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深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案

中國投影網投影資訊　2010-1-5 13:35:47　編輯：旺牛　[ 大中小 ]

　　背景：

　　深圳歡樂谷，秉持著"建不完的歡樂谷，玩不完的歡樂谷" 的經營理念，開業以來不斷升級換代，為了讓游客 "常看常新、常玩常新"，斥資2億元打造亞洲首創魔幻主題全新項目“魔幻城堡”。魔幻城堡建設之初，深圳歡樂谷進行了大量的調研工作，力求將環境藝術的美發揮到極至，決定打造一個巨大的面積約為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還沒有先例，這在技術上將是一個難題。歡樂谷最終找到了天市源科技有限公司實現了這一目標。
以下是此顯示系統的介紹。

　　一、方案設計：

　　1.1 現場條件分析：

　　根據現場條件，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：

深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案
環境條件彩圖

深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案
環境條件CAD圖

1.2投影系統光學幾何設計：

　　根據用戶需要，畫面要填充整個天花穹頂，根據現場條件，我們設計用四臺投影機來滿投整個天花穹頂，每臺投影機投射天花的1/4，根據計算，需要采用廣角鏡頭才能達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設計如下圖所示：

深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案
單臺投影機的投射畫面(青色部分用數字處理消隱)

深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案
最終形成的投影畫面

1.3投影畫面亮度、對比度設計：

　　亮度參數一直是視頻系統設計的一個重要參數，然而很多人只知道投影機的亮度參數，其實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的亮度參數外還有投射畫面的大小以及屏幕的增益。我們來計算一下此系統的屏前的亮度：投影機的總亮度為20000×4＝80000ANSI流明(平均亮度)，考慮到邊緣融合和數字校正的亮度損失(約為15%)，按照68000ANSI流明計算，投射畫面面積約為800平方米，天花材料的反射增益值調整到1.2，經過亮度計算軟件計算，可以達到約10英尺朗伯的圖像亮度，接近電影院12英尺朗伯的要求，由于采用與數字電影放映機相同類型的氙燈光源和3片DLP技術，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，與亮度參數一樣，我們真正要注意的是屏前的對比度。投影系統可以分為正投和背投兩大類型，此系統屬于正投系統，正投系統的屏前的對比度主要決定于投影機的對比度參數和環境光的照度。在實際操作中，當我們確定了投影機的型號后，可以改變的就是環境光的照度影響了，所以我們在設計視頻系統的時候建議場地內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計。將天花上的環境光照度控制在25LUX或以下，此時我們根據計算，屏前的對比度在4.4:1至6.7:1之間，通常投影顯示系統如果能達到5:1左右就可以達到正常的顯示效果了。

深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案
亮度計算軟件

　　1.4傳輸系統

　　此顯示系統采用SVGA＋(1400×1050)信號，而歡樂谷的現場信號線纜鋪設長度超過50米，這個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的常用線纜一般有兩種：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：

深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案

　　從傳輸距離上看，CAT5和光纖在傳輸距離上都可以達到要求，但是從信號傳輸穩定性來看，光纖比CAT5更加穩定，主要因為CAT5線的RJ45水晶頭與RJ45模塊接口連接僅僅是靠RJ45口上自帶的那個小卡銷，在使用中極易脫落，在比較嚴肅的場合是不允許出現這種錯誤的。另外雙絞線傳輸的是差分模擬信號，長距離傳輸會造成高頻信號的丟失，從而丟失高清畫面的細節部分。而且RJ45水晶頭不能承受較大的電流，從而影響系統穩定性。

　　光纖是數據傳輸中最有效的一種傳輸介質，它的優點主要有以下幾個方面：

　　(a) 傳輸頻帶寬。光纖的頻帶很寬，理論可達30億兆赫茲，可確實保證數字高清信號的傳輸帶寬和質量。
　　(b) 抗電磁干擾。光纖與銅線的內部物理結構不同，當電子沿銅線運動時，它們互相影響并且也會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。因此光纖具有很強的抗電磁干擾能力，是傳輸高清信號的最佳介質。
　　(c) 衰減較小。可以說在較長距離和范圍內信號是一個常數。

　　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用。以上優點讓其成為數字高清視頻傳輸的理想之選，滿足了高清視頻對長距離傳輸時的高分辨率和傳輸率的要求。是用戶高清視頻傳輸介質的首選。

　　綜合考慮，光纖傳輸是此系統最佳選擇。

　　1.5 顯示系統設備及連接圖：

　　顯示系統設備：

　　1)高清信號處理器
　　3)VGA矩陣切換器1臺(Creator)
　　4)邊緣融合器4臺(Silicon Optix公司的Image Anyplace)
　　5)光纖傳輸系統(Creator)
　　6)投影機4臺(科視Roadster S+20K)

　　顯示系統設備連接圖：

深圳歡樂谷巨大曲面投影邊緣融合解決方案