數字球幕電影技術體系及關鍵技術探微

張瑩艷

【摘 要】隨著數字技術日新月異的進步，影片畫面分辨率的大幅提升，數字球幕電影技術的應用空間也得以進一步拓展。然而面對此等朝陽產業，國內對其的研究和開發，目前尚處于起步階段。對此，本文常識性的對數字球幕電影技術體系及其關鍵技術進行了探微，首先闡明了何為數字球幕電影技術，從而解構出其體系構成，從其現存的主要問題著手，探尋出其關鍵性技術是什么，以及關鍵性技術的運用。

【關鍵詞】魚眼鏡頭；體系構成；分辨率；三維建模

中圖分類號：TP391.41 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2016）01-0120-01

數字球幕技術作為一項新興的影視技術，在僅有的短短20年發展歷史過程中，便經歷了“誕生、探索、開拓、創新”的系列過程。現如今，球幕投影技術已經打破了只會播放科教宣傳片的藩籬，開始在模擬仿真領域嶄露頭角，在原本肩負著科教說明任務的基礎上，又添加了商業宣傳的功能。對于數字球幕技術的研究，可以進一步挖掘這類新型電影技術的發展潛力，創造更多的物質精神財富。

一、何為數字球幕電影技術

（一）數字球幕技術的含義。數字球幕投影技術是一種誕生于20世紀70年代的大銀幕電影。因為采用半球形銀幕和圓頂結構觀眾廳，又形象的被稱“圓穹電影”或“穹幕電影”。基于計算機圖形學的數字球幕投影技術，在播放時需采用一臺或多臺投影機，于球形屏幕上投影出連續的動態畫面，因為畫面會充斥著整個球形屏幕，故而觀眾視野里沒屏幕邊緣。按照視覺理論，人的視域范圍一旦超過150°，就會產生身臨其境的錯覺[1]。基于整個原理，加上立體環繞音響系統的配合，數字球幕電影尤其給人以震撼的視聽效果。

（二）數字球幕影院的構成。數字球幕影院是一個十分復雜的系統，主要穹頂天幕和數字播放系統構成。其中，穹頂天幕包括外幕、骨架結構和內幕三大部分。數字播放系統又包括投影系統、播放系統、音響系統和燈光系統，并采用了數字幾何校正、邊緣融合、黑亮度處理、多通道處理等多種手段，進一步提供完美的影片播放效果。

（三）數字球幕技術的的應用。由上述可見，因為數字球幕投影技術所擁有的超廣視野與立體環聲的特點，十分適合展現浩瀚無垠的宇宙，和廣袤無邊的海洋，可以最大程度的給予觀眾身臨其境的震撼感受。故而在該技術誕生之初，主要運用于科教類影片，后來又應用于品牌宣傳，如地產商的發布會，旅游景區的策劃活動等等。數字球幕投影技術依靠其超高的信息量，震撼的視聽體驗，打造出遠超三維建模構造的虛擬現實展示效果。數字球幕投影技術嘗試與商業搭橋，為其今后發展空間的開疆拓土，武裝了新的能動力。

二、數字球幕電影技術的主要問題極其涉及的關鍵性技術

（一）魚眼鏡頭易成畸變。數字球幕投影技術采用魚眼投影展現畫面，從而產生環抱式的視聽效果。但是傳統的魚眼鏡頭必然會導致被攝物體造型畸變、畫面失真，嚴重破壞觀眾代入感。因此，所播畫面的魚眼鏡頭皆由數字技術制成。在保證被攝物體不發生畸變的前提下，打造出適合球形屏幕投影的魚眼鏡頭，是數字球幕投影技術首先關鍵之一。

（二）數字建模追求真實。因為畫面非實際拍攝的緣故，保證效果真實就成為了數字建模的重中之重。影響三維建模真實性的元素有很多。三維模型的分段數決定幾何精度，分段數越高形狀越是精致，但是過高的分段數又會給帶來大量運算，費時費力，應平衡把握。三維物體的紋理也應和燈光渲染想匹配。在環繞式畫面和魚眼鏡頭下，數字燈光的發光方式也需隨之改變。因為這不符日常實際的布光方式，使得三維物體的紋理更難達到真實的效果。特殊的魚眼環境中，三維模型的布景也會因異于常態而難度加大。在其與鏡頭配合的過程中，被攝物體與鏡頭的距離，觀眾與屏幕的距離，都是影響最終效果真實性的重要考慮因素。由上述可知，數字建模真實性也是球幕電影技術的關鍵之一。

（三）分辨率是推動球幕技術的關鍵。早期的球幕電影采用70mm膠片，限制了其影片畫面的清晰度。近幾年來，隨著數字技術的提高，屏幕分辨率也水漲船高。采用數字放映方式的大型數字球幕電影中，直徑10米以上屏幕開始出現，甚至有直徑超過20米的巨型球幕也在陸續登臺，很可能將發展為一種未來趨勢，這勢必會對屏幕精度（分辨率）有著水漲船高的需求。因此，屏幕分辨率也是推動數字球幕技術的完善發展的關鍵之一。

三、結語

綜上所述，我們可知數字球幕投影技術是一項極其復雜的、系統的新興電影技術，影響它的技術性關鍵也有很多。曾幾何時，穹幕電影已然成為科學普及的理想工具。時至今日，它也在并慢慢發展成為宣傳展示的新型選擇。隨著對它研究、摸索的進一步深入，今后必然還會挖掘出更為廣闊的應用空間。本文謹以上述淺論，介紹了數字球幕投影技術，探討了它關鍵技術，旨在為為該項技術進一步的完善、拓展提供參考、借鑒。

參考文獻：

[1]張俊.大型數字球幕電影數字制作中的關鍵問題及進展[J].中國科學院計算技術研究網，2012，（3）：173-174.

[2]朱毅.數字球幕電影技術體系及關鍵技術研究[J].南京理工大學，2007，（7）：142-143.

[3]羅飛.基于柱面模型的魚眼影像校正方法的研究[J].典型應用，2008，（10）：94-95.