CN105159023A - 沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕 - Google Patents

Abstract

一种沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕，属于高清晰显示技术领域。曲面显示银幕、银幕安装框架、透明全息膜或板；曲面显示银幕上下左右四周是悬空的，安装在后墙上的，且曲面显示银幕后面的银幕安装框架在曲面显示银幕的前面是看不见的，曲面显示银幕的四周是通过透明全息膜或板与四周的墙面、房顶面、地面的相连接的。优点在于不仅可以给观影者带来超乎想象的真实感、沉浸感、临场感，而且节省空间。以超过视网膜解析度的银幕影像清晰度，在一个小空间内营造出大空间、大场景所带来的视觉享受，以增加影院对于观影者的吸引力。

Description

沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕

技术领域

本发明属于高清晰显示技术领域。特别是提供了一种沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕，可以用于家庭影院、仿真显示、模拟游戏机显示、小型影院等场所。

背景技术

人的一半享受来自于视觉，完美的视觉享受能够给人带来无限的轻松和愉快，毫无疑问，影视在其中占有了相当大的比例，比如：人们观看电视或玩计算机的时间一直在延长，每年观看电影的人数和部数也在增加。电影自发明以来，在人们的生活中就开始扮演不可或缺的角色，电影传承的文化深深地影响着少年儿童的成长和成年人的价值取向。全球有银幕近100万块，其中主要是Cinemacope或Vistavisiong银幕，IMAX银幕近5000块，但IMAX影院的票房占全球影院票房的二分之一。发展电影包含两个方面的内容，其一是内容制作；其二是从硬件完善，二者任何一方面的提高，都会增加电影的吸引力。从普通影院到IMAX影院，电影的显示技术获得了一次飞跃，电影观众的人数获得了很大的提高，但是，随着信息化、数字化以及文化传播由大众化向社会化、个性化、多样化的转化，其它显示技术对电影观众的分流也很大。据奥维数据2012年调查显示，中国现有银幕1.76万块但达到4K的银幕却只有几十块，达到视网膜清晰度的影院银幕全球都是空白，未来影院银幕的升级改造量极大；电影观众的核心人群为15～24岁，平均21.5岁，影院的平均上座率为15％。单从上座率看，大型影院的浪费是巨大的；单从年龄结构看，观影人群趋于年轻化，而年轻人既是对于新生事物接受最快的群体，又是对未来技术和产品影响最大的群体。随着观众对清晰度要求的提高，传统的1.3K、2K影院升级为4K影院是发展的必然，但4K银幕清晰度相比家用电视的清晰度仍非常低，观众对于影院银幕影像的清晰度非常不满意，这也是电视对于影院电影观众分流的最重要原因。

人眼具有超高的视觉分辨率和色彩比较力，人眼的角度解析度可达1/120°，线解析度可达0.13mm，区域标准解析度为每平方英寸325点，视网膜整体解析度可达6000x4000，双眼水平视角124°，垂直视角80°，清晰视场水平视角35°，垂直视角20°。根据人体解剖学的得出的结论，人眼是一个水平46°、垂直36°的定焦光学系统，水平横向扫描可达120°,垂直方向38～30°，最舒适的角度为垂直方向0～15°，垂直方向超过50°就会觉得很累。人眼对于影像的识别度是非常高的，同比，即刻就能分辨出图像质量的好坏。要骗过人眼，以假乱真，除影像的色域必须满足人眼的分辨要求之外，清晰度也要达到过超过视网膜可解析的解析度。现有的高清影院是以IMAX为代表的高清影院，IMAX影院银幕的整屏影像分辨率可以达到6K，为满足观众的临场感、沉浸感，IMAX影院要求的观影距离是在银幕的高度之内，如中国电影资料馆IMAX影院银幕的尺寸为：23x10.2米，其银幕影像的像素点间距为23,000mm/6000＝3.83mm，要达到视网膜清晰度，单从像素点间距论，倘若在距离屏幕5米处观影，按照视网膜解析度设计，其银幕影像的像素点间距应是0.725mm，银幕整屏影像分辨率应是31.72K，即使该影院最远观影距离10.2米计算，其银幕影像的像素点间距应是1.48mm,银幕整屏影像分辨率也应在15.54K，由此可见，现有的IMAX高清影院距离视网膜解析度还有很大的差距。品质的改变才是真正的改变，银幕的博大等于是博傻，银幕大而不清晰、不真实，对观众的吸引力只有一次，看过了就不想再去看了，对观众有持久吸引力的是高清晰、高真实，观众在影院真正想看到的是超越家用电视或家庭影院的视觉享受。影院位置必须位于人口相对密集的黄金地段才能实现更多的观影人群，黄金地段寸土寸金，依靠拉远观影者距离显示银幕的距离而达到显示银幕的视网膜清晰度势必会造成空间的极大浪费，而只有减小显示银幕的像素点间距，缩短显示银幕与观影者之间的距离，才是最经济的手段。

真实感、临场感、沉浸感是影像显示追求的最高境界，无论是对电影影像，还是对电视影像，更或是对于拍摄、制作，都是在超这个方向努力，其中8K、16K摄像机已成为美国CES展会上的主流参展产品，4K、8K显示产品也开始进入市场。可实现真实感、临场感、沉浸感的显示方式包括全息显示、3D显示、沉浸式显示，就技术发展而言，在未来30年内实现流畅的全息影像显示几乎是不可能的；现有的3D是双眼视差技术，借助眼镜的3D显示技术是已经流行了几十年的技术，而裸眼3D技术虽有发展，但视觉观感较借助眼镜的3D显示尚有很大的差距，美国医学学会AMA2012年发表声明不建议儿童长时间观看双眼视差3D电影，使双眼视差3D在2013年后迅速降温；沉浸式显示是借助显示面的弧形、球形将影像还原使之符合人眼生态学而使人获得临场感、沉浸感，自2010年沉浸式显示器和沉浸式数字音响系统获得美国CES消费电子展金奖以来，沉浸式技术获得了较快的发展，已由专业的仿真显示领域、IMAX影院弧形银幕扩展到了家用电视领域，比如：曲面电视。沉浸式显示涉及弧面、球面显示技术，就目前技术水平而言，实现的方式主要是借助投影机及其图像边缘融合技术，市场上的曲面电视受制于曲率半径过大和屏幕尺寸过小，尚且算不上真正的沉浸式电视，而只能算是借助沉浸式显示来宣传的一个油头而已。未来显示技术的发展方向是高清晰、高色域、大屏幕、无边框，以及更符合人眼生态学的沉浸式显示和全息显示，影响人眼观看习惯并可能影响人体健康的双眼视差3D必将被淘汰。就影院银幕清晰度和电视清晰度而言，一定是没有最清晰，只有更清晰、更真实，超过视网膜解析度是显示技术发展的必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕，解决了现有影院的银幕清晰度不够导致的影像真实度不够、观众临场感差、沉浸感差以及由于大型影院上座率不高而导致的资源浪费大的问题。创建沉浸式视网膜解析度影院，不仅可以使观影者如同身临其境，而且可以实现影院的小型化、家庭化。

本发明的原理是以内弧面作为显示面或以内球面作为显示面，将2D影像拉开一个维度变成3D影像而使人获得临场感、沉浸感；以超过观影者视网膜解晰度的银幕清晰度使人眼看不到显示影像的像素点、边框而让人获得看到影像的真实感。

本发明的影院显示银幕包括曲面显示银幕1、银幕安装框架2、透明全息膜或板3；如图1所示。曲面显示银幕1上下左右四周是悬空的，安装在后墙上的，且曲面显示银幕1后面的银幕安装框架2在曲面显示银幕1的前面是看不见的，曲面显示银幕1的四周是通过透明全息膜或板3与四周的墙面、房顶面、地面的相连接的。

本发明的曲面显示银幕1的图像是充满银幕的、无边框的，如图2所示。

本发明的曲面显示银幕1的显示面分为内弧形和内球形两种，如图3所示。

本发明的曲面显示银幕1的观众最远观看距离小于等于曲面显示银幕1的曲率直径。

本发明的曲面显示银幕1是自下而上向观众倾斜一定角度的，倾角范围为0～15°，具体视角根据最大程度地满足观众的垂直清晰视场角而确定，如图4所示。

本发明的显示银幕的上下左右四周是悬空的，曲面显示银幕1是安装在后墙上的，且曲面显示银幕1后面的银幕安装框架2在曲面显示银幕1的前面是看不见的，如图5所示。

本发明的曲面显示银幕1的四周的悬空可见视野区的墙面是黑色的或白色的。

本发明的曲面显示银幕1的四周是通过透明全息膜或板3与四周的墙面、房顶面、地面的相连接的，透明全息膜或板3可以是柔性的，也可以是硬质可弯曲的，透明全息膜或板3与四周的墙面、地面、房顶面的连接方式可以是直面、曲面、斜面的，如同6所示。透明全息膜或板3在无影像映射时是透明的，在接受投影机投影或其它影像映射时又是可以显示图像的。透明全息膜或板3上的影像是曲面显示银幕1的显示影像投射或映射到透明全息膜或板3上显示出的影像，是为了增加观影者的沉浸感、纵深感。

本发明的曲面显示银幕1正常宽高比可选用16:9和21:9两种宽高比，在实际选用时由于选择屏幕的不同，为保证曲面显示银幕1播放的影像变形在人不易察觉的范围之内，该两种宽高的上下偏差应在正负2之内，比如：17:9、16:10、18:9：17:10或22:9、22:10、21:10、22:10等。常规比例的曲面显示银幕1的内弧形或内球形的曲率半径的可选范围为3～8米。

本发明的曲面显示银幕1也可根据播出影片的比例采用影片的影像比例，以保证播出影片的影像比例符合拍摄比例，其中曲面显示银幕1的水平弧度可选择的范围为32～220°，曲面显示银幕1的垂直弧度可选择的范围为18～140°。曲面显示银幕1水平弧度和垂直弧度可根据拍摄制作的影像比例或计算机图形的影像比例定制，比如：空战类影片飞行员视场可达曲面显示银幕1水平弧度可选220°、曲面显示银幕1垂直弧度可选140°；游戏类影片的场景显示的弧度可能是曲面显示银幕1水平弧度可选120°、曲面显示银幕1垂直弧度可选40°。非常规比例的曲面显示银幕1的内弧形或内球形的曲率半径可选范围为3～8米。

本发明曲面显示银幕1的最近观影距离是由曲面显示银幕1的像素点间距决定的，其中：观影者距离曲面显示银幕1越近，对应曲面显示银幕1的像素点间距应越小；观影者距离曲面显示银幕1越远，对应曲面显示银幕1的像素点间距则允许大一些。曲面显示银幕1的像素点间距可按照最近观影者的距离选择，曲面显示银幕1的像素点间距的选择原则为：像素点间距(mm)＝观影者距离曲面显示银幕1的距离(mm)×tg(1/120°)，比如：最近距离的观影者距离曲面显示银幕1的距离为1500mm，选择的曲面显示银幕1的像素点间距应小于等于1500mm×tg(1/120°)＝0.218mm；距离4000mm时，选择的曲面显示银幕1的像素点间距应小于等于4000mm×tg(1/120°)＝0.582mm。同理，也可以根据已有的曲面显示银幕1确定最近观看距离，根据公式：观影者距离曲面显示银幕1的最近距离＝像素点间距(mm)/tg(1/120°)，由此可以计算出一定像素点间距的曲面显示银幕1的最近观影距离，比如：像素点间距1.2mm的曲面显示银幕1对最近观影距离为：1.2mm/tg(1/120°)＝8250.6mm。

本发明的曲面显示银幕1的显示可以是平板显示器单元拼接、背投影单元拼接、全彩高对比度小间距LED模块拼接，为确保曲面显示银幕1显示的影像浑然一体、无光学拼缝，显示单元之间的拼接为影像无光学拼缝的拼接方法。曲面显示银幕1的建设方式：采用平板无缝拼接、背投影单元拼接可参照专利ZL201010612958.8《一种沉入式弧形虚拟现实显示墙》技术实施，采用LED大屏幕可参照专利ZL200710176397.X《高对比度发光二极管显示屏》技术实施。

本发明的优点在于不仅可以给观影者带来超乎想象的真实感、沉浸感、临场感，而且节省空间。以超过视网膜解析度的银幕影像清晰度，在一个小空间内营造出大空间、大场景所带来的视觉享受，以增加影院对于观影者的吸引力。

附图说明

图1为本发明的结构的示意图。

图2为充满银幕的无边框曲面显示银幕1的示意图。

图3为内弧形和内球形两种曲面显示银幕1的示意图。

图4为倾角0～15°的曲面显示银幕1的示意图。

图5为曲面显示银幕1、银幕安装框架2、透明全息膜或板3的示意图。

图6为曲面显示银幕1、透明全息膜或板3的示意图。

具体实施方式

图1～6为本发明的一种具体实施方式。

本发明的影院显示银幕由曲面显示银幕1、银幕安装框架2、透明全息膜或板3组成，如图1所示。

本发明的曲面显示银幕1的图像是充满银幕的、无边框的，如图2所示。

本发明的曲面显示银幕1的显示面分为内弧形和内球形两种，如图3所示。

本发明的曲面显示银幕1的观众最远观看距离小于等于曲面显示银幕1的曲率直径。

本发明的曲面显示银幕1是自下而上向观众倾斜一定角度的，倾角范围为0～15°，具体视角根据最大程度地满足观众的垂直清晰视场角而确定，如图4所示。

本发明的显示银幕的上下左右四周是悬空的，曲面显示银幕1是安装在后墙上的，且曲面显示银幕1后面的银幕安装框架2在曲面显示银幕1的前面是看不见的，如图5所示。

本发明的曲面显示银幕1的四周的悬空可见视野区的墙面是黑色的或白色的。

本发明的曲面显示银幕1的四周是通过透明全息膜或板3与四周的墙面、房顶面、地面的相连接的，透明全息膜或板3可以是柔性的，也可以是硬质可弯曲的，透明全息膜或板3与四周的墙面、地面、房顶面的连接方式可以是直面、曲面、斜面的，如同6所示。透明全息膜或板3在无影像映射时是透明的，在接受投影机投影或其它影像映射时又是可以显示图像的。透明全息膜或板3上的影像是曲面显示银幕1的显示影像投射或映射到透明全息膜或板3上显示出的影像，是为了增加观影者的沉浸感、纵深感。

本发明的曲面显示银幕1正常宽高比可选用16:9和21:9两种宽高比，在实际选用时由于选择屏幕的不同，为保证曲面显示银幕1播放的影像变形在人不易察觉的范围之内，该两种宽高的上下偏差应在正负2之内，比如：17:9、16:10、18:9：17:10或22:9、22:10、21:10、22:10等。常规比例的曲面显示银幕1的内弧形或内球形的曲率半径的可选范围为3～8米。

本发明的曲面显示银幕1也可根据播出影片的比例采用影片的影像比例，以保证播出影片的影像比例符合拍摄比例，其中曲面显示银幕1的水平弧度可选择的范围为32～220°，曲面显示银幕1的垂直弧度可选择的范围为18～140°。曲面显示银幕1水平弧度和垂直弧度可根据拍摄制作的影像比例或计算机图形的影像比例定制，比如：空战类影片飞行员视场可达曲面显示银幕1水平弧度可选220°、曲面显示银幕1垂直弧度可选140°；游戏类影片的场景显示的弧度可能是曲面显示银幕1水平弧度可选120°、曲面显示银幕1垂直弧度可选40°。非常规比例的曲面显示银幕1的内弧形或内球形的曲率半径可选范围为3～8米。

本发明曲面显示银幕1的最近观影距离是由曲面显示银幕1的像素点间距决定的，其中：观影者距离曲面显示银幕1越近，对应曲面显示银幕1的像素点间距应越小；观影者距离曲面显示银幕1越远，对应曲面显示银幕1的像素点间距则允许大一些。曲面显示银幕1的像素点间距可按照最近观影者的距离选择，曲面显示银幕1的像素点间距的选择原则为：像素点间距(mm)＝观影者距离曲面显示银幕1的距离(mm)×tg(1/120°)，比如：最近距离的观影者距离曲面显示银幕1的距离为1500mm，选择的曲面显示银幕1的像素点间距应小于等于1500mm×tg(1/120°)＝0.218mm；距离4000mm时，选择的曲面显示银幕1的像素点间距应小于等于4000mm×tg(1/120°)＝0.582mm。同理，也可以根据已有的曲面显示银幕1确定最近观看距离，根据公式：观影者距离曲面显示银幕1的最近距离＝像素点间距(mm)/tg(1/120°)，由此可以计算出一定像素点间距的曲面显示银幕1的最近观影距离，比如：像素点间距1.2mm的曲面显示银幕1对最近观影距离为：1.2mm/tg(1/120°)＝8250.6mm。

本发明的曲面显示银幕1的显示可以是平板显示器单元拼接、背投影单元拼接、全彩高对比度小间距LED模块拼接，为确保曲面显示银幕1显示的影像浑然一体、无光学拼缝，显示单元之间的拼接为影像无光学拼缝的拼接方法。曲面显示银幕1的建设方式：采用平板无缝拼接、背投影单元拼接可参照专利ZL201010612958.8《一种沉入式弧形虚拟现实显示墙》技术实施，采用LED大屏幕可参照专利ZL200710176397.X《高对比度发光二极管显示屏》技术实施。

Claims (4)

1.一种沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕，其特征在于，包括曲面显示银幕(1)、银幕安装框架(2)、透明全息膜或板(3)；曲面显示银幕(1)上下左右四周是悬空的，安装在后墙上的，且曲面显示银幕(1)后面的银幕安装框架(2)在曲面显示银幕1的前面是看不见的，曲面显示银幕(1)的四周是通过透明全息膜或板(3)与四周的墙面、房顶面、地面的相连接的。

2.如权利要求1所述的沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕，其特征在于，所述的曲面显示银幕(1)的图像是充满银幕的、无边框的，有内弧形和内球形两种。

3.如权利要求1所述的沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕，其特征在于，所述的透明全息膜或板(3)是柔性的，或者是硬质可弯曲的，透明全息膜或板(3)与四周的墙面、地面、房顶面的连接方式是直面、曲面、斜面的；透明全息膜或板(3)在无影像映射时是透明的，在接受投影机投影或其它影像映射时显示图像的；透明全息膜或板(3)上的影像是曲面显示银幕(1)的显示影像投射或映射到透明全息膜或板(3)上显示出的影像。

4.如权利要求1所述的沉浸式视网膜解析度的影院显示银幕，其特征在于，所述的曲面显示银幕(1)为平板显示器单元拼接、背投影单元拼接或全彩高对比度小间距LED模块拼接，显示单元之间的拼接为影像无光学拼缝的拼接方法；曲面显示银幕(1)的建设方式：采用平板无缝拼接、背投影单元拼接。