光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映系統(tǒng)中的應(yīng)用

張軍

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平已經(jīng)有了非常大程度的提高，對精神生活的追求越來越高。電影作為其中一種喜聞樂見的形式，深受廣大人民的喜愛，伴隨著數(shù)字電影技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們經(jīng)?？梢韵硎艿礁哔|(zhì)量水平的電影，但受制于當(dāng)前顯示技術(shù)，電影在顯示質(zhì)量和顯示效果上，還無法達(dá)到令人滿意的程度，希望將日新月異的光學(xué)技術(shù)應(yīng)用其中，從而更進(jìn)一步提高數(shù)字電影的放映質(zhì)量和效果[1]。為此，筆者在文中對光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 光學(xué)技術(shù)；數(shù)字電影；放映系統(tǒng)

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）209-0089-02

隨著數(shù)字技術(shù)的突飛猛進(jìn)，我們已經(jīng)來到了數(shù)字信息時(shí)代，傳統(tǒng)的電影界在數(shù)字時(shí)代到來后，也不斷進(jìn)行了革新，以前老舊的膠片電影放映模式，已經(jīng)被逐漸取代，廣大電影放映研究工作者已經(jīng)投入了對數(shù)字電影技術(shù)的研究當(dāng)中。要想在數(shù)字電影技術(shù)上有所突破，就必須全面了解數(shù)字電影的原理，為了有效提高數(shù)字電影的放映質(zhì)量和效果，就必須對光學(xué)知識(shí)有深入的研究，并加強(qiáng)在數(shù)字電影中對光學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。隨著納米技術(shù)和電子顯微技術(shù)的不斷發(fā)展，光學(xué)技術(shù)在本世紀(jì)也取得了非常大的突破，如果將其更進(jìn)一步應(yīng)用在數(shù)字電影放映系統(tǒng)中，其一定會(huì)大大促進(jìn)該電影技術(shù)的發(fā)展，給觀眾帶來更加耳目一新的視覺體驗(yàn)[2]。

1 光學(xué)技術(shù)

光是我們自然界中經(jīng)?？吹降淖匀滑F(xiàn)象，由于光的產(chǎn)生才給我們?nèi)祟悗砹艘曈X體驗(yàn)，由于光本身特性的限制，這大大增加了對它研究的難度，雖然對其進(jìn)行大量的科學(xué)研究，但還不是完全解釋清楚其自身的奧秘[3]。目前我們所說的光學(xué)，是對光研究的科學(xué)，其不僅要研究光的產(chǎn)生，還要研究光和其它普通物質(zhì)的作用，隨著光學(xué)研究的不斷深入，很多光學(xué)的應(yīng)用技術(shù)被開發(fā)了出來，在信息化傳遞、醫(yī)療事業(yè)、國防事業(yè)中都得到了非常重要的應(yīng)用。

2 數(shù)字電影放映系統(tǒng)

放映系統(tǒng)是數(shù)字電影播放系統(tǒng)的重要組成部分，其質(zhì)量的高低會(huì)對電影的播放效果，有直接的影響，如果數(shù)字電影制作精良，再加上高質(zhì)量放映系統(tǒng)的配合，就會(huì)給電影觀眾呈現(xiàn)出一場完美的視聽盛宴。傳統(tǒng)的電影放映系統(tǒng)屬于膠片式的放映系統(tǒng)，其隨著使用次數(shù)的不斷增加，膠片在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)不斷磨損，隨著時(shí)間的推移，電影的播放效果就會(huì)越來越差。而數(shù)字化電影使用的數(shù)字化的圖像信息存儲(chǔ)方式，這些信息在連續(xù)播放過程中，并不會(huì)損壞，也就不會(huì)影響到放映的質(zhì)量。雖然交卷式的電影放映系統(tǒng)已經(jīng)成為了過去，但目前的很多光學(xué)放映系統(tǒng)，都是在該系統(tǒng)上的改進(jìn)，其在大規(guī)模放映上，還是有著非常大的優(yōu)勢。為了更好將數(shù)字電影呈現(xiàn)出來，還必須在光學(xué)播放系統(tǒng)上下大工夫[4]。

此外，采用數(shù)字電影放映系統(tǒng)的另外一個(gè)好處，由于其圖片是信息存儲(chǔ)的形式，因此可以利用發(fā)達(dá)的圖片處理軟件，來對圖片進(jìn)行進(jìn)一步處理，從而有效提高圖片的播放質(zhì)量。

3 光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映系統(tǒng)中的應(yīng)用

光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影投像系統(tǒng)中的應(yīng)用。當(dāng)前在電影成像中主要應(yīng)用的有數(shù)字光處理、直接光放大影像以及液晶顯示等3種技術(shù)，由于數(shù)字光處理有顯著的優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)發(fā)展十分迅速。在數(shù)字光處理技術(shù)中，都離不開數(shù)字微鏡技術(shù)。它的工作原理是利用了半導(dǎo)體晶片的偶極效應(yīng)，來使得內(nèi)部電路中的微小動(dòng)量圍繞某一固定軸進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，這就會(huì)造成其反射光線的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在該原理作用下，如果能夠?qū)﹄妶鲞M(jìn)行有效控制，就能夠?qū)λ械奈㈢R角度進(jìn)行控制，從而根據(jù)不同的放映需要，將光線有分別的反射到不同的方向，將有用的光線反射到電影銀幕上，就可以達(dá)到顯示影像的作用。

光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影色彩調(diào)配的作用。雖然利用光學(xué)技術(shù)可以在銀幕上投影出圖像，但這些圖像是黑白的，必須要使用一個(gè)過濾光波的彩色輪應(yīng)用在光路中。彩色輪往往是由扇形的紅色、綠色、藍(lán)色濾光片組成，它具有固定的旋轉(zhuǎn)頻率，可以根據(jù)顯示需要來調(diào)整，一般能每秒刷出180個(gè)彩色色場。在其運(yùn)作過程中，數(shù)字處理基礎(chǔ)在確定彩色模式的放映順序后，其色彩的RGB數(shù)據(jù)會(huì)被存入到DMD中。之后，彩色輪在接受到照射的白光之后，就會(huì)被其分離成單色光，伴隨著彩色輪的不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，三色光會(huì)循環(huán)照射到DMD表面。當(dāng)各種顏色被照射到DMD上后，微鏡會(huì)根據(jù)數(shù)字電影放映信息，自動(dòng)確定是處于開啟狀態(tài)還是閉合狀態(tài)，如果選擇開啟，DMD的圖像被打到熒幕上后，其就會(huì)顯示成方形的像素，這些像素進(jìn)行有機(jī)組成，便成了電影放映中的圖片，再利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，將紅光、綠光和藍(lán)光信息進(jìn)行綜合，就會(huì)在人腦中展現(xiàn)出彩色的圖像。通過以一定的頻率滾動(dòng)播出圖片，就會(huì)在人腦中形成流動(dòng)的影響，這就是數(shù)字電影光學(xué)放映系統(tǒng)的基本工作原理。如果對色彩的明暗、強(qiáng)度分級越多，控制的越準(zhǔn)確，則數(shù)字電影的色彩就會(huì)越逼真，如果播放的像素越高，電影的清晰度也會(huì)有非常大的提高。

4 光學(xué)技術(shù)在終端投影中的應(yīng)用

4.1 光學(xué)技術(shù)在終端投影鏡頭中的應(yīng)用

在目前所有的電影放映系統(tǒng)中，都離不開光學(xué)鏡頭，為了讓其在放映系統(tǒng)中更好發(fā)揮出作用，就必須很好調(diào)整好鏡頭的焦距，選擇合適的投影孔直徑。如果是數(shù)字電影放映系統(tǒng)，則要涉及的參數(shù)更多，如投射靶面的尺寸、靶面反射彩色輪單色光線的光程、聚合鏡片的有效厚度、分離色彩光線、鏡頭鑒別靶面像素的極限參數(shù)等。

此外，如果是大熒幕的放映，圖像的亮度會(huì)超過5000流明，這會(huì)造成鏡頭的溫度很高，必須采用特殊工藝的耐高溫鏡頭。

4.2 對鏡頭焦距的確定

如果是電影院放映電影的需要，我們就可以直接采用固定焦距的鏡頭，能夠滿足放映的需要，如果放映條件需要變化，則應(yīng)該使用變焦距的鏡頭，但這些鏡頭的價(jià)格往往較貴，為了有效節(jié)省成本，可以使用固定鏡頭組合的方式，其可以在一定范圍內(nèi)，滿足電影放映的需要。

4.3 確定光學(xué)鏡頭的工作距離

在光學(xué)鏡頭距離的確定中，主要有兩種方法，第一種方法需要對放映機(jī)內(nèi)部的光學(xué)引擎進(jìn)行測量，但該部位會(huì)經(jīng)常進(jìn)行密封處理，這造成對于其測量工作往往難以展開。第二種方法需要先確定靶面的長和寬以及分離色光和聚合鏡片的形式后，再通過逆向運(yùn)算法，近似計(jì)算出工作的距離。該方法的之所以有效，是因?yàn)榉蛛x光和聚合鏡片的形式都比較固定，計(jì)算尺寸也可以按照比例進(jìn)行縮放，在整個(gè)計(jì)算過程中，唯一變化的因素是紅光和綠光的角度差異，這可以通過一定的測量方法獲得，因此該方法最為方便。

4.4 鏡頭結(jié)構(gòu)的確定

根據(jù)多年對光學(xué)鏡頭實(shí)際工作的研究，如果放映鏡頭的工作距離保持在焦距的0.5～0.7的范圍內(nèi)，鏡頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較簡單。但如果鏡頭的焦距超過了一定的數(shù)值，兩者之間的比例將會(huì)接近于3，就必須對鏡頭的光路結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行選擇，選擇遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)的鏡頭。但是由于遠(yuǎn)心管路的鏡頭孔徑比較小，這給其設(shè)計(jì)制造加工帶來了非常大的困難，還必須有效考慮鏡頭的高溫，就必須對遠(yuǎn)心光路進(jìn)行分離式的改進(jìn)，這才能讓其正常發(fā)揮出作用。

4.5 像差的影響

由于是采用光學(xué)的原理進(jìn)行成像的，因此畫面的質(zhì)量會(huì)因?yàn)橄癫疃艿胶艽蟮挠绊?，這時(shí)所有光學(xué)放映系統(tǒng)的通病，是由于當(dāng)前光學(xué)制造技術(shù)發(fā)展的限制，而造成的。光源、分離色光、靶面照射、聚合鏡片和投影鏡頭都會(huì)對很大影響圖像的效果，給觀眾帶來差的視覺體驗(yàn)。

因此，為了提高電影畫面的播放效果，就必須對像差進(jìn)行認(rèn)真的研究，并利用光學(xué)原理，對像差進(jìn)行合理調(diào)整。

5 結(jié)論

隨著數(shù)字技術(shù)的突飛猛進(jìn)，我們已經(jīng)進(jìn)入到了數(shù)字化的時(shí)代，各種行業(yè)都在探討對數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，并取得了非常不錯(cuò)的應(yīng)用效果。

數(shù)字電影就是數(shù)字技術(shù)在影視行業(yè)應(yīng)用的結(jié)晶，數(shù)字電影的應(yīng)用取消了傳統(tǒng)膠片式電影對膠片效果的依賴，其存儲(chǔ)質(zhì)量并不會(huì)因?yàn)槭褂脮r(shí)間的延長而下降，且對其存儲(chǔ)也變得非常簡單，這也讓數(shù)字電影紛紛走入了我們的生活中。

但對于大場景數(shù)字電影的播放，還是需要借助光學(xué)放映系統(tǒng)的幫助，為了提高其播放的質(zhì)量，還需要在電影播放光學(xué)領(lǐng)域下更大的功夫，從而電影播放的色彩更逼真、播放的清晰度更高、播放的色差更少，還要想辦法降低光學(xué)播放系統(tǒng)的成本，讓這些播放系統(tǒng)可以真正走入到我們普通百姓的家中。

參考文獻(xiàn)

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