背景:
深圳歡樂谷,秉持著"建不完的歡樂谷,玩不完的歡樂谷" 的經(jīng)營理念,開業(yè)以來不斷升級換代,為了讓游客 "?闯P、常玩常新",斥資2億元打造亞洲首創(chuàng)魔幻主題全新項(xiàng)目“魔幻城堡”。魔幻城堡建設(shè)之初,深圳歡樂谷進(jìn)行了大量的調(diào)研工作,力求將環(huán)境藝術(shù)的美發(fā)揮到極至,決定打造一個(gè)巨大的面積約為800平方米半球穹頂幕投影畫面,將故事主題和文化氛圍營造得淋漓盡致。但是如此大面積曲面投影在國內(nèi)還沒有先例,這在技術(shù)上將是一個(gè)難題。歡樂谷最終找到了天市源科技有限公司實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。
以下是此顯示系統(tǒng)的介紹。
一、方案設(shè)計(jì):
1.1 現(xiàn)場條件分析:
根據(jù)現(xiàn)場條件,天花最高處離地面19米,天花直徑29米,球面天花,球形面高度7.25米,面積約為800平方米,場地為圓筒形,如下圖所示:
環(huán)境條件彩圖
環(huán)境條件CAD圖
1.2投影系統(tǒng)光學(xué)幾何設(shè)計(jì):
根據(jù)用戶需要,畫面要填充整個(gè)天花穹頂,根據(jù)現(xiàn)場條件,我們設(shè)計(jì)用四臺(tái)投影機(jī)來滿投整個(gè)天花穹頂,每臺(tái)投影機(jī)投射天花的1/4,根據(jù)計(jì)算,需要采用廣角鏡頭才能達(dá)到圖像盡量充滿天花空間的要求,因此我們采用廠家提供的1.24:1鏡頭(標(biāo)稱為HD1.1:1),然而HD1.1:1鏡頭的最長聚焦距離為13.1米,投影機(jī)到屏幕的安裝距離超過了13.1米,為了能夠在天花上聚焦,我們決定采用疊加定制鏡頭的方式將焦距延長到25-28米。
CAD設(shè)計(jì)如下圖所示:
單臺(tái)投影機(jī)的投射畫面(青色部分用數(shù)字處理消隱)
最終形成的投影畫面
1.3投影畫面亮度、對比度設(shè)計(jì):
亮度參數(shù)一直是視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù),然而很多人只知道投影機(jī)的亮度參數(shù),其實(shí)真正影響視覺效果的是畫面的亮度也稱屏前亮度,影響屏前亮度的因素除了投影機(jī)的亮度參數(shù)外還有投射畫面的大小以及屏幕的增益。我們來計(jì)算一下此系統(tǒng)的屏前的亮度:投影機(jī)的總亮度為20000×4=80000ANSI流明(平均亮度),考慮到邊緣融合和數(shù)字校正的亮度損失(約為15%),按照68000ANSI流明計(jì)算,投射畫面面積約為800平方米,天花材料的反射增益值調(diào)整到1.2,經(jīng)過亮度計(jì)算軟件計(jì)算,可以達(dá)到約10英尺朗伯的圖像亮度,接近電影院12英尺朗伯的要求,由于采用與數(shù)字電影放映機(jī)相同類型的氙燈光源和3片DLP技術(shù),所以放映畫面的亮度和色彩可以和影院接近。
要想有良好的視覺效果,必須控制好畫面的對比度,與亮度參數(shù)一樣,我們真正要注意的是屏前的對比度。投影系統(tǒng)可以分為正投和背投兩大類型,此系統(tǒng)屬于正投系統(tǒng),正投系統(tǒng)的屏前的對比度主要決定于投影機(jī)的對比度參數(shù)和環(huán)境光的照度。在實(shí)際操作中,當(dāng)我們確定了投影機(jī)的型號后,可以改變的就是環(huán)境光的照度影響了,所以我們在設(shè)計(jì)視頻系統(tǒng)的時(shí)候建議場地內(nèi)的照明要求盡可能將所有的光源向地面照射,并且遮擋所有的自然光,有自然光的入口采用折回設(shè)計(jì)。將天花上的環(huán)境光照度控制在25LUX或以下,此時(shí)我們根據(jù)計(jì)算,屏前的對比度在4.4:1至6.7:1之間,通常投影顯示系統(tǒng)如果能達(dá)到5:1左右就可以達(dá)到正常的顯示效果了。
亮度計(jì)算軟件
1.4傳輸系統(tǒng)
此顯示系統(tǒng)采用SVGA+(1400×1050)信號,而歡樂谷的現(xiàn)場信號線纜鋪設(shè)長度超過50米,這個(gè)傳輸距離決定了信號傳輸不能采用一般的同軸電纜傳輸,而適合如此長距離傳輸?shù)某S镁纜一般有兩種:一種是雙絞線CAT5,另外一種是光纖。
我們可以從以下列表對比兩種線纜的特點(diǎn):
從傳輸距離上看,CAT5和光纖在傳輸距離上都可以達(dá)到要求,但是從信號傳輸穩(wěn)定性來看,光纖比CAT5更加穩(wěn)定,主要因?yàn)镃AT5線的RJ45水晶頭與RJ45模塊接口連接僅僅是靠RJ45口上自帶的那個(gè)小卡銷,在使用中極易脫落,在比較嚴(yán)肅的場合是不允許出現(xiàn)這種錯(cuò)誤的。另外雙絞線傳輸?shù)氖遣罘帜M信號,長距離傳輸會(huì)造成高頻信號的丟失,從而丟失高清畫面的細(xì)節(jié)部分。而且RJ45水晶頭不能承受較大的電流,從而影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。
光纖是數(shù)據(jù)傳輸中最有效的一種傳輸介質(zhì),它的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:
(a) 傳輸頻帶寬。光纖的頻帶很寬,理論可達(dá)30億兆赫茲,可確實(shí)保證數(shù)字高清信號的傳輸帶寬和質(zhì)量。
(b) 抗電磁干擾。光纖與銅線的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)不同,當(dāng)電子沿銅線運(yùn)動(dòng)時(shí),它們互相影響并且也會(huì)受到銅線外面的電磁場的影響。但是,光纖中的光子不僅不會(huì)互相影響,并且也不受光纖外電磁場的影響。因此光纖具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力,是傳輸高清信號的最佳介質(zhì)。
(c) 衰減較小?梢哉f在較長距離和范圍內(nèi)信號是一個(gè)常數(shù)。
光纖非常適合高寬帶需求、長距離和完全免電子干擾等方面的應(yīng)用。以上優(yōu)點(diǎn)讓其成為數(shù)字高清視頻傳輸?shù)睦硐胫x,滿足了高清視頻對長距離傳輸時(shí)的高分辨率和傳輸率的要求。是用戶高清視頻傳輸介質(zhì)的首選。
綜合考慮,光纖傳輸是此系統(tǒng)最佳選擇。
1.5 顯示系統(tǒng)設(shè)備及連接圖:
顯示系統(tǒng)設(shè)備:
1)高清信號處理器
3)VGA矩陣切換器1臺(tái)(Creator)
4)邊緣融合器4臺(tái)(Silicon Optix公司的Image Anyplace)
5)光纖傳輸系統(tǒng)(Creator)
6)投影機(jī)4臺(tái)(科視Roadster S+20K)
顯示系統(tǒng)設(shè)備連接圖: