本文刊發(fā)于《現(xiàn)代電影技術(shù)》2024年第11期

作 者 簡 介

歐陽玥

中廣電融合（北京）科技有限公司高級工程師，主要研究方向：電影工藝、沉浸式音視頻技術(shù)。

中廣電廣播電影電視設(shè)計研究院有限公司助理工程師，主要研究方向：影視制作、影像空間造型。

劉伊晗

邢志鵬

中廣電數(shù)智（北京）影視科技有限公司技術(shù)員，主要研究方向：電影與媒體、音響工程。

摘要

近年來，沉浸式球幕影院通過多維度的沉浸式技術(shù)營造出的全場景沉浸感，深受觀眾喜歡和追捧，成為新型觀演空間的代表。本文以美國拉斯維加斯Sphere為例，通過分析其外球顯示系統(tǒng)、內(nèi)球顯示系統(tǒng)、舞臺燈光與機械、擴聲系統(tǒng)、動感座椅、沉浸式內(nèi)容等方面的技術(shù)特點，全面介紹沉浸式技術(shù)在Sphere中的應(yīng)用，深入研究Sphere在營造沉浸感方面的成果亮點，并對沉浸式球幕影院技術(shù)的發(fā)展進行思考與展望。

關(guān)鍵詞

球幕影院；全場景沉浸感；觀演空間；LED球幕；沉浸式音頻

1引言

2023年9月29日，坐落于美國內(nèi)華達州拉斯維加斯的“網(wǎng)紅球”Sphere迎來了首秀。其占地面積近20,000 m2，高112 m，最寬處約157 m，超過了瑞典斯德哥爾摩Avicii體育館（原愛立信球形體育館），成為世界上最大的球形建筑。Sphere以巨大的球體結(jié)構(gòu)和內(nèi)外LED屏幕相結(jié)合的方式成為了全球矚目的國際化地標性建筑。

巨型球體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑設(shè)計可追溯至18世紀中葉，法國建筑師艾蒂安·路易·布雷曾設(shè)想出由直徑152 m巨型球體構(gòu)成的牛頓紀念堂，以純粹的幾何形體理念為建筑外觀賦予宏大震撼的藝術(shù)美感。遺憾的是，過于前衛(wèi)的設(shè)計受限于當時的建筑技術(shù)，牛頓紀念堂只停留在概念和草圖階段，最終沒有落成，但其作為先驅(qū)對后續(xù)的球形建筑影響深遠。

20世紀70年代前后，以IMAX膠片放映為代表的球幕影院（也稱“穹幕影院”）逐漸興起，其憑借特有的觀演方式、出眾的裸眼3D效果、環(huán)繞聲音頻以及動感座椅、噴霧、風機等獨特的沉浸式技術(shù)吸引了諸多觀眾[1,2]。在科普領(lǐng)域，各地建設(shè)的天文館、科技館都將球幕影院作為標配，而在一些文旅景區(qū)，球幕影院及其變體——飛行影院，更是炙手可熱的沉浸式體驗項目。

球幕影院是一種自帶沉浸感的呈現(xiàn)方式，在球幕中觀眾看到的畫面水平方向一般可達165°～180°，垂直方向一般可達125°～135°[3]。而人的水平視域范圍一旦超過150°，就會產(chǎn)生身臨其境的錯覺，因此，球幕影院的沉浸效果非常強烈，并可脫離立體眼鏡或頭戴設(shè)備，產(chǎn)生立體視覺[4,5]。因此，沉浸感一直是球幕影院吸引人的最大亮點。而今，球幕影院的建設(shè)方也越來越重視沉浸感的營造，使用各種沉浸式技術(shù)和產(chǎn)品，如超8K視頻、3D音響（沉浸式音頻系統(tǒng)）、激光秀、動感座椅等[6]，使球幕影院對觀眾的吸引力越來越大。本文將通過分析Sphere的技術(shù)特點，全面介紹沉浸式技術(shù)在Sphere中的應(yīng)用。

2全場景沉浸感的技術(shù)實現(xiàn)

Sphere是一個巨大的球幕影院，擁有內(nèi)外兩個LED屏幕及寬敞開闊的內(nèi)部多場景應(yīng)用空間，含地下共計9層空間；設(shè)有17,600個座位，2400余個觀賞站位和23間VIP套房；可用于舉行音樂會、演唱會、頒獎儀式、發(fā)布會等活動及電影放映。作為一個超大型沉浸式球形觀演綜合體，其獨特的空間優(yōu)勢在該場地首場大型演出“U2: UV Achtung Baby Live at Sphere”中得以充分彰顯，U2樂隊的現(xiàn)場演唱，萬花筒式圖像拼貼、全景滾動式符號等視覺藝術(shù)構(gòu)成的背景畫面互相交織，共同營造出極具沉浸感的視聽盛宴。除演出外，自然紀錄片《來自地球的明信片》也在Sphere放映，沉浸式科幻敘事的方式與沉浸式銀幕相得益彰，讓觀眾體驗到更佳的全場景沉浸感。本章將從外球顯示系統(tǒng)、內(nèi)球顯示系統(tǒng)、舞臺燈光與機械、擴聲系統(tǒng)、動感座椅、沉浸式內(nèi)容等方面，分析Sphere營造全場景沉浸感的技術(shù)方案。

2.1 外球顯示系統(tǒng)

Sphere的外球屏幕面積54,000 m2，超過3個足球場，是目前世界上最大的LED屏幕。屏幕由48個獨立LED模組，以三組同心圓樣式構(gòu)成一個圓盤形基礎(chǔ)像素組件，再由120萬個圓盤像素組件以間距20 cm組成整個外球屏幕，排布在由八層三角形面板組成的球形框架最外層（圖1）。

圖1　Sphere外球結(jié)構(gòu)（上）與顯示組件（下）

為了建造外部球形框架，施工團隊在場館中央組裝了一座86 m高的臨時支撐塔，然后將154噸重的壓縮環(huán)放置于頂部，32個鋼桁架與之相連，構(gòu)建起復雜的支撐結(jié)構(gòu)，使其巨型LED屏幕穩(wěn)定地安置其上[7]。外球的整體亮度超過4000 nits，超高分辨率與亮度使Sphere在畫面清晰度、銳度細節(jié)及層次感上表現(xiàn)出眾，即使在日光條件下也能進行清晰的畫面展示，配合多樣化定制內(nèi)容以呈現(xiàn)震撼的視覺效果。

2.2 內(nèi)球顯示系統(tǒng)

Sphere內(nèi)球屏幕面積約15,000 m2，是常規(guī)IMAX銀幕的40余倍，采用定制LED產(chǎn)品構(gòu)成了分辨率為19,000 × 13,500的內(nèi)球LED屏幕。LED燈珠以9 ~ 10 mm間隔排布在條形格柵上（圖2），格柵間縫隙使整個屏幕達到25%的開孔率。

圖2　Sphere內(nèi)球結(jié)構(gòu)（左）與LED屏幕（右）

LED屏幕組成的內(nèi)球穹頂通過一座重約730噸的圓拱形鋼結(jié)構(gòu)進行支撐，結(jié)構(gòu)高度距場館地面73 m以上，并持續(xù)延伸至觀眾座席區(qū)的后側(cè)。這樣的拱形結(jié)構(gòu)使整個球體內(nèi)部沒有承重柱遮擋視線，極高分辨率的球形屏幕也使觀眾視野不僅局限于舞臺區(qū)域，不論身處何處都能擁有來自四面八方的全景視野，帶給觀眾沉浸式的視覺效果。

2.3 舞臺燈光與機械

常規(guī)用于放映的球幕影院一般不配備舞臺和燈光系統(tǒng)，但由于Sphere不僅是球幕影院，更是一個多功能的觀演綜合體，因此承接現(xiàn)場演出時需搭建舞臺和燈光系統(tǒng)。本文以2023年9月“U2: UV Achtung Baby Live at Sphere”演出為例，說明其舞臺燈光與機械的技術(shù)架構(gòu)。演出現(xiàn)場巨大的球形屏幕結(jié)合創(chuàng)造性的主舞臺及燈光效果，給現(xiàn)場觀眾帶來極大的視聽震撼。

這場演出的背后涉及大量的設(shè)計工作與精細的機械組裝工作。實體舞臺由我國LED制造商打造，造型以環(huán)境音樂大師Brian Eno的唱片機作品為藍本，上層為直徑10 m的圓形屏，下層為14 m × 14 m正方形屏幕，共同組成了一體化舞臺。其中，模仿“唱片”樣式的圓形屏作為創(chuàng)意舞臺的重要組成部分，由268個常規(guī)屏箱體、32個創(chuàng)意屏和56個異形屏組成。為確保圓形切割邊的完美弧度，舞臺所使用的每一塊異形屏均為單獨開模，同時，設(shè)計團隊專門設(shè)計了異形地磚支架以便與常規(guī)屏進行快速拼裝。由于舞臺采用了較多異形屏，因此團隊通過對點膠、絲印、貼片等工藝進行數(shù)百次改進，保證了地磚架的定位、與常規(guī)屏幕箱體連接精度和整裝平整度。通過多次工廠預搭建與優(yōu)化，最終實現(xiàn)88塊異形屏與268塊常規(guī)屏的顯示一致性，確保了與下層正方形立體屏的“同畫面”顯示效果，從而呈現(xiàn)出符合導演意圖的完整舞美效果[8]。

2.4 擴聲系統(tǒng)

在Sphere巨大的球形空間內(nèi)實現(xiàn)沉浸震撼的高質(zhì)量聲音體驗是一項充滿創(chuàng)新與挑戰(zhàn)的任務(wù)，利用波束成形（Beamforming）和波場合成（Wave Field Synthesis）這兩項前沿技術(shù)，設(shè)計團隊為此定制開發(fā)了一套沉浸式音頻系統(tǒng)Sphere Immersive Sound。該系統(tǒng)將不同的聲音精準覆蓋到任一區(qū)域，讓Sphere內(nèi)的每位觀眾都能聽到清晰真切的聲音。

Sphere Immersive Sound沉浸式音頻系統(tǒng)由1600個固定安裝、300個可移動矩形陣列揚聲器組成，每個揚聲器含100個高、中、低音單元，分別布置在不同層；整套還音系統(tǒng)總計配備167,000個揚聲器、放大器和信號處理通道。

該套還音系統(tǒng)隱藏在球內(nèi)巨大的LED屏幕之后，通過算法對傳輸損失進行有效補償，產(chǎn)生清晰的全頻段聲音。利用波束成形使音頻聲場可聚焦于一小片區(qū)域的觀眾，利用波場合成使遠距離的聲源也能達到聲音近在咫尺的效果。通過這些技術(shù)，還可實現(xiàn)特定區(qū)域的觀眾單獨播放不同語言或不同內(nèi)容的音軌，為有多語種收聽需求的觀眾提供了方便，同時也對未來大型場館音頻的傳輸和呈現(xiàn)方式進行了全新嘗試。

2.5 動感座椅

在震撼的視聽感受之外，Sphere還將沉浸式體驗拓展至觸覺與嗅覺層面，將現(xiàn)場10,000余個動感座椅的體感系統(tǒng)與次低頻換能系統(tǒng)集成在一起，利用觸覺反饋為現(xiàn)場觀眾提供更臨場的身體體驗。利用動感座椅中的可動磁鐵組件，通過超低頻音頻信號觸發(fā)，讓座椅根據(jù)每場演出的需要振動和搖晃[9]，并根據(jù)內(nèi)容的需要產(chǎn)生風、控制溫度甚至提供氣味效果。由此可見，動感座椅為Sphere的觀眾帶來集觸覺、嗅覺為一體的立體化全方位感官體驗。

2.6 沉浸式內(nèi)容

除了技術(shù)系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)施，Sphere呈現(xiàn)出的震撼、沉浸視聽效果還離不開沉浸式內(nèi)容的制作，球體屏幕的超高分辨率使這項工作充滿了挑戰(zhàn)。

Sphere的內(nèi)球分辨率高達16K，CG制作所需的渲染算力不容小覷且相當耗時。以Sphere內(nèi)舉辦的首場大型演出為例，呈現(xiàn)內(nèi)容由23臺合計儲存空間高達690 TB的媒體服務(wù)器掌控，并配備100 Gbps帶寬網(wǎng)絡(luò)用于文件傳輸和媒體管理，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了支持播放16K、60 FPS視頻，并能以極高的分辨率運行實時渲染Notch引擎的強大系統(tǒng)。為方便預演及測試，創(chuàng)意團隊借助Sphere舞臺的3D數(shù)字孿生模型實現(xiàn)了效果預覽，并在演出當天將16K的視頻內(nèi)容分割并分發(fā)至23臺媒體服務(wù)器。除了按照既定節(jié)目單播放，還可通過技術(shù)手段讓視覺畫面隨著演出的進展情況和現(xiàn)場即興表演進行即時調(diào)整。此外，還可在演出期間從拍攝樂隊的攝影機中獲取實時素材，然后將樂隊成員的面孔合成至漂浮在Sphere 屏幕四周的圖形氣泡[10]，進行演出過程中實時內(nèi)容的合成。

除CG制作外，實拍部分使用常規(guī)的拍攝手法也難以達到16K分辨率的要求。因此，工作室Sphere Studios為滿足超高清內(nèi)容呈現(xiàn)需求，研發(fā)了一款名為“Big Sky”的全新電影攝影機系統(tǒng)，該系統(tǒng)配備31,600萬像素、77.5 mm × 75.6 mm定制HDR圖像傳感器，可匹配Sphere內(nèi)部屏幕16K×16K顯示所需的光學要求[11]。創(chuàng)作團隊僅通過該系統(tǒng)就可捕捉到高清晰度的大尺寸畫面，而在此之前，制作團隊需要10 ~ 15臺電影攝影機組成大型攝影機拍攝矩陣，才能為Sphere的超高分辨率球幕拍攝畫面。

除了攝影機，與之相關(guān)的視頻信號傳輸也極具挑戰(zhàn)。導演達倫·阿倫諾夫斯基（Darren Aronofsky）為Sphere創(chuàng)作的帶有科幻色彩的自然紀錄片《來自地球的明信片》，正是用“Big Sky”系統(tǒng)拍攝制作。這部全長50分鐘的影片占用空間約0.5 PB [12]。在拍攝過程中，該系統(tǒng)每秒輸出約30 ~ 32 GB、60 FPS的畫面素材，且由于涉及散熱、噪音、設(shè)備重量等因素，該系統(tǒng)需要12名工作人員調(diào)試、運行[13]。因此，該工作室研發(fā)了一套名為“Sphere Lab”的圖像處理軟件，用于將未壓縮的每秒30 GB、60 FPS或50 GB、120 FPS原始素材，傳輸至其定制的32 TB媒體存儲介質(zhì)[14]。

3亮點分析與比較

3.1 超大球幕的建設(shè)

Sphere的第一個亮點是建筑規(guī)模極大。整個球體高112 m，打破了球形建筑的高度紀錄，容納人數(shù)多達20,000人。Sphere 2019年開工建設(shè)， 2022年5月落成，同年7月球體館外立面點亮，并于2023年9月29日正式開幕，整個過程歷時4年。建造如此巨大的異型建筑難度極高，包括整體規(guī)劃、建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、消防安全、施工技術(shù)等方面都有諸多難點，其超大球幕的建設(shè)過程本身就是亮點之一。

反觀國內(nèi)，常見的球幕影院尺寸，例如各地天文館、科技館，直徑多在20 m～30 m間，這在一定程度上限制了劇場（劇院）等觀演場所的高度和容納人數(shù)。根據(jù)JGJ 57—2000《劇場建筑設(shè)計規(guī)范》，國內(nèi)劇場建筑的舞臺凈高一般不超過30 m，對應(yīng)的觀眾廳座位數(shù)為1600 ~ 1800個。同時，根據(jù)GB 50016—2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，劇場（劇院）屬于公共娛樂場所、人員密集場所，且設(shè)計使用人數(shù)或座位數(shù)超過1500人（座）的劇場（劇院）等人員密集的公共室內(nèi)場所屬于重要公共建筑。因此，對超過1500個座位的電影院、劇場，超過2000個座位的會堂、禮堂，超過3000個座位的體育館及超過5000個座位的體育場，在安全疏散和消防設(shè)施方面都有更高要求。此外，還應(yīng)考慮市政規(guī)劃景觀限高等要求。由此可見，在現(xiàn)行政策下很難在國內(nèi)建設(shè)Sphere這樣的超大球幕影院。

3.2 透聲LED屏幕在球幕里的應(yīng)用

Sphere的第二個亮點是透聲LED屏幕的使用。當前，絕大多數(shù)球幕影院仍采用數(shù)字光處理DLP（Digital Light Processing）技術(shù)進行放映[15]。為呈現(xiàn)巨大的畫面，常見的球幕影院通常使用單臺投影加魚眼鏡頭或多臺投影拼接融合的技術(shù)方案，但會存在投影在球面產(chǎn)生光干擾，導致亮度和對比度降低的問題，長此以往還會出現(xiàn)亮度衰減、拼接帶偏移的情況，3D顯示模式下，畫質(zhì)的體驗劣化現(xiàn)象會更加明顯。而LED屏幕的高亮度、高對比度、廣色域等特性，能夠很好地解決球幕中的畫質(zhì)問題。

由于在球形空間中特別容易產(chǎn)生聲聚焦、回聲、聲場不均勻等問題，使用LED屏幕就相當于增加了大面積的硬質(zhì)反射面，很容易形成聲反射，甚至產(chǎn)生嚴重的聲聚焦現(xiàn)象。因此在球幕影院中使用透聲LED產(chǎn)品能夠獲得更佳的聲音效果。通常球幕影院銀幕后墻的空間均會進行吸聲處理，投影幕需選擇合適的穿孔率，以保證銀幕后墻的吸聲材質(zhì)能夠有效發(fā)揮作用。如果使用的LED屏幕不透聲，會導致聲音無法到達后墻的吸聲層就被反射回觀眾廳，造成反射聲過多，混響時間過長，聲音不夠清晰，甚至形成聲聚焦。而透聲LED可讓聲音穿過孔洞或格柵到達吸聲層，從而避免過多的聲反射。同時由于LED屏幕透聲，音箱的安裝位置受限這一弊端也迎刃而解。

不同于國內(nèi)廠家的圓形穿孔方式，此次Sphere大面積的透聲LED屏幕采用了條形開孔（圖2）。由于Sphere球的直徑大，觀看距離遠，點間距較大，采用條形開孔的鏤空面積無疑比圓形開孔更大，透聲率更高，較好地避免了在超大球幕中的聲聚焦問題。在兼顧視覺清晰度的前提下，Sphere的條形開孔LED透聲方案給行業(yè)提供了新思路。

3.3 定向發(fā)聲技術(shù)在球幕中的應(yīng)用

傳統(tǒng)環(huán)繞聲技術(shù)只有較小范圍的“甜點”，即最佳聽音區(qū)域，無法實現(xiàn)在Sphere超大空間里覆蓋近兩萬名觀眾。Sphere使用基于對象的沉浸式音頻技術(shù)，可在一定程度上解決此問題，這也是其第三個技術(shù)亮點。然而，沉浸式音頻系統(tǒng)的聲道數(shù)量多，揚聲器布置較為復雜，且在如此大空間中實現(xiàn)聲場均勻覆蓋是難點所在。為此，Sphere采用波束成形和波場合成技術(shù)，使用近2000個HOLOPLOT X1揚聲器，讓多通道聲音信號定向覆蓋每個區(qū)域，讓每個方位的觀眾都享受到沉浸式聲音，基本實現(xiàn)了聲場的均勻覆蓋。

此外，該方案還考慮了分區(qū)擴聲，可實現(xiàn)讓不同區(qū)域的觀眾聽到不同的聲音，以滿足多語種演出和節(jié)目收聽需求。相比過去只能通過同傳耳機來實現(xiàn)類似功能，使用揚聲器定向發(fā)聲技術(shù)實現(xiàn)分區(qū)覆蓋，就很好地解決了該問題。

3.4 外球與內(nèi)球的結(jié)合

Sphere的第四個亮點是將外球與內(nèi)球完美地結(jié)合在一起，實現(xiàn)了建筑地標和觀演建筑的雙重功能。運營方利用外球屏播放視頻，如蔚藍的地球、旋轉(zhuǎn)的籃球、跳動的眼球等，這種標新立異的廣告展示方式確實讓人眼前一亮，所以微軟不惜重金買下部分廣告時段，宣傳《星空》《地獄之刃2》《極限競速》《賽博朋克2077》等游戲大作。而它的內(nèi)球作為全球最大的觀演建筑，可舉辦演唱會、音樂會、影片放映、頒獎典禮、發(fā)布會、體育賽事等多種形式的文藝演出和商業(yè)活動，成為炙手可熱的觀演場所。因此，Sphere實現(xiàn)了外球與內(nèi)球的完美結(jié)合，也實現(xiàn)了兩種應(yīng)用場景的完美融合。反觀全球其他項目，能兼顧這兩種使用功能的屈指可數(shù)。

4沉浸式球幕影院技術(shù)發(fā)展思考

4.1 視頻放映技術(shù)

正如前文所述，球幕影院與飛行影院是國內(nèi)外科技館、天文館以及文旅場所的重要設(shè)施，其內(nèi)容放映方式主要分為多投影機拼接、LED球幕以及IMAX數(shù)字球幕[6]。通過調(diào)研，本文統(tǒng)計了國內(nèi)外具有代表性、直徑20 m以上的大型球幕影院，其簡要信息見表1。

表1　國內(nèi)外大型球幕影院簡要信息表(不完全統(tǒng)計)

如表1所示，國內(nèi)外直徑超過20 m的球幕影院的視頻放映系統(tǒng)中超60%采用多臺投影拼接方式，約10%采用IMAX球幕放映方式，超20%的大型球幕影院選擇透聲LED球幕呈現(xiàn)方式。IMAX球幕屬于單臺投影+魚眼鏡頭方式，數(shù)字球幕主要基于原有IMAX膠片放映機的數(shù)字化改造[6]，總體而言均屬于老一代球幕技術(shù)。目前主流的多投影機拼接融合技術(shù)，通過多臺投影拼接解決了大面積投影亮度不足的問題，克服了魚眼鏡頭邊緣羽化、清晰度不足的弊端，技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，得到了廣泛應(yīng)用。而LED球幕是近幾年開發(fā)的新技術(shù)，運用發(fā)光二極管（LED）模組組成球型穹幕，屬于主動發(fā)光呈現(xiàn)方式，其亮度、清晰度、對比度等各項技術(shù)指標領(lǐng)先，但資金投入較大，推廣有一定難度。不過，從目前的發(fā)展情況來看，選擇透聲LED球幕的建設(shè)方數(shù)量呈上升趨勢。

4.2 沉浸式音頻技術(shù)

2022年4月，筆者在《沉浸式球幕影院中沉浸聲系統(tǒng)的應(yīng)用》[16]一文中探討了沉浸式音頻技術(shù)的發(fā)展。近年來，沉浸式音頻技術(shù)在廣播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。特別是2023年，我國推出了完全自主的沉浸式音頻技術(shù)三維菁彩聲（Audio Vivid），頒布了廣電行業(yè)三維聲編解碼和渲染標準[17]，在春晚、奧運會等多個大型節(jié)目中進行了應(yīng)用，并在網(wǎng)絡(luò)視聽端（央視頻、咪咕等App平臺）和車載端進行了成功部署，獲得了廣泛認可。后續(xù)國產(chǎn)沉浸式音頻技術(shù)有望在劇場、影院這類大空間中實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，也可考慮在球幕影院等沉浸式場館進行應(yīng)用測試。

此外，Spere聲音系統(tǒng)對HOLOPLOT定向發(fā)聲技術(shù)的應(yīng)用，很好解決了擴聲聲道間相互干擾及多個觀眾區(qū)聲場覆蓋不均勻問題，這為在超大空間里針對不同觀眾區(qū)的沉浸式擴聲創(chuàng)造了可能性，或?qū)⒊蔀榱硪粋€發(fā)展趨勢。

4.3 內(nèi)容制作技術(shù)

長期以來，因球幕影片的分辨率需達到8K甚至更高，根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)標準，還需支持高幀率 (HFR) 、 廣色域 (WCG) 等技術(shù)指標[18,19]，這導致球幕影片無論是實拍還是CG制作成本均很高，因此適配球幕影院的內(nèi)容普遍不足。

盡管我國球幕影院建造量逐年增加，超大型球幕影院數(shù)量已與美國基本一致，但觀眾量和人氣略低一籌。除了影院本身功能單一外，球幕影片內(nèi)容不足、租用成本高以及節(jié)目不通用是主要原因。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國科技博物館球幕電影中實時類節(jié)目的播放占比為4%，缺乏高端影片服務(wù)器支持，同時約75% 的特種影院影片更新頻率為1 年1次，約12%的影院幾年才更新一部影片[20]。沉浸式球幕內(nèi)容，特別是實拍內(nèi)容極為稀缺。傳統(tǒng)魚眼鏡頭拍攝的球幕影片，其邊緣存在嚴重的畸變現(xiàn)象，出現(xiàn)明顯的彎曲和拉伸。而多機組合的拍攝方式對硬件和拍攝人員的經(jīng)驗要求極高，因此并不常用。由此可見，在沉浸式球幕影院的內(nèi)容制作方面，我國仍然面臨來自軟硬件研發(fā)、內(nèi)容開發(fā)、制作成本等方面的巨大挑戰(zhàn)。

5總結(jié)與展望

盡管面臨諸多問題，沉浸式球幕影院的建設(shè)以及新興技術(shù)的應(yīng)用已在以Sphere為代表的沉浸式球幕影院中得以成功實踐與蓬勃發(fā)展。

首先是LED球形屏幕的應(yīng)用。值得一提的是，Sphere球體內(nèi)部屏幕所使用的顯示驅(qū)動和控制芯片，主舞臺上層圓形屏和下層方形立體屏的建造，以及球體外部屏的控制系統(tǒng)搭建，都匯集了眾多優(yōu)秀中國企業(yè)的力量。但遺憾的是，Sphere的LED球幕不是由中國企業(yè)制造提供的。事實上，中國LED球形屏已在多個國外項目中成功落地應(yīng)用。例如，深圳洲明公司在沙特阿拉伯Riyadh Season 2022的項目中，建造了一座直徑35 m的LED球形屏；南京洛普公司在日本名古屋和橫濱的天文館及美國鹽湖城 Cosm體驗中心打造了8K透聲LED球形屏?？梢钥隙ǖ氖?，Sphere的成功會大幅推進LED在沉浸式球幕影院中的應(yīng)用，特別是透聲LED屏幕的應(yīng)用將會成為全球的風向標。2024年5月以來，中國電影科學技術(shù)研究所（中央宣傳部電影技術(shù)質(zhì)量檢測所）與深圳洲明公司聯(lián)合研發(fā)的全球首款LED透聲電影屏、南京洛普公司研制的20米LED透聲電影屏等國產(chǎn)LED透聲電影屏相繼通過DCI檢測認證，是國產(chǎn)LED透聲電影屏的一項重要技術(shù)突破。若我國LED屏生產(chǎn)企業(yè)順勢抓住此機遇，并不斷對LED透聲屏進行創(chuàng)新和優(yōu)化，將會在更多的沉浸式項目中看到中國LED透聲屏。

其次是沉浸式音頻系統(tǒng)的應(yīng)用。雖然國內(nèi)的球幕影院數(shù)量不少，但僅有少數(shù)影院應(yīng)用了沉浸式音頻系統(tǒng)，且聲道的數(shù)量和揚聲器布局并沒有統(tǒng)一標準[16]。沉浸式音頻系統(tǒng)在Sphere的成功應(yīng)用，以及定向發(fā)聲和波場合成技術(shù)的加持，給沉浸式音頻系統(tǒng)在球幕影院的應(yīng)用樹立了行業(yè)標桿，讓球幕影院的建設(shè)方和運營方認識到聲音沉浸感是塑造沉浸式影院的重要指標。相信隨著我國沉浸式音頻相關(guān)標準的制定與發(fā)布，沉浸式音頻的需求將會迎來爆發(fā)式增長，吸引更多企業(yè)研發(fā)相關(guān)軟硬件產(chǎn)品，如沉浸式音頻渲染引擎、定向發(fā)聲揚聲器等，從而帶動我國音頻產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

再次是沉浸式球幕內(nèi)容的實拍。Sphere Studios研發(fā)的16K×16K電影攝影機系統(tǒng)“Big Sky”，用單臺攝影機就能拍攝到高清晰度畫面，避免了多機拍攝的近距離拍攝限制、圖像間拼接處理和后期制作等難點[21]，為沉浸式內(nèi)容的拍攝提供了新思路。但“Big Sky”系統(tǒng)問世至今還未對外銷售，且?guī)装偃f的預估價格讓人望而卻步。我們迫切希望國內(nèi)攝影機廠商能針對這一高端領(lǐng)域研發(fā)出方便好用、經(jīng)濟實惠的高分辨率攝影機系統(tǒng)。

綜上所述，筆者對沉浸式球幕影院的發(fā)展持樂觀積極態(tài)度，相信在可預見的未來，隨著全場景沉浸相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，相適配的高質(zhì)量內(nèi)容不斷產(chǎn)出，國內(nèi)必定會涌現(xiàn)更多優(yōu)秀案例，進而吸引全球觀眾感受沉浸視聽的魅力。未來必然有更多優(yōu)秀的中國企業(yè)能夠乘著全球化和“一帶一路”的東風，向全世界展示中國科技的智慧和力量。

參考文獻

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【本文項目信息】2022年度廣播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽中長期科技計劃“沉浸式超高清視頻移動拍攝制作關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范”（2022AC0100）。

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