光學技術與數字電影放映系統的結合與發展

潘周璇，劉向杰

（武警后勤學院，天津 300309）

0 引 言

得益于我國科學技術的進步與提升，數字電影技術在不斷進行的技術革新中日益成熟。傳統放映模式中的膠卷放映已經淡出了歷史的舞臺，我國電影界也走進了全新的數字化時代。要更加深刻地了解數字電影，必須對電影放映系統的原理以及放映工作中的各種技術有足夠的了解，而光學技術作為其中的重中之重，是相關從業人員需要重點研究的內容。本文針對電影放映系統中的光學技術進行了深入的分析與研究，希望能給相關工作人員一些參考。

1 數字電影放映系統概述

隨著我國科學技術的進步與發展，傳統的膠片電影放映設備已經徹底淡出了歷史的舞臺，數字電影放映技術逐漸成為現階段電影行業的主流。數字電影放映技術隨著不斷的更新與發展，現如今已經能夠達到6K左右的分辨率，為人們提供了更加極致的視覺享受。數字電影放映設備的原理，通俗來講就是通過疝氣燈來發射出強光，再由分色設備將其分解為紅色、綠色以及藍色這3種顏色的光源并依據所播放視頻的數字信號將投射至三個靶面上的三色光進行解碼并獲取數字信息，最后由不同靶面將其所對應的彩色光進行反射、聚焦在鏡頭之中，由鏡頭投放至屏幕上，而后所有的像素點在屏幕中進行排列、疊加，從而呈現出彩色影像[1]。電影播放系統的有序運轉離不開光學技術的成熟發展，因此要推動電影行業的持續進步與發展，就要充分促進光學與數字電影放映系統的結合發展，提升數字電影播放質量，進而提升電影受眾的視聽感受。

數字電影放映系統是電影行業的中堅力量，依照實際的使用環境的差異可以將其簡單地概述為大、中、小三類播放設備[2]。其中，一般大型的播放設備多用于電影院、劇院以及大型室外活動場所，但由于其價格高昂、尺寸較大的特點，通常情況下用作商業用途；中型播放系統相較于大型的而言其移動性更好，同時造價也更為低廉，一般用于傳媒公司、大型會議室等場所；而小型的播放系統具有極強的便捷性以及更為低廉的造價，一般用于家庭影院。

2 光學技術

光學是一門涵蓋內容較為廣泛的學科，其主要研究對象包含光的生成、光的本質以及光與其他物質之間的相互作用。盡管光學是一門相對獨立的學科，但由于社會的進步，人們對光的需求也愈發廣泛，因而光學技術的應用范圍也發生了極大的變化。現階段，科學技術領域對于光學技術的應用極為重視，光學技術所涉及的范圍也十分廣泛，光學儀器、光學設計、激光技術以及管線技術等都屬于光學技術的重要分支[3]。而電影放映設備中的光學技術主要是借助放映系統中的放映機來實現視頻的播放與放映，電影放映設備自身的性能與配置會對最終的播放質量產生影響，不同的輔助物件以及不同的放映角度會呈現出不同的放映效果。光學技術一方面能夠帶給電影放映系統更清晰的放映效果，另一方面也能夠促進放映設備使用壽命的延長，同時與光學技術相結合的電影放映系統也能夠有效提升電影數據在傳播過程中的保密性。由此，光學技術因其自身特點具有一定的技術性與前沿性，融合了光學技術的電影放映系統能夠幫助電影行業實現全方面的進步與發展，具有十分重要的意義與價值。另外，光學技術在各種大型系統以及設備中都能夠充分地發揮其價值。伴隨著光學技術的發展，現階段我國社會體系中各種工作的開展都需要光學技術的支持，如人們日常生活中用到的智能手機顯示屏和照明設備等，都運用了一定的光學技術。但基于本文重點講述的內容是與光學技術相結合的數字電影播放系統，因此對于其他技術以及行業不在本文贅述。

3 光學技術與電影放映系統相結合的應用

3.1 光學技術在電影放映系統成像上的應用

現階段光學技術在電影放映系統上的應用技術主要有3種，即數字光學處理技術、液晶顯示技術以及直接光方法技術[4]。不同的技術依照不同的原理完成工作。以光學處理技術為例，它的原理為DMD靶面成像原理。所謂DMD就是基于TI公司所開發的一種數字微鏡元件，它是結合了電子信息技術與光學技術，能夠被廣泛運用在市面上大部分DLP播放設備的新型數字投影技術。每一個DMD結構的外部都由數以萬計的微小鋁合金方形鏡片聚集而成，中部則由CMOS集成電路、小動量電場轉向結構等設備與結構組成。當一串數字信號經解碼轉變為光束并照射在DMD結構后，結構中部的CMOS集成電路就會依據數字信號的性質來控制外部的微小鏡片進行偏轉以達到反射光束的目的[5]。當投射至DMD結構的白色光束經由其外部微小鏡片反射后，就能夠將特定波長的光束經由數字電影播放系統的鏡頭投射至幕布上，最終完成數字電影的成像，原理如圖1所示。該技術完美地結合了光學技術與數字化技術，對電影放映技術的升級與發展起到了一定程度的促進作用。

圖1 DMD結構工作原理

3.2 光學技術在電影放映系統像差上的應用

在數字電影放映系統正常工作的情況下，光源、分色結構、聚光結構以及鏡頭、焦距等都會成為造成像差的最直接因素[6]。以鏡頭像差為例，鏡頭像差是所有像差中最關鍵的，現階段相關工作者能夠充分掌握放映系統鏡頭孔徑中的球差、色球差以及視覺畸變等影響因素的生成原因并制定出相應的解決對策，進而高效地收集視覺場區的數據以及像散數據，繪制出鏡頭、孔徑、畸變數據的綜合曲線，將鏡頭像差對整體放映效果的影響降到最低。

本文研究的側重點為我國各大影院中的數字電影放映系統以及應用于其中的光學技術，因此，要有效地推動二者的結合與發展，就要求相關的技術人員以及工作人員能夠從實際出發，依據現階段我國影院的真實調研結果去研究能夠切實提升數字電影光學放映質量的方法與舉措，在推動整體電影行業發展與進步的同時，達成推動光學技術與數字電影放映系統發展的目的。

4.1 科學合理地規劃和使用光學放映設備

現階段我國影院中的數字電影放映系統普遍存在2D電影熒幕中心亮度不符合標準或3D放映設備光效配置不合理的問題，這需要相關技術人員能夠嚴格依照相關行業標準完成光學放映設備的選取與應用。首先，針對數字電影放映機的類型選擇，技術人員應充分參考不同放映影片的格式來進行有針對性的配置，不同格式的3D、2D影片對放映設備的鏡頭、對光的利用率（15%～20%）、燈允許的光衰減量（40%左右）以及色彩校正光損等要求皆存在一定的差異[7]。相關技術人員應該注意的是，不僅要加強對屏幕中心亮度、串擾度等光效與數字電影放映設備通量之間的關系，同時也要充分注意數字電影放映設備與幀內對比度之間的關系，如此才能夠以最科學、合理的方式對數字電影放映設備進行配置，進而促進光學技術與數字電影放映系統的發展。

4.2 重視環境光對數字電影放映系統的影響

在實際的調研中發現，放映窗的玻璃會對光學電影放映設備造成一定的光損，造成銀幕中心亮度降低的狀況，不僅會使得觀影者的視聽感受受到一定程度的影響，同時對光學放映設備的使用也會造成一定的損害，甚至可能造成放映設備使用年限下降的問題。除此之外，影廳內部的照明強度、放映區域的墻紙顏色以及反光程度都有可能對放映效果以及放映系統造成一定影響。由此，要促進數字電影放映系統的進步與發展，相關工作人員要提高對光學技術相關知識的了解與應用水平。以放映室或影廳為例，為了保證結合了光學技術的數字電影放映系統能夠正常使用，相關技術人員在影廳建設過程中要加強對光學知識的應用，要選擇光損較少的光學玻璃，同時放映廳內照明設備的亮度應該控制在相對合理的范圍內，在墻體、頂棚以及地板的顏色選取上最好選用反光率較低的黑色裝飾。

5 結 語

盡管現階段我國市面上的數字電影技術已經處于比較成熟的發展程度，但是數字電影作為一項較為新穎的技術仍有著較大的發展與上升空間，并且隨著科學技術與信息技術的發展，數字電影中的各項技術也會獲得更好的發展。光學技術與放映系統相結合的應用研究，有助于相關從業人員在現有技術的基礎上進一步促進整體數字電影行業的躍進。但如何使與光學技術相結合的數字電影播放系統的播放效果更加清晰，如何有效降低數字電影播放系統的造價，還需要相關工作人員能夠進行不斷的分析與研究，進而推動電影界獲得更加超前的發展。