论4D影院放映设备的数字化升级——以上海科技馆4D影院为例

文丨吴文忠

（上海科技馆，上海 200127）

在数字影院快速发展的今天，胶片放映机正在被数字放映机所替代，目前国内外新建4D影院均不采用这种胶片式放映机。针对上海科技馆4D影院的实际运行状况，我们组织影视专家和相关供应商就现有的放映设备升级改造等事宜进行分析和研讨。大家认为：随着数字影院的技术日趋成熟和规模不断扩大，4D影院放映设备数字化升级改造已是必然，高科技影视展示要紧跟时代潮流，才能真正满足市场的需求。我们相信：影院放映设备数字化升级改造必将在科普影视行业中起到一定的示范作用。

1 4D影院的发展现状

众所周知，3D影院（通常称为立体电影）已经具有几十年历史。近年来，随着科普技术的发展和娱乐市场的需求，人们不仅将震动、坠落、吹风、喷水、挠痒等特技引入3D影院，而且还根据影片的情节精心设计出烟雾、雨、雪、光电、气泡、气味、人物表演等效果，形成了一种独特的表演形式，这就是当今十分流行的4D影院。它是在3D立体电影的基础上，加座椅特效和环境特效模拟仿真而组成的新型影视产品。观众在观看立体电影时，顺着影视内容的变化，可实时感受到风暴、雷电、下雨、撞击、喷洒水和雾等，营造一种与影片内容相一致的环境。4D电影具有身临其境，惊险刺激的效果。随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对文化娱乐的要求也在不断改变和提高，在我国主要的科普场所和主题公园均建有4D影院。

2 4D影院胶片放映机升级为数字化的必要性

影院放映设备是电影艺术与技术相结合最终效果的显示设备，放映技术是集声、光、机电等学科于一体的综合性技术。据业内专家估计，传统的胶片拷贝两年内将逐渐退出历史舞台，取而代之的是更环保、更清晰、成本更低的数字拷贝和数字放映影院。数字立体电影是在2K（2 048×1 080分辨率）数字影院放映系统的基础上发展起来的，目前全球数字银幕数为9 464块，影院数字化改造规模处于前5位的国家是：美国：5675块，占60%；中国：924块，占9.8%；英国：376块，占4.0%；韩国：200块，占2.1%；德国：244块，占2.5%。我国目前2K数字影院的银幕已经达到924块，另有600多块银幕即将数字化，预计到2012年底将达到2,000块银幕。

上海科技馆是上海市乃至长三角地区最大的科普场所，上海市的常住人口接近2 000万，属特大型城市，又是一个开放型城市，公众对科普和娱乐的需求非常大，4D影院又是上海科技馆最有吸引力的展项/展品。所以，升级改造成与大城市规模相匹配、科技含量高、银幕高清晰的数字放映系统是大势所趋，数字化4D影院必将会受到广大观众的喜爱。

3 数字化升级改造实施方法和完成目标

3.1 实施方法

3.1.1 技术方案

数字电影，是指以数字技术，将数字信号还原成符合电影技术标准的影像与声音。视频信号通过放映机的信号底板进入TI接口板、颜色处理板、格式化接口板，然后通过3块格式化板驱动DMD芯片成像动作，最终通过光路将影像投射到银幕上。2K数字电影放映机分辨率为2 048×1 080，采用美国TI公司放映机DLP芯片。不同型号按用途和支持银幕大小来划分。银幕大小从12 -20m宽银幕都有。从亮度分：5 000-20 000ANSI。

3.1.2 设备方案

（1）3D高清晰度数字放映系统：安装两台Christie HD 8K三芯片1080P的DLP数字放映机，并配备高质量放映镜头和HD的SDI信号输入，保证高解像度的画面质量。还安装一台HD数字视频服务器。它可以播放左眼和右眼的视频，而且该服务器保证原始数字信号在压缩中产生最小的信号丢失。所有的音频以及低音震荡的音轨都储存在服务器的数字音频声道上。这保证音频和视频的完美同步。（2）电影放映机控制器升级：电脑放映控制系统升级以一个新的升级版替换现有的放映控制系统，它包括：带带元部件互连总线的台式电脑、液晶显示器、键盘、鼠标和能接入到现有系统的新开发软件。（3）音源播放器和音频处理器升级：拆除现有已淘汰的IDA音源播放器，代之以DTS最新的XD20型号，拆除现有的音频处理设备，代之以新型的音频处理器，该处理器可以整合胶片系统和数字放映系统的音频。

3.1.3 工程方案

（1）进行现场考证，剧场内新设备的布局，并对放映机平台和外罩的设计，最后确定设计施工方案。（2）投影机支架的制作和安装，安装数字放映系统，新设备与现有的系统对接，自创影片《重返二叠纪》的现场编程。（3）影院特效设备修缮（包括喷水栏杆，座椅罩盖的安装，喷头，电磁阀，管道的清洗维护等）。

3.2 完成目标

3.2.1 技术指标和创新点

（1）技术指标：符合当今数字影院设计要求和放映标准。放映影像的清晰度为2k，即2 048×1 080的解像度，与70mm的胶片放映机完全可以媲美，达到肉眼无法区分的程度。（2）创新点：①3D服务器，多达12个声道，并可兼做数字音源。音轨、特效同步更精准。②放映控制系统及特效控制系统，为日后添加特效的控制留出多余通道，如需添加特效设备只用插上设备即可“即插即放”。

3.2.2 实现经济和社会效益

（1）社会效益：上海是经济发展强劲的特大型城市，上海科技馆在城市发展中占有重要地位。特种影院是满足观众精神文化生活的必要配套设施，在现代社会文化中，影视及其相关活动，已占有越来越多的时间，是社会文化的重要组成部分。这些都成为了上海科技馆电影市场需求不断扩大的外在动力，从国际经验来看，人均GDP突破4 000美元大关，将时文化产业的爆发点。上海科技馆科普4D影片《重返二叠纪》自主拍摄以及4D影院放映设备数字化升级，已经成为科技馆电影消费的内在动力，增强了营销和宣传力度，丰富了科普影视节目，更为上海科技馆取得了尚佳的社会效益。（2）经济效益：①数字化升级改造后，SimEx公司等制片商都以数字光盘为主，价格相对便宜, 即节省了材料费和运输费，且片源丰富；每一部3D影片可节省10 000美元的拷贝材料费。②由于数字放映，不需要倒片，相比胶片放映机每天节约1小时，可增加2—3个场次的票房收入。因此，在同等条件投入下获得更多的产出，即取得更多的经济效益。③数字影院日常操作和维护简单，设备故障率相对胶片机降低，每年的设备维修费也随之减少。

综上所述：上海科技馆4D影院放映设备数字化升级改造后，全年票房收入可增加10万元人民币；全年可节约各类成本和费用约20万人民币。由于上海科技馆4D院放映设备数字化升级以及自主科普4D影片《重返二叠纪》的成功推出，国内一些中、小型科技博物馆也在筹划准备中，尤其是商业影院正在积极仿效。上海科技馆的成功案例，对科普影视行业的未来发展具有一定的借鉴作用。

4 结语

目前4D影院的放映系统与拍摄和发行方式一样进行着数字化的变革，在未来的数年内，当数字电影完全普及之后，数字影院的放映系统也将会完成数字网络化的变革，并且将会根本改变目前的影院运营管理方式。更大的画面、更震撼的音响效果、更加先进的数字处理技术、更为方便的管理方式等等，都会给我们带来一个崭新的数字电影世界。

[1] 杨光平. 影视技术概论. 重庆：西南师范大学出版社，2008（7）.

[2] 兰锦霞，李象益. 4D影院在科技馆发展中存在的必要性. 中国自然科学博物馆协会科技馆专业委员会学术年会论文选编. 太原：山西省新闻出版局，2005（4）：47-49.

[3] 李铭. 数字时代的影像制作. 北京：中国电影出版社，2004（5）.