学文网【摘要】四维动感影院有别于传统影院，为了适应观众对电影真实性和逼真性不断提升的要求，不仅在视觉效果的立体性上进行提高，更从听觉、嗅觉、触觉全方面营造出更真实的场景体验，给观众带来身临其境的体验和感受。这样的多方面视听感受效果的提升，都依赖于四维动感影院中自动控制技术的应用。利用高科技手段和观众乐于接受的方式进行科学普及能达到事半功倍的效果。
【关键词】四维动感影院；自动控制技术；场景体验；科普
四维动感影院是近些年来兴起的新型影院，它能够给观众提供视觉、听觉、嗅觉、触觉全方位的观影体验。在电影的放映过程中，通过自动控制技术，辅助以震动，跌落，吹风，喷水雾等使观众有身临其境的感觉。本文将介绍分析四维动感影院中自动控制技术的使用。
1.四维动感影院
1.1 四维动感影院简介
伴随着立体电影的发展，四维动感影院[1]以其超过三维影院的逼真观影感受到更多的热捧，它除了能够给观众以视觉上的体验感之外，还通过听觉、触觉、嗅觉的辅助使得观众能全身心的投入到电影所描绘的真实场景中去，实现超凡享受。
接下来简单介绍其构成。
四维动感影院的主要构成如下：银幕、立体眼镜、4D座椅、音响系统、环境特效系统和立体放映系统。
银幕：四维动感影院的银幕通常采用180度的柱面环幕立体影像，即银幕不是一个平幕，而是具有相同圆心的一段弧，并且银幕的高度和宽度比设置为16：9。这样设计的银幕不仅能使观众观影时产生更大的视野，能够更好的将影视空间融入到现实空间中，并且便于营造出环绕、突然移动等逼真的场景效果，实现视觉上的包容沉浸感。
立体眼镜：和传统的三维立体电影相似，需要借助立体眼镜使观众体验到电影中的立体场景效果。为了适应柱面环幕的银幕，采用专门为此设计的柱面偏振光眼镜[2]。该眼镜能够分别针对银幕在观众的左眼和右眼中呈出不一样的***像，在通过观众在脑海中的叠加形成三维立体***像，进而体验到三维立体的观影效果。
4D座椅：为了配合电影中具体情节中的场景需要，例如电影中的主角从高处跳落，需要使观众与画面同时产生坠落的感觉，这就需要4D座椅的辅助配合。目前，四维动感影院中普遍采用的4D座椅能够通过计算机的设计控制产生5殊效果：拍腿、喷水、喷风、坠落和震动。通过4D座椅的这些特殊效果，能够让观众产生更为逼真的感觉。
音响系统：四维动感影院中普遍采用多声道环绕声系统作为影院的音响系统。在银幕为柱面环幕的情况下，通过多声道环绕声能使声音也产生立体效果，也即能让观众体验到电影中生源传输的方向和电影中具体发出声音的事物的方向是一致的。
环境特效系统：该系统包括电闪雷鸣模拟设备、刮风模拟设备、降雪模拟设备、水雾喷洒设备等一起协调工作，分别把频闪灯、造雪机、烟机、喷雾机等安置在影院环境中，配合影片的情节发展，再现画面上的情境，全方位调动观众的各种感官活动，使观众全身心融入到影片中去。
立体放映系统：由六台高清投影仪，分三组组成，每组投影仪向银幕投射的角为60度，在银幕上形成完美的无缝拼接。
1.2 四维动感影院在我国的发展现状
目前，动感影院是科技馆、展示馆、博物馆等场馆青睐的特别展演形式，在我国处于上升发展期，各地新型娱乐场所或是大型游艺场所都纷纷引进以吸引更多的游客或是消费者。香港目前还建成了亚洲最大的UA IMAX影院，建成时香港旅游发展局***梁淑怡和莫文蔚等著名人士都去体验观影并给出了高度评价。
1.3 四维动感影院技术原理及分析
4D技术在实际的具体实现上，不仅应用到了机电控制技术、传感技术、同步控制技术、仿真技术还用到了数码影视技术和***像拼接技术，本文就场景虚拟技术、3D技术、自动控制技术、***像拼接技术进行介绍。
1.3.1 核心中央控制系统简介
四维动感影院为了实现各个控制部分的协调运行，例如座椅特效控制部分，触觉特效控制部分等的统一协调，需要对这些设备进行统一的同步控制。这样的同步控制实际上是通过核心中央控制系统[3]完成的。其主要组成部分为：核心控制电脑、4D影院座椅特效控制器和4D电影特效编辑播放软件。该系统负责整合、统一、协调和同步影院的放映系统、特效控制系统、音响系统的运行，是四维影院运行的核心。核心中央控制系统需要与各个特效控制设备相连接，通过编辑播放软件设置电影播放的不同时刻需要各个特效控制设备运行的状态，控制各个特效设备的实际运转，实现各种特效。
1.3.2 场景虚拟技术简介
场景虚拟技术是近年来出现的高新技术，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
1.3.3 3D技术简介
3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的两眼（瞳孔）之间一般会有8厘米左右的距离。要让人看到3D影像，就必须让左眼和右眼看到不同的影像，使两副画面产生一定差距，也就是模拟实际人眼观看时的情况。3D的立体感觉就是如此由来的。放映机和播放器通过提高画面刷新率（为2D放映的2倍刷新率），在同一台放映机上播放左右眼画面，通过液晶眼镜的同步开关功能，让左右眼看到不同的画面，产生立体效果。
1.3.4 自动控制技术对影院各部分的协调控制
对放映设备的控制：6台高亮度高清晰度投影仪实现环幕的立体视效的画面一致性与多种设备的协调统一，是由自动控制技术实现的。
对数字立体音响的控制：在电影的播放过程中，为了能够保证放映画面和声音保持同步，需要放映设备先给核心中央控制系统一个启动指令，核心中央控制系统即刻同步音响设备进行工作，通过功率放大器将音频分别通过左前置音箱、右前置音箱、中置音箱、左环绕音箱、右环绕音箱、重低音音箱送出，给观众产生以立体的音效。
对座椅特效的控制：在电影的播放过程中，放映设备首先给核心中央控制系统一个启动指令，随后根据播放软件中的设置，根据电影情节的发展，中央控制系统会启动座椅特效设备、出风特效设备、喷水特效设备等特效装置。需要座椅特效时，座椅上安装的传感器接收到中央控制系统的信号，其中的动力装置依据控制信号的不同，提供下坠、震动等不同类型的特效，让观众产生身临其境之感；需要出风或者喷水特效时，中央控制系统通过电信号控制吹风或者喷水特效设备，相应的设备接收到信号后，将其中的电磁阀门打开，接通压缩空气管或者喷水管，观众就可以感受到从吹风口出来的阵阵凉风或者是喷水口洒下的水珠。
1.3.5 ***像无缝拼接技术
***像无缝拼接技术是一种特殊的、要求比较高的投影显示应用，可以实现多屏***像融合在一起，并将拼接缝隙缩至最小以至于完全重合的拼接技术。无缝拼接技术不仅需要完整的超大幅屏幕，对投射出超大尺寸画面所用的投影也有特殊要求。
2.四维动感影院的科普功能
2.1 作为展品的功能
四维动感影院作为展品的基本功能是其展示性，而宣传科普知识就是展品的基本诉求。通过展品的***文简介，观众能深入浅出地了解影院的工作原理，软硬件性能配置，系统环境要求，操作方法及日常维护，达到了宣传科学知识的目的。
2.2 作为科普场所的功能：传播科学知识与科学精神[4]
特效影院是放映科普影片的最佳选择，其体验性与参与性是普通影院无法比拟的，主要放映自然、生态、科幻、探险等科教类记录影片。特效影院通过其独特的特效手段，使观众观看影片时恍如置身其中，在体验科学探索的过程中学习科学知识与科学精神。
科普场馆的特效电影不仅以先进的设备与新奇的影片吸引观众，更将科学知识、科学思想与科学方法贯穿于其中，引导观众进入有趣的科学探索过程。
3.从事四维动感影院放映工作的心得体会
从事四维动感影院的放映工作，首先需要对所用的核心控制系统有一个全方面的了解并进行深入的学习，除了要了解如何操作适应外，还要懂得如何结合影院的各个特效部分进行调试；其次，需要不断的尝试针对某个场景的特效组合方式，如何运用各种特效使得观众的感官满足度达到最大；最后，学习了解核心控制系统的软件编辑也是能对工作产生极大提升的一个方面。
参考文献
[1]刘建峰.西峰区4D动感影院建设调研报告[J].信阳农业高等专科学校学报，2011，21（4）.
[2]潘冬冬，王琼华，李大海.偏振眼镜立体显示的立体串扰度及其影响因素[J].光学技术，2009，35（4）.
[3]数虎科技.4D技术，感官世界的盛宴[J].工业设计，2011 （8）.
[4]张建伦.特效影院的科普功能[J].科技与生活，2012（13）.
作者简介：任凤萍（1980—），女，广东东莞人，毕业于东莞理工学院电子信息工程专业，助理工程师，现供职于广东省东莞市科学技术博物馆，研究方向：电子信息工程。
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