球幕电影

电影类型

球幕电影又称“圆穹电影”或“穹幕电影”。20世纪70年代出现的一种大银幕电影。拍摄及放映均采用超广角鱼眼镜头，观众厅为圆顶式结构，银幕呈半球形，观众被包围其中，视银幕如同苍穹。

简介

动感球幕电影厅采用70毫米放映设备，半球形银幕趱直径达18米，观众观看电影时，整个画面布满球体，视而不见银幕边缘，透射型的金属银幕，六声道的立体声效果，使观众享受变化万千，栩栩如生的万千气象。影厅内的动感平台，是集液压、电器自动化控制、计算机动画为一体的高科技系统工程。当您坐在平台载体上，整个载体能上下升降，左右倾斜，前后俯仰，即可摸拟航天器去邀游太空，也可摸拟潜水器，饱览海底世界的奇特景象。随着逼真的画面和平台载体的活动，让人不由自主的进入角色，造成十分真实和惊险刺激的特殊感觉。

穹幕电影是一种放映银幕为穹形的电影，也叫“球幕电影”。其穹形银幕是宽银幕发展到极限，转而又向天空发展而成的，它就像一口大铁锅一样把观众罩在下面。这种穹形银幕最早是半穹形的，1939年，在纽约举行的一次世界博览会上，有人用五台放映机把一幅幅巨大的合成画面放映在半球形的银幕上，当时，看到这种电影的人们纷纷赞叹不已。第二次世界大战中，有的国家曾经把敌机的形象放映在这种穹形银幕上，供防空训练用。70年代才发展成全穹形。穹幕电影多采用单机拍摄，单机放映方式。拍摄时用带鱼眼镜头的65mm或35mm摄影机，放映时一般采用带鱼眼镜头的70mm放映机。有一家电影院专门上映这种电影，银幕的形状是大半个圆穹顶，穹的直径有25米，高度大约18米，一直延伸到整个观众席的后面，好像半个巨大的球罩在地上似的。观众是通过专用的地道进到“球”里去看电影的。在这种奇特的银幕上曾经放映过有关星际航行以及阿波罗宇宙飞船登上月球探险的影片，效果特别好。我国已有几座穹幕影院，最有代表性的是北京中国科技馆穹幕影厅，该厅于1995年8月建成，银幕直径27米，有500个座位。已放映的影片是美国70mm影片《大峡谷》和《飞向太空》。

播放模式

这种电影在拍摄和放映时，所需要采用的鱼眼镜头是一种视角特别广阔的特殊镜头，它的构造和功能像鱼的眼睛一样。我们人类的眼睛，在不转动头部也不转动眼球时，只用一只眼睛，左右看到的清晰范围大约是50°。鱼类的眼睛可以看得比我们人类宽广得多，达到了180°。因此，人们就把视角特别宽广的镜头称作鱼眼镜头了。

穹幕电影已成为进行科学研究和科学普及的理想工具，特别是在太空、海洋、军事、大气物理等科学领域里，更能发挥出它显著的优越性。

在穹幕电影院里，座位一般是设计成躺椅形式，这样，观众仰望穹顶就不用费劲，能非常舒服地观看。

穹幕电影是近20年来发展起来的一种新形式电影。高清晰度超大穹型画面，超出观众的视野范围，观众犹如置身于场景之中，加上全方位六声道立体音响配音，有着极为真实的临场效果。

穹型银幕的直径大小，直接影响着厅内观众的容量。建在中国科技馆内的穹幕电影厅，屏幕直径达27米，整个屏幕面积近1000平方米，电影画面可达860平方米，可容纳观众500人，是当今世界上同类影院中最大的之一。穹幕电影以超人眼视角的画面和逼真的立体音响效果，成为当代电影技术的一支奇葩。只有北美、西欧和亚洲少数国家建造了穹幕影院。

建筑构造

由于穹幕电影厅建筑主体是个半球，而且球的直径又是那样大（穹幕影厅球体外壳直径达35米），因而在建筑施工上，本身上就比一般建筑复杂得多。像球网架安装、屏幕的固定，厅内排气换气，消防报警等施工项目，都是建筑过程中的难点。特别是在建筑声学处理上，更是关键。为了避免和减少球体中心处的声聚集，不能将声聚焦中心设计在观众座位上，而设在观众的上方。从放映系统看，由于普通35毫米电影的屏幕只有几十平方米，放映机的氙灯用到2至3千瓦，甚至要用到15千瓦。如此大的光源，冷却散热成了最大的技术难点之一。因此有的放映设备在镜头处不仅要用风冷，而且加水冷。此外，放映机鱼眼镜头是其另一个技术关键，它不仅光通量大、呈像清晰度高，而且要设法消除色差和尽量减少球差以降低画面变形。由于70毫米影片比35毫米影片面积大几倍，放映时影片输片速度相应加快，因此，70毫米影片系列，包括70毫米5孔、8孔、10孔、15孔等规格。加拿大首先推出70毫米15孔影片，影片采用横向水平输片，画幅大，质量好。美国和日本等国推出70毫米8孔、10片孔影片，采用垂直输片方式，技术上比15孔片相对简单，性能价格比较好。中国科技馆穹幕影厅正在放映的70毫米10孔影片“大峡谷”，就是由日本五藤光学研究所引进美国70毫米15孔底片，缩制拷贝而成的。

从还声系统分析，与传统的影片涂磁或声光转换方式对比，穹幕电影采用多轨录音机放音方式，通过多路专业音响设备放音，达到理想要求。为了进一步提高还音质量，国际上个别穹幕电影厅已采用多路激光还音方式。中国科技馆穹幕电影厅的还音方式，是靠一台八轨录音机把磁带上六个声道的伴音号作为声源，经过多级信号处理放大后，由屏幕背后六组音箱喇叭放音。

穹幕电影厅

为什么穹幕电影厅建在科技馆，而不是作为一般的娱乐设施？这要从鱼眼镜头讲起。在放映距离相同的情况下，镜头的焦距越短，放映出的画面就越大，焦距16毫米的鱼眼放映镜头，水平放映角可达180度，垂直放映角达128度，使用鱼眼镜头放映的穹幕电影，是观众视野最大的一种电影，因此，它特别适宜用来表现太空宇航、天文、海洋海底等内容。影片的身临其境感，仿佛把观众带到冥冥太空或浩瀚的海洋，人们好像翱翔在高山峡谷之间，或颠簸于激流险滩之中。可以说，穹幕电影是当代最具表现力和感染力的科普教育手段。因此，国内外穹幕电影大都被使用在科技馆、博物馆、天文馆、宇航馆、太空馆等科普教育场所。例如，法国拉维莱特国家科学技术和工业博物馆、加拿大渥太华人类博物馆、香港太空馆等都建有世界著名的大型穹幕电影厅。据不完全统计，世界上已建成各类大型70毫米电影厅138座（含穹幕与大屏幕）。

“半球”内的4D感受

坐在悬挂在空中的坐椅上，眼前是直立的球形屏幕，仿佛置身于一个“球”内。上下左右，视线所及全是电影屏幕。当屏幕的画面展现出一片浩瀚的森林时，竟有泛起的林木香气的微风吹来，简直如沐春风。

立体放映系统、动感特效坐椅与特效设备、计算机控制系统这三者协同作用，构成一个系统，共同刺激观众的视觉、听觉、触觉、感觉等各个感官。以实现影片主题所涉及的环境，环境内的各种细节，以及观众在特定环境内的遭遇等，营造出使人身临其境的整体效果。

主要课题

Fulldome 制作技术主要用于要求相对较低的天象题材影片。如果要进一步面向包括文物、生物、人物角色在内的更广泛题材影片，就必须面对真实感、分辨率、影片制作周期和变形处理等指标，实现对传统的鱼眼拍摄制作方式的超越。以下是对上述指标的分析：

1. 三维数字制作的真实感，取决于三维数字化的精度、纹理的精度、色彩的准确度和光照处理。不管数字化的对象在现实中是否存在原型，在影视级的目标下，都必须满足客观性的要求：存在原型的，数字化的结果要求准确、要求忠实于原型，如文物；找不到原型的，也应符合科学性，如古生物，应依据化石和生物专家、考古专家的研究成果。

2. 片放映清晰度的决定因素包括：影片的输出分辨率和设备、场地的因素。

其中，三维数字制作影片的输出分辨率取决于三维物体的几何精度、三维物体的纹理分辨率、三维物体与镜头距离等因素；设备、场地因素包括屏幕尺寸（在Fulldome 电影里通常使用球幕直径）、观众到屏幕的距离、单个投影机的设备分辨率和投影机的个数（通道数）等。

3. 片制作周期主要包括两大部分：三维数字化的周期（又分为几何建模、纹理图像处理、纹理映射、动作建模、场景空间搭建、摄像机镜头摄制、灯光处理等），影片绘制的周期（又分为三维绘制和后期特效制作）。

4. 在传统的鱼眼拍摄制作方法下，影片画面的变形问题不存在，因为拍摄和放映都使用鱼眼镜头；而数字制作，必须面临从矩形画面映射到球幕的过程，并需要解决该过程所导致的变形。

我国发展

1983年至1985年期间，我国各地引进多套180度70 mm 5齿孔球幕电影放映设备，影厅直径一般为13.4米，容纳观众200人左右。在广东、深圳、上海、北京等地建有30余座。1986年通过多方合作，我国研制出35毫米 4齿孔小型可移动的球幕电影院设备，球幕直径10米，国内曾发展到30多种。因影片来源和声画贸易等原因，未能巩固和发展。

1992年利用放大印片工艺成功摄制了70毫米 8齿孔大球幕影片《女刑警》，在北京游乐园建成的大球幕放映。半球银幕直径15米，面积240平方米。

1994年北京科技馆引进我国影院第一座70毫米10齿孔超大型球幕电影院，全套放映设备来自日本。银幕直径26米，有500个观众座位。并首映美国影片《科罗拉多大峡谷》。国内一些科技馆、展览馆也引进多套大型球幕电影院。

2010年4月，位于敦煌的“敦煌莫高窟游客中心”开始建设，届时将提供莫高窟总体展示。该馆将设有两个球幕剧院和两个巨幕剧院，预计2012年年底开馆。

2011年9月，位于烟台鲸鲨馆内的首部国产球幕动画影片“海之交响乐”隆重上映。这是中国内地第一家以“360°环幕球形”著称的动感电影院，为游客展示了一个360°视角全景立体的海洋实景模拟画面。影片通过超写实的三维仿真技术，结合密集的灯光点阵和数字全息音响系统，为游客献上一场超震撼的视觉听觉盛宴。由于该影院从片源制作到球幕搭建、播放系统安装调试等整体集成服务均由国内一家知名数字内容服务商倾力打造，影片的最大分辨率达到了两千五百万像素，这标志着中国的球幕电影发展已达国际领先水平，开创了中国球幕电影发展的一个里程碑。

截止2014年初，深圳市互动波数字科技有限公司大力推广球幕电影，使这一高科技技术能被大众容易接触，在享受视觉震撼的同时，寓教于乐。深圳、海南三亚等地都留下了球幕电影的足迹，都受到了当地媒体的广泛关注；据悉，四川成都、上海等地也将相继开展该项目。随着硬件的发展，4K级别分辨率的片源也将逐渐增多。互动波球幕影院为圆顶式结构，银幕呈半球形，观众被包围其中，高清晰度画面自面前延至身后360°。

世界之最

世界最大球幕影院-中国新科技馆球幕影厅正式开门迎客，观众可在影院内感受到抬眼望去四周都是银幕的环形视听效果。坐在倾斜30度的坐椅上，仰望就能看到巨大的环形银幕，将影片中的景致都拉至眼前，仿佛伸手就可以摸到一般。

据中国新科技馆相关负责人介绍，科技馆球幕影院放映球幕电影和演示天象节目，可容纳442位观众。影院引进世界先进的IMAX放映设备，银幕上电影画面的面积为1000多平方米，带给观众前所未有的视觉冲击。“这是目前世界上最大的球幕影院。据了解，科技馆球幕影院引入了《别有洞天》、《阿尔卑斯》等影片，今起对公众开放，球幕影院成人票价30元，学生20元。

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