数字及3D电影放映技术
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一、数字电影放映技术
数字电影指以数字技术和设备摄制、制作存储，并通过卫星、光纤、磁盘、光盘等物理媒体传送，将数字信号还原成符合电影技术标准的影像与声音，放映在银幕上的影视作品。因此，从电影制作工艺、制作方式、到发行及传播方式上均全面数字化，才视为完整意义上数字电影。1999年，《星球大战I――幽灵的威胁》开始在美国的6家影院中进行为期一个月的数字放映，他采用了基于TI公司数字光学处理器（DLP）芯片技术的放映机，标志着世界数字电影发展史的元年。
数字投影是基于DLP投影技术，DMD芯片上密密麻麻地排列了80万至100万面小镜子，而且每个小镜子都可以独立向正负方向翻转12度，并可以每秒钟翻转65000次。对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行电子化寻址，DMD阵列上的每个镜片被以静电方式倾斜为开或关态。
目前世界上数字电影放映机设备厂商主要有Barco、科视、NEC、SONY.放映机的分类如表1所示。不同分辨率的放映机用于不同大小的放映厅，若是用低分辨率的放映机在较大的银幕上放映，其放映质量和清晰程度会下降。但不是底分辨率的图像就不够清晰，这要看人眼的分辨能力，例如在一定的近距离范围内，2K的图像和4K的并没有区别。
表1 数字电影放映机种类
人的两眼（瞳孔）之间有一定的距离，3D成像是依靠人的两眼的视觉差产生的。人看到3D影像，必须让左眼和右眼看到两幅不同的影像，使两副画面产生一定差距，实际上也是模拟实际人眼观看面前景象的情况，从而产生3D立体效果。最早在1839年，英国科学家查理・惠斯顿爵士根据“人类两只眼睛的成像是不同的”发明了立体眼镜。
以前我们用胶片放映机放映立体电影时，一般常用的是线偏振技术或红蓝眼镜技术。随着科学技术的不断进步，新材料、新技术的发展使 3D电影影像质量得到了很大的提高。当前几种常用的3D电影放映技术按照分光原理不同，可分为光分法、分色法、时分法。
表2 3D电影的放映技术分类
（一）光分法：
光是一种电磁波，电磁场中的电矢量E就是光波的振动矢量，它的振动方向和光的传播方向垂直，能够在与光传播方向的垂直平面内按一定的规律呈现非对称的择优振动取向，这种偏于某一方向电场振动较强的现象，称为光的偏振。自然光是无数线偏振光进行无规则组合，呈现各方向振幅相等；线偏振光光的电场方向E固定沿某一方向振动；圆偏振光光的电场矢量的大小和方向随时间作有规律的变化，且振动矢量末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是圆。
线偏振光振动方向沿某一固定方向；圆偏振光偏振方向是有规律的旋转着的，分为左旋偏振光和右旋偏振光，圆偏振光间的干扰小，通光特性和阻光特性基本不受旋转角度的影响。原来使用线偏振光眼镜观看3D电影时，由于偏振光电方向性强，稍有角度变化便会出现重影，观影的效果不佳。改进的圆偏振光3D放映技术则不会出现这种问题。观众佩戴的偏振眼镜片一个是左旋偏振片，另一个是右旋偏振片，观众的左右眼分别看到的是左旋偏振光和右旋偏振光带来的不同画面，产生立体感。
典型应用：Real-D和Masterimage
Real-D系统主要由3D同步控制器、Z屏和圆偏振眼镜组成。
Z屏通过固定支架安装在镜头正前方的位置上，放映3D电影时，放映光束通过Z屏上的窗口投射到金属银幕上。同步控制器发出电信号控制Z屏的窗口切换不同的偏振方向，从而产生左旋偏振或右旋偏振，观众带上偏振眼镜可以看到3D影像。
该系统控制装置安装在数字放映机的镜头前方，上半部分是一个高度可调的圆偏振转盘，使用时转盘窗口调节到放映光路位置上。转盘上装有左旋偏振片和右旋偏振片。在放映机工作时，同步信号经过控制器驱动转盘，放映左、右画面时它分别转到左、右旋偏振片的位置。从而产生左旋偏振或右旋偏振，将左右眼画面投射到银幕上。
（二）时分法
时分法观看立体电影时要佩戴液晶开关眼睛。其原理是眼镜片是可以分别控制开闭的液晶片，在同一台放映机上交替播放左右眼画面时，通过液晶眼镜的同步开闭功能，让左右眼分别看到左右各自的画面，从而产生立体效果。
典型应用：NuVision
NuVision系统主要由同步转换器、信号发射器和液晶开关眼镜组成。
系统工作时，放映机同步信号通过转换器和发射器将控制眼镜的信号从影院前方发向所有观众，观众的眼镜上安装有接收器，眼镜接收到控制信号后控制左右眼交替开闭，就可以分别看到左右眼的图像，感受到立体影像。
（三）色分法
色分法利用数字放映机放映画面时，数字放映机通过数字方式还原以红绿蓝三个颜色为基色的彩色图像。滤光色轮安装在放映机内，通过快速转动，将红绿蓝各自分为长短波长两部分，长短波长滤光色带分别含左、右眼图像内容。通过分色滤光眼镜，让观众感受到左右眼各自的画面，产生立体效果。
典型应用：Dolby3D系统
杜比3D系统包括滤光轮装置、同步控制器和滤光眼镜。
使用杜比3D系统放映电影时，滤光轮自动旋转并进入放映机光路，同步控制器控制滤光轮切换左、右滤光片，改变光源的光谱，配合放映机放映画面。观众佩戴滤光眼镜分别看到两套光谱带来的不同画面，感受立体影像。
结语
数字电影技术、3D电影技术已经展现出了巨大的市场前景。但是目前仍然存在影院放映不规范、3D电影亮度偏低等问题。我们国家已经注意到这些问题，一些数字电影、3D电影的放映标准已经逐步出台，规范电影市场。随着当前新技术的应用，放映质量也将不断提高，例如高亮度激光放映技术已经开始样机演示，相信不远的将来会带给我们更振奋的感受。