音视频技术方案.docx

1、音视频技术方案 电影院音视频系统技术方案 启拓电子（中国）有限公司全国热线电话：400 1818 026一、概述1、引言 数字电影指的是从电影制作工艺、制作方式、到发行及传播方式上均全面数字化。 与传统电影相比，数字电影最大的区别是不再以胶片为载体，以拷贝为发行方式，而是以数字文件形式发行或通过网络、卫星直接传送到影院。数字化播映是由高亮度、高清晰度、高反差的电子放映机依托宽带数字存储、传输技术实现的。2、发展状况 电影院是为观众放映电影的场所。电影在产生初期，是在咖啡厅、茶馆等场所放映的。随着电影的进步与发展，出现了专门为放映电影而建造的电影院。电影的发展从无声到有声乃至立体声，从黑白片到彩

2、色片，从普通银幕到宽银幕乃至穹幕、环幕，使电影院的形体、尺寸、比例和声学技术都发生了很大变化。电影院必须满足电影放映的工艺要求，得到应有的良好视觉和听觉效果。 电影的历史已有百年之久它的每一次进步都缘于科技的推动，数字技术进入电影产业是电影继无声变有声，黑白变彩色之后的第三次革命性改进，数字技术的介入，将使电影从制作到表现手法、运作方式、发行方式、播映方式都发生革命性的变化。电影业在长期发展中形成了全球统一的标准，一部影片可以在全球任何影院放映。数字影院发展初期，由于没有标准，各系统不能兼容，阻碍了数字影院成规模发展。在建立统一的数字影院标准的呼声下， 2002年4月，好莱坞七大电影制作公司宣

3、布成立名为DCI（Digital Cinema Initiatives, LLC）的组织来共同制定数字电影技术的标准，并鼓励电影院采用数字式放映设备。 2005年7月DCI数字影院系统规范1.0发布，全球数字影院标准取得了突破性的发展。之后，SMPTE DC28 (美国电影电视工程师协会、数字影院技术标准委员会) 以DCI规范为基础，研究和制定数字影院行业标准，迄今为止，超过50%的数字影院标准已经发布。3、电影在中国的发展 在国家和政府的大力支持下，2002年2月中国开始了发展影院的进程。目前，我国已建成60多家2K数字影院，成为世界上数字电影发展最快的国家之一。并发行了天上草原、星战前传、

4、哈利波特、海底总动员太行山上、蜘蛛侠III等十几部数字电影。2002年中国电影科学技术研究所起草、制定了电影技术要求（暂行），由国家广电总局颁布，实施。目前，电影科研所还密切追踪国外标准制定组织的进展，参考各项国际规范并结合我国现状及市场需求对已颁布的电影技术要求（暂行）进行修改。在城市影院的发展中，将建立与国际接轨的电影标准。二、需求分析 目前，越来越多的消费者希望着电影院能给观众带来的更直接逼真视觉传达和舒适身临其境的听觉冲击，从1996年以来，出现了利用双音箱音响系统来产生虚拟环绕声的虚拟环绕声技术。虚拟环绕声主要原理是基于人的“双耳效应”原理和“耳廓效应”原理。它是一种利用人类头部声音

5、传递函数HRTF的信号处理技术。 启拓围绕着解决人“眼睛”和“耳朵”的问题，致力于相关产品的研究与开发，作为由二者组成的新一代电影影院，启拓成功实现了对目前音频和视频两方面高端技术的融合，真正代表了当下电影影院的潮流和时尚。业内人士认为，电影影院将朝时尚化、个性化、系统化的方向发展。 时尚的消费潮流如今，随着生活水平的不断提高，人们的生活品位也在不断提升，许多消费者对文化电影的要求日趋时尚化。尤其是人们在欣赏一部经典电影的时候，除了注重优异的影音效果外，还更加注重产品与感觉的协调。众所周知，欧美的消费潮流一直在引领着世界的消费方向。索尼、东芝、飞利浦等在欧美的视听市场一直占主导地位，而以上公司

6、新出的电影影院产品都有一个共同点：碟机、功放设计精巧，而且功能齐全，能充当完备的信息源，音箱的设计更是精妙绝伦！启拓更是依据自己成熟的市场和先进的国外生产技术通过不懈探索，新产品的不断研发，在家庭影音娱乐系统等领域都取得优越的成绩，Wanput已走向世界走向未来！ 优异的性能表现传统观念认为，模拟功放越重越好。因为，为获得较大的输出功率，模拟功放必须配备一个强劲的电源和巨大的散热装置。这些用金属堆砌而成的东西，重达几公斤甚至上百公斤！启拓的理念正好相反越小越先进。数字功放主要对数字信号进行开关式放大，功耗很低，效率却高到90%以上！所以它发热就很少，用一个微型风扇即可解决散热问题。采用数字功放

7、的电影影院，体积可以做得很小巧，更符合人们对时尚和个性空间的要求。 完善的系统配置在配置电影影院时，存在着一种“短板效应”，即任何一个方面的问题都会影响到整体的系统运行和功能发挥。有电影影院系统的同时，还必须有合适的显示终端。在这场显示终端争夺战中，背投电视成功击败普通CRT彩电、液晶电视、等离子电视，与数字电影影院组成了完美的“黄金搭档”。目前，启拓（Wanput）凭借着全球技术领先的优势，率先在业内形成了真正完整的电影影院系列产品，为消费者提供了最佳的系统方案。同时，相对于其它厂家只能解决电影影院某一方面的问题的局限，启拓拥有规模庞大、运行高效的售后服务队伍，完全可以在短时间内提供完善的系

8、统补救措施，解决遇到的各类问题。如今，启拓数字电影影院+启拓数字高清背投电视所组成的新一代数字电影影院被大众评为性价比最高的数字电影影院，成为当下的一种流行时尚。 启拓数字电影影院三大看点在琳琅满目的启拓产品展示厅里，数字电影影院系统成为许多人驻足欣赏的一道靓丽的风景。无论是政府官员和专家还是普通的大众消费者都对启拓数字影院系统的优异性能和出众表现刮目相看。据启拓视听专家介绍，之所以能够成为大家眼中的明星，在于启拓数字电影影院系统具有以下三大特点和优势。第一，准专业级的功效强劲输出功率。在播放电影大片时，音效逼真，震撼有力，环绕声定位准确。与传统的大音箱相比毫不逊色，足以让人身临其境地感受到它

9、细小的身躯所表现出来的澎湃动感和真实环绕感。第二，先进的技术集成。据了解，该套系统可称得上是高度浓缩的“三高”精品。即高起点，全部运用全新数字集成技术，一步到位；高技术，运用当今世界最先进的图像解码和CLASS-D数字影院技术，从而确保了真实的、再现原汁原味的音视效果；高指标，全数字直通信号处理，无信号失真和损耗。由于成功地将解码技术和数字功放进行了完美的整合与升华，整套系统真正达到了专业表现。第三，独特的外观造型。金属面板、金属旋钮、高级时尚的镀膜显示屏与镀铬按键和超薄、轻巧的整机丝丝入扣，外加制作精美的影院专用主音箱、环绕音箱和超重低音音箱使得整套系统备显格调，雍容华贵，给人一种优美的视觉

10、感受和惬意的心理体验。三、设计原则与设计依据为了更好的满足电影院不断增长的在管理上进一步的要求，也是为这一庞大的工程提供及时、有效、准确的技术文献支持及依据，特制定本系统的建设方案。1、设计原则 电影院的设计应以人为本，时尚、舒适、独具特色的装修布置，高档、领先、一流的影厅设施。保证了每位观众最完美的观影视角和全世界所有国家的影片均可在影院发挥出淋漓尽致的声像效果。 放映电影的功能十分明确，观众厅内应有很好的视听工艺、足够的声压级、较高的语言清晰度和尽可能低的噪音及完美音质和视觉设计带给观众前所未有的体验；观众厅外应有宽敞的休息场所、购票、购物十分便利；影厅分布与各项设施标示明确；环境布置温馨

11、优雅，处处体现电影氛围。让观众与影院、电影融为一体，乐不思归。2、设计依据本系统的设计依照下列标准进行建筑布局和使用功能要求，设计成设备先进、格调高雅、音质优美、功能齐全的现代化影院音视频系统。数字立体声电影院的技术标准 （GY/T183-52002)电影院的工艺设计电影厅的音质设计规范文化娱乐场所卫生标准 （GB9664)电影院建筑设计规范 （JGJ58-88)电影院声学要求民用建筑工程室内环境污染控制规范 （GB50325)民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92）系统接地的型式及安全技术要求（GB14050-93）安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）安全防范工程验收规则（GA

12、/T308-2001）安全检查防范系统通作图形符号（GA/74-94）消防联动控制设备通用技术条件（GB 168061997）火灾自动报警设计规范（GB50116-98）建筑设计防火规范（GBJ16-37） 火灾自动报警系统施工及验收规范（GBJ50166-92）四、系统设计1、数字电影院的放映1.1 影院放映系统的介绍数字影院放映系统一般包括数字影院播放服务器、影院声音处理器还有自动化处理设备等。在影片放映之前，影院要通过卫星信道、光盘或者移动存储设备将以MXF文件格式存储的整部电影下载到数字影院服务器中。但此时的影片是加密的，无法直接进行播放，因此影院还需要从影片的发行商（安全管理中心）那

13、里得到解密密钥KDM，并将其上载到服务器中。而后就可以按照影院的放映计划通过影院管理软件或直接操作播放服务器来播放。在电影播放时，播放服务器会将加水印的画面通过链路加密的方式传给数字放映机进行放映，而声音部分则可以直接利用影院处理器和还音系统来实现。启拓数字影院系统是从放映间的实际应用出发而设计的。这套系统可靠而全面。这套方案同样体现了启拓的深思熟虑和质量至上的理念，就像启拓的影院音频处理器，甚至比影院自身的使用寿命还长。以启拓数字影院存储器和播放器为核心的新系统可以帮助您对完整的数字电影进行加载、存储、解码，并传输到数字影院放映机。系统中内置的启拓放映管理软件程序提供了完整的操作控制，并可以

14、额外地提供本地或远程的预先日程排序。 1.2幕布的平整度 一块幕布，平整度是第一位的，平整是幕的基础，不然会引起画面几何变形，很难想象一块凹凸不平的幕会有很好的表现。目前商品屏幕有向下手拉、向上地拉、电动等几种类型，自己DIY则可做画框及固定硬幕。其中地拉幕用得很少，一般还是手拉、电动及固定硬幕，电动屏幕采用电机对幕布进行升降，成本很大部分用在电机上，高烧友可以考虑，而从经济性出发，手拉和买散装幕料做硬幕都是不错的选择。专业的成品幕布厂商都花了大量的精力在保持幕布的平整度上，如幕布两边及下方的拉伸固定，可以做到长时间的平整不变形，平价幕则做得差一些，容易变形，多次升降后也易起皱，如果是自己做固

15、定硬幕或画框幕的话，固定幕布时一定要将平整度做好，如果四周拉力不均匀的话会引起幕布随时间推移发生应力反弹，表面最终松弛起伏。固定硬幕因为始终暴露在空气中，比起手拉幕等还有一个防尘的问题，万一幕布上粘染了灰尘与污点欣赏起影片来就大煞风景了，所以有条件的话我们建议最好平时用活动窗帘遮挡起来。漫反射、反射、回射示意图1.3银幕增益与视角范围 银幕的增益是什么？用一种参考标准涂料（镁碳酸盐涂布物）作为对比，假如别种涂布物的光反射量大于参考银幕，这个银幕就是有增益。增益的数值是这样定的，测得从银幕反射出来的光强度为标准参考银幕的2倍，我们就说这张银幕的增益是2，假如测得反射光强度为标准参考银幕的1.5倍

16、，我们就说这张银幕的增益是1.5。当然，假如测得反射光强度还不如标准参考银幕，那么这张银幕就是负增益的，增益可能是0.8或0.9等等。假如测得反射光强度等同于标准参考银幕，那么它的增益就是1，增益为1的幕布是采用一种类似粉笔灰的涂布材料，它非常微小，而且在银幕表面随机排列，不吸收光线，又能够把从各个方向投射进来的光均匀扩散出去。一般来说，增益在1.5以下的可称作低增益银幕，1.5以上的可称作高增益银幕。白塑幕就是低增益银幕，它的增益一般在0.9至1.3之间，适合于光输出强度较高的LCD、DLP、D-ILA与Lcos等投影机，可以改善画面的黑色表现及暗部层次感。还有一种加了灰色涂层的低增益灰幕，

17、也可以补偿投影机在黑色深沉、色彩饱和度及暗部层次表现。幼珠及高能幕是高增益的银幕。高增益是通过银幕集中向某一区域反射光线得到的，而要让银幕得到增益，就必须在银幕表面涂布物上加入反射光线的材质，常用的是一种水滴状的材质，将这种材质按适当规则排列后，能够有效地把光线反射出去，形成光增益。那么我们可以知道，水滴状的材质的直径越细小，增益就越高，反射光向某一区域越集中，而这一区域的范围也会越小。这些特点又牵涉到银幕的视角问题。视角范围示意图银幕的视角与增益是密切相关的。增益越大，视角就越小，增益越小，视角就越宽广。比如增益为1的银幕将入射光均匀地向各个方向反射，从不同角度看都得到一样的亮度感受，而高增

18、益银幕向某一中央区域集中反射，在这特定区域中可以获得很高的亮度感受；但偏离这一区域后亮度会迅速下降。有一种金属幕，增益可以达到5至8，但视角极其狭窄，而且很容易形成屏幕中心亮斑，需要将屏幕进行弧形放置来改善亮度不均匀的现象。1.4 投影机与回、反射型幕布对于高增益银幕来讲，反射光线的路径也分为回射型与反射型，回射型是指银幕将入射光线向投射光源（投影机）的方向集中反射，入射与反射没有夹角；反射型是将入射光线折射某一角度后反射出来，入射与反射存在夹角。对于回射型的银幕而言，就不能进行投影机吊装，而只能够用座位后平投或坐投，使反射光线都回到观看座位区域以获得高亮度感受，吊装的话亮度就大为降低，与采用

19、高增益幕布的初衷就南辕北辙了。反射型幕布只能吊装投影机，以使光线能集中折射到座位区域。低增益幕布则没有太多的限制，因为低增益幕布都是将光线均匀漫射，各个方向得到的亮度感受都差不多，坐投吊装两相宜。投影幕中还有一种透声幕，这是为了让隐藏在幕布后方的中央声道穿透屏幕，而在幕布上打了无数的小孔。由于幕布上密布小孔，这些小孔又都会吸收掉投射来的光线，可想而知透声幕是会大量衰减入射光强度的，最好不要采用透声幕，而光输出强度较高的LCD、DLP与D-ILA等投影机则可以考虑采用。 1.2、影院放映系统的特点a.支持JPEG2000 和MPEG2 MXFb.支持X、Y、Z色彩空间，4:4:4抽样，每个分量1

20、2bit量化 c.支持16声道AES3（AES/EBU）数字音频输出 d.支持水印Watermark： 根据客户要求可以选择安装Thomson或Philips水印e.支持Cinelink 2链路加密f.启拓影院管理软件将根据用户的要求在适当的时候提供中文用户界面，便于影院使用g.启拓数字影院系统适应于影院恶劣环境，在45摄氏度高温下正常运行h.一部影片上载时间不超过1小时，在紧急情况下可以从移动硬盘直接放映，而竞争产品至少需要提前两小时拿到影片才能保证放映i.稳定性：双电源，可带电更换；多电扇及备用电扇适应放映间环境；4块硬盘RAID 5硬盘，一块用来做备份，如有问题，可在放映间歇更换；最近的

21、统计显示，启拓数字影院系统的无故障率为99.995%，即每年最多只有一部电影放映可能会受到影响，和竞争产品相比，其稳定性占绝对优势j.可升级：兼容MPEG2和JPEG2000，可随着标准的完善进行升级k.前瞻性：支持单一双图像轨迹文件的JPEG2000 3D数字立体电影l.融合性：易与现有自动化系统连接；为将来自动化发展留有空间。 任何一个系统工程为了保证为业主提供优质的产品和高品质的享受及一定时间内的先进性，影院系统都要具备以下四个方面的技术要求： 1.2.1可靠性投影仪选型是真正的专业发烧级产品，完善的防尘措施，独立的通风、散热结构;屏幕长期使用不变形;1.1.2、先进性影院系统系统有很好

22、的信号接入能力(包括计算机、视频、网络)。完善的色彩一致性，有效抑制各画面间三原色的离散，保证颜色的高度一致。消除“太阳效应”使画面间亮度均匀一致。整屏可达到90% 亮度均匀度: 可调至 100% 均匀度，而且音频采用7声道，保证五到八年不落后。 1.1.3、开放性 影院系统遵循开放系统的原则，具备很好的软/硬件系统兼容性，系统以直接接入计算机RGB信号、视频信号、网络信号。 1.1.4 总体分辨率高系统的分辨率为单个投影机分辨率1920*1080P把全部显示单元逻辑上视为一体，有利于显示更多的信息。2、数字3D影院2.1 3D电影的发展 随着数字技术的不断发展和成熟，用数字方式直接拍摄3D影

23、片、将2D影片数字处理转变成为3D影片、用数字放映系统放映3D影片，已成为电影提高自身同其它影像媒体竞争力的有效方法和趋势。随着2005年好莱坞数字3D影片小鸡和2006年怪兽屋的发行放映成功，数字3D影院发展较快,目前全球已经有近200块数字3D银幕。为了指导数字3D影院的发展，2006年1月DC28专门立项，起草制定数字3D影院技术标准，目前该项目尚处于查阅整理文件阶段，还未起草出相关文件。 启拓3D数字影院使用了一种独特的色彩过滤技术，这种技术可以提供非常真实的色彩还原。启拓3D数字影院还提供了极其细致的图像，让观众坐在影厅的任何一个位子上都能感受到富有冲击力的3D体验。启拓3D数字影院

24、解决方案的另一个独特之处在于，它还简化了3D电影的制作和发行流程。后期制作不再需要为3D进行额外的色彩校正或一些色彩补偿预处理工序，因为所有处理都能在服务器中完成。这种革新的方法不但节省了时间和成本，还简化了整个流程，因为有了这套方案，一个3D母版就可以分别用于3D和2D影院放映。2.2 3D数字影院系统3D原理图 3D数字影院是是一个被认可、可靠的技术，是数字影院的延伸。3D数字影院营造出令人印象深刻的3D观影体验，为影院内每个座位上的观众都提供真实的色彩和清晰、锐利的画面，即使是那些坐在后排和过道的观众。它是可行的、具有成本效率的技术，安装和操作也非常方便。 3D系统交替为左眼和右眼放映全

25、色系影像，而这些影像的基础色频率并不一样。观众们则佩戴带有滤色镜片的被动式启拓3D眼镜，由于滤色镜片和影像基础色频率的差异正相吻合，所以每只眼睛只能看到指定传送给它的画面。此项全新技术不需要像其他系统那样要求安装金属幕或者使用主动式快门眼镜。 3D数字影院已经被证明具有不断强大的票房号召力，3D数字影院通过那些较之传统观影方式更加丰富、引人入胜的形式吸引观众。银幕上的场景看上去更贴近现实-甚至超越现实。事实上，3D数字影院提供给影迷一种更生动跟迷人的观影体验，他们在3D和2D放映的选择上，更青睐3D放映，3D的影片让他们流连忘返。 与50年前面世的传统胶片3D放映系统相比，如今的启拓3D数字影

26、院提供更多引人入胜的现实感，更少的多厅影院安装投入，以及更轻松的创作发行3D内容。同时启拓3D数字影院还提供了在当今3D技术中独一无二的放映表现与实用性的结合。2.2.1 3D数字影院系统介绍 3D数字影院解决方案使用当今大多数影厅已经安装的白色银幕以及标准的数字放映机，它并不需要配备专用3D放映厅。这个方案只需要在数字放映机里增加一个可回收的滤色镜轮就可以实现3D影片的放映。而且，从3D转换到2D影片时，这个滤色镜轮通过服务器触发，会自动从光路上移开。 对于那些已经装备数字放映机的影院，启拓3D数字影院中包含的全新技术只需要额外安装一些附加设备： 旋转的滤光轮安装到现有的放映机上在灯泡和成像

27、元件之间，在2D放映时收回。DFC100启拓滤光轮控制器在播放3D数字内容时自动同步控制滤光轮的升降。本方案中选用JVC的型号为DLA-XC980的1080P的3D投影机其参数为基本参数型号DLA-XC980产品类型家庭影院型投影亮度1300流明3D投影支持标准分辨率19201080投影对比度100000:1:1调整功能梯形失真校正:垂直80%,水平34%镜头参数光圈范围F=3.24实际焦距f=21.4-42.8mm灯泡参数灯泡功率200W屏幕参数接口参数输入端子HDMIv2色差1Trigger1输出端子3D sync1控制端子RS232C1功耗参数噪音20dB电源AC 110V-240V,5

28、0/60 Hz正常功耗350W待机功耗0.9W其他参数体积455179472mm 重量15.1kg2.2.2 启拓3D数字影院系统技术优势 使用标准投影机，外加一个简单的滤光附件 品质：影院内每个座位上都能享受到真实的色彩和清晰、锐利的画面 灵活性：在3D和2D之间转换。到额外的放映厅放映电影，无需做任何改动。 效率：无需镀银幕。你可以使用现有的银幕，消除了其他3D格式必须配备特殊的镀银银幕的缺陷和额外成本支出。 制作和发行3D影片的程序得到简化和降低成本。 同时支持3D和2D展示，而且更容易在两种模式之间转换。 舒适、轻质的无源眼镜。3、影院扩声系统的设计3.1影院扩声系统特点 在电影院的设

29、计中，声学设计与室内声学装修设计是相辅相成的，为了保证观众厅内的最佳声学效果，室内声学装修设计的材料选用与结构形式应服从电声设计要求，同时要根据电声设计要求给予电声设备安装合适的安装位置，既保证室内装饰效果，又满足声场音质效果。影院的音箱通常都设置在银幕后面或侧面墙壁上，故其声源位置是固定不变的，音箱的高音头一般位于银幕高度的 2/3处，有利于均匀地向观众厅的各个方向和后座辐射声能，音量可以按需要调整。还音系统的功率原则上不受限制，因此可以直达声为主，不必过多地依靠反射声来弥补有些座位响度的不足，影院的声音是从影片的声带上还原出来的，故不必依靠观众厅的声学条件来改变原来的音调，而只要求符合混合

30、录音棚的声学频率响应特性，以如实还原影片声带上的声音。还音系统通常采用7.1声道的形式进行影片的声音扩声，通常音箱数量较多，设置在银幕后面或侧面墙壁上，与观众厅的建筑结构完美结合。各主要音箱位置示意图对于一个符合基本要求的电影院，银幕后扬声器还音应具备两个条件：1)扬声器频率响应曲线应符合标准规定的要求； 2)扬声器的频率响应应能在整个观众区内保持基本一致的程度。这就必须对所使用的扬声器提出一定的要求。 根据国际标准电影录音控制室和室内影院B环电一声响应规范及测量ISO2969：1987(E)和国家广播电影电视行业标准电影鉴定放映室声光技术条件GYT112-93中B环电一声响应要求，银幕后扬声

31、器频率响应在40一12500Hz范围内，能符合这种规定要求的扬声器，最低要求应该是具有高、低音分频的二分频扬声器系统，对于要求更高的数字立体声电影还音，除了应采用二分频系统外，也可以使用三分频、四分频系统。 扬声器所发出的声音，在低频段，向各个方向的传播是均匀的，而在高频段，则随着频率的升高逐步集中在扬声器的正轴线方向上，偏离轴线越远，衰减越大，频率越高，偏轴衰减越大。为了克服扬声器的这一明显缺陷，有效地控制扬声器的水平与垂直辐射角度，保证扬声器对整个观众区均匀的声覆盖，均匀的频率响应，在本条款中特别强调提出应选用指向性恒定的高频号筒扬声器，而且规定：水平指向性不宜小于90，垂直指向性不宜小于40。 扬声器的安装高度与倾斜角直接影响到扬声器对观众厅的声覆盖是否均匀。在扬声器的声场中，声压级除了随着偏轴角度的增大而衰减外，还随着距离的增大而衰减，这就要求扬声器的辐射中心轴的方向必须对准观众厅内最远距离的座席，保证银幕后扬声器声音能最大限度地传到观众席最远位置。因此选择合适的扬声器安放高度，控制好扬声器的辐射方向，保证距离的衰减与偏