2K數字電影放映機分辨率為2 048×1 080，采用美國TI公司放映機DLP芯片。不同型號按用途和支持銀幕大小來劃分。銀幕大小從12 -20m寬銀幕都有。從亮度分：5 000-20 000ANSI。

3.1.2 設備方案

（1）3D高清晰度數字放映系統：安裝兩臺Christie HD 8K三芯片1080P的DLP數字放映機，并配備高質量放映鏡頭和HD的SDI信號輸入，保證高解像度的畫面質量。還安裝一臺HD數字視頻服務器。它可以播放左眼和右眼的視頻，而且該服務器保證原始數字信號在壓縮中產生最小的信號丟失。所有的音頻以及低音震蕩的音軌都儲存在服務器的數字音頻聲道上。這保證音頻和視頻的完美同步。（2）電影放映機控制器升級：電腦放映控制系統升級以一個新的升級版替換現有的放映控制系統，它包括：帶帶元部件互連總線的臺式電腦、液晶顯示器、鍵盤、鼠標和能接入到現有系統的新開發軟件。（3）音源播放器和音頻處理器升級：拆除現有已淘汰的IDA音源播放器，代之以DTS最新的XD20型號，拆除現有的音頻處理設備，代之以新型的音頻處理器，該處理器可以整合膠片系統和數字放映系統的音頻。

3.1.3 工程方案

（1）進行現場考證，劇場內新設備的布局，并對放映機平臺和外罩的設計，最后確定設計施工方案。（2）投影機支架的制作和安裝，安裝數字放映系統，新設備與現有的系統對接，自創影片《重返二疊紀》的現場編程。（3）影院特效設備修繕（包括噴水欄桿，座椅罩蓋的安裝，噴頭，電磁閥，管道的清洗維護等）。

3.2 完成目標

3.2.1 技術指標和創新點

（1）技術指標：符合當今數字影院設計要求和放映標準。放映影像的清晰度為2k，即2 048×1 080的解像度，與70mm的膠片放映機完全可以媲美，達到肉眼無法區分的程度。（2）創新點：①3D服務器，多達12個聲道，并可兼做數字音源。音軌、特效同步更精準。②放映控制系統及特效控制系統，為日后添加特效的控制留出多余通道，如需添加特效設備只用插上設備即可“即插即放”。

3.2.2 實現經濟和社會效益

（1）社會效益：上海是經濟發展強勁的特大型城市，上海科技館在城市發展中占有重要地位。特種影院是滿足觀眾精神文化生活的必要配套設施，在現代社會文化中，影視及其相關活動，已占有越來越多的時間，是社會文化的重要組成部分。這些都成為了上海科技館電影市場需求不斷擴大的外在動力，從國際經驗來看，人均GDP突破4 000美元大關，將時文化產業的爆發點。上海科技館科普4D影片《重返二疊紀》自主拍攝以及4D影院放映設備數字化升級，已經成為科技館電影消費的內在動力，增強了營銷和宣傳力度，豐富了科普影視節目，更為上海科技館取得了尚佳的社會效益。（2）經濟效益：①數字化升級改造后，SimEx公司等制片商都以數字光盤為主，價格相對便宜, 即節省了材料費和運輸費，且片源豐富；每一部3D影片可節省10 000美元的拷貝材料費。②由于數字放映，不需要倒片，相比膠片放映機每天節約1小時，可增加2—3個場次的票房收入。因此，在同等條件投入下獲得更多的產出，即取得更多的經濟效益。③數字影院日常操作和維護簡單，設備故障率相對膠片機降低，每年的設備維修費也隨之減少。

綜上所述：上海科技館4D影院放映設備數字化升級改造后，全年票房收入可增加10萬元人民幣；全年可節約各類成本和費用約20萬人民幣。由于上海科技館4D院放映設備數字化升級以及自主科普4D影片《重返二疊紀》的成功推出，國內一些中、小型科技博物館也在籌劃準備中，尤其是商業影院正在積極仿效。上海科技館的成功案例，對科普影視行業的未來發展具有一定的借鑒作用。

4 結語

目前4D影院的放映系統與拍攝和發行方式一樣進行著數字化的變革，在未來的數年內，當數字電影完全普及之后，數字影院的放映系統也將會完成數字網絡化的變革，并且將會根本改變目前的影院運營管理方式。更大的畫面、更震撼的音響效果、更加先進的數字處理技術、更為方便的管理方式等等，都會給我們帶來一個嶄新的數字電影世界。

[1] 楊光平. 影視技術概論. 重慶：西南師范大學出版社，2008（7）.

[2] 蘭錦霞，李象益. 4D影院在科技館發展中存在的必要性. 中國自然科學博物館協會科技館專業委員會學術年會論文選編. 太原：山西省新聞出版局，2005（4）：47-49.

[3] 李銘. 數字時代的影像制作. 北京：中國電影出版社，2004（5）.