System kina kopułkowego LED: zasady, komponenty, typy i perspektywy zastosowań

Od dziedzictwa kulturowego muzeów po komercyjny marketing interaktywny, „immersja” nieustannie zmienia sposób, w jaki ludzie postrzegają świat. Spośród wielu formatów prezentacji immersyjnych, kino kopułowe stało się jedną z najpopularniejszych opcji. Czy wiesz, czym jest kino kopułowe? Dziś Doitvision przedstawi szczegółowe wprowadzenie.

Czym jest kino kopułowe?

Kino kopułowe, znane również jako kopuła lub ekran kopułowy , charakteryzuje się półkulistą strukturą ekranu. W przeciwieństwie do płaskiego ekranu tradycyjnego kina, ekran kopułowy działa jak gigantyczna „miska”, bezpiecznie otaczając widownię. Spojrzenie widza, zarówno w górę, jak i w dół, jest całkowicie otulone obrazem na ekranie. Całkowicie obejmuje on horyzontalną i wertykalną perspektywę widowni, całkowicie eliminując poczucie odłączenia spowodowane „granicami ekranu”.

Oczywiście, aby uzyskać ten „bezgraniczny” efekt wizualny, potrzebny jest specjalistyczny sprzęt do produkcji treści i projekcji.

Najpierw obrazy muszą zostać uchwycone i wyświetlone za pomocą ultraszerokokątnego obiektywu typu „rybie oko”. Obiektyw typu „rybie oko” może oferować kąt widzenia 180 stopni, a nawet szerszy, co pozwala na uchwycenie rozległych scen, których nie potrafią uchwycić tradycyjne obiektywy. Wykorzystując specjalną technologię projekcji, obraz jest następnie wyświetlany na półkulistym ekranie, tworząc efekt wizualny „rozciągającego się obrazu wzdłuż linii wzroku”.

Po drugie, obrazy w kinie kopułowym są nie tylko ostre i szczegółowe, ale co ważniejsze, dają wrażenie wizualnego poszerzenia. Ruch kamery sprawia, że ​​widzowie czują się, jakby naprawdę „poruszali się”, na przykład przez kanion, szybowali po niebie lub nurkowali w głębinach morskich.

Oprócz wizualnego zanurzenia, otaczający dźwięk jest również duszą kina kopułowego. Kopuły są zazwyczaj wyposażone w system dźwięku przestrzennego, z urządzeniami audio strategicznie rozmieszczonymi wokół ekranu, pod siedzeniami dla widowni, a nawet na suficie, co pozwala na słyszalność dźwięku ze wszystkich stron.

W porównaniu z obecnymi, popularnymi kinami wielkoformatowymi, takimi jak IMAX, kina kopułowe oferują o wiele bardziej imponujące wrażenia. Chociaż kina wielkoformatowe zwiększają siłę przekazu wizualnego poprzez powiększenie ekranu, wciąż ograniczają je ograniczenia ekranu płaskiego. Jednak kina kopułowe przekształcają widzów z „widzów” w „uczestników” dzięki swojej „półkulistej” obudowie.

Warto zauważyć, że najnowsza technologia kopuł LED jeszcze bardziej przewyższyła ograniczenia przestrzeni fizycznej. Ekrany kopułowe LED wykorzystują gęsto upakowane diody LED, tworząc półkulisty ekran. Bez konieczności korzystania z tradycyjnego sprzętu projekcyjnego, mogą wyświetlać nieograniczoną ilość informacji w ograniczonej przestrzeni kopuły.

Co więcej, wyświetlacze kopułkowe LED są stosunkowo proste w instalacji i wymagają znacznie mniejszej liczby sal niż tradycyjne kina kopułowe. Eliminują na przykład potrzebę skomplikowanych sal projekcyjnych i kalibracji ekranu, a jednocześnie jakość obrazu pozostaje porównywalna, przewyższając nawet oczekiwania pod względem nasycenia kolorów i jednorodności jasności.

Cechy te sprawiają, że kina kopułowe są popularnym miejscem w miejscach widokowych, muzeach nauki i techniki oraz innych miejscach.

Jaka jest zasada wyświetlania w kinach kopułowych?

Jeśli ekran kina kopułowego jest „sceną”, to zasada wyświetlania jest „reżyserem za kulisami”. Określa ona, jak precyzyjnie obraz jest prezentowany na ekranie półkulistym i jak zapewnia widzom pozbawione zniekształceń, immersyjne wrażenia. Aby zrozumieć zasady wyświetlania, musimy wziąć pod uwagę trzy aspekty: technologię rzeczywistości wirtualnej, obiektywy typu „rybie oko” i metody projekcji.

Technologia wirtualnej rzeczywistości (VR)

Po pierwsze, rdzeń ekspozycji w kinie kopułowym opiera się na technologii rzeczywistości wirtualnej (VR). Istotą technologii VR jest stworzenie „wirtualnego środowiska” za pomocą środków technicznych i umożliwienie użytkownikowi interakcji z tym środowiskiem za pomocą zmysłów, takich jak wzrok, słuch i dotyk.

Chociaż kino kopułowe nie „izoluje” rzeczywistości tak jak zestaw VR, tworzy „półwirtualne środowisko” za pomocą półkulistego ekranu i dźwięku przestrzennego. Wzrok i słuch widza są w pełni zanurzone w tym środowisku, tworząc iluzję bycia „wewnątrz wirtualnej sceny”.

Jako profesjonalny dostawca kin kopułowych, Doitvison wykorzystuje technologię VR w swoich systemach kin kopułowych, aby stworzyć wirtualny świat 360 stopni, dzięki któremu widzowie czują się tak, jakby „wchodzili do filmu”.

Szeroki kąt widzenia 360 stopni

Po drugie, uzyskanie „szerokiego kąta widzenia 360 stopni”, na przykład przekraczającego 180 stopni, wymaga obiektywu typu „rybie oko”. Tradycyjne obiektywy mają zazwyczaj kąt widzenia 50–120 stopni, co jest niewystarczające do pokrycia rozległej powierzchni ekranu półkulistego. Obiektywy typu „rybie oko” mogą osiągać kąt widzenia 180, a nawet 220 stopni, umożliwiając uzyskanie obrazu „panoramicznego”.

Zdjęcia wykonane obiektywem typu „rybie oko” będą jednak zniekształcać obraz. Jest to podobne do efektu rozciągania lub kompresji widocznego na krawędziach zdjęcia wykonanego w trybie „rybie oko” w telefonie komórkowym.

Jeśli jednak zniekształcenie to zostanie wyświetlone bezpośrednio na kopule, widz zobaczy zniekształconą scenę, co poważnie wpłynie na wrażenia immersyjne. Dlatego system wyświetlania w kinie kopułowym musi „korygować” obrazy rejestrowane przez obiektyw typu rybie oko przed wyświetleniem ich na ekranie, aby zapewnić ich zgodność z preferencjami wzrokowymi ludzkiego oka.

Korekcja obrazu

Wreszcie, zarówno do korekcji obrazu, jak i projekcji, kina kopułowe zazwyczaj używają równoodległych obrazów typu „rybie oko”, a nie ortogonalnych. Zasadnicza różnica między tymi dwiema metodami projekcji polega na rozmieszczeniu pikseli na sferze:

Obrazowanie ortograficzne typu „rybie oko”:

Ta metoda projekcji rzutuje punkty w przestrzeni trójwymiarowej na płaszczyznę dwuwymiarową za pomocą metody „projekcji pionowej”. Jej cechą charakterystyczną jest rozciąganie pikseli w zenicie (górnej części obrazu), a kompresja pikseli na równiku (środku obrazu).

Mówiąc prościej, górna część obrazu staje się większa, a środek mniejszy. W przypadku zastosowania w kinie kopułowym, ta metoda projekcji może powodować poważne zniekształcenia „nieba” widzianego przez widzów, na przykład rozciągnięcie gwiazd w „linie”, co negatywnie wpływa na wrażenia wizualne.

Obrazowanie metodą „rybiego oka” w równej odległości:

Ta metoda projekcji wykorzystuje zasadę „mapowania ekwidystansowego”, co oznacza, że ​​odległość między każdym punktem na trójwymiarowej sferze a środkiem sfery jest taka sama na płaszczyźnie dwuwymiarowej.

W rezultacie piksele są równomiernie rozłożone na całej sferze. Proporcje obrazu pozostają spójne w zenicie, na równiku i na horyzoncie, bez zauważalnego rozciągania lub kompresji.

Doskonale nadaje się do wyświetlania na półkulistym ekranie kina kopułowego, umożliwiając widzom oglądanie obrazu bez zniekształceń pod dowolnym kątem, co potęguje poczucie zanurzenia.

Co więcej, stała się ona „standardową metodą projekcji” w kinach kopułowych. W praktyce dostawcy usług, tacy jak Doitvision, wykorzystują technologię grafiki komputerowej do dalszego udoskonalania obrazu. Na przykład, dostosowują rozdzielczość i kolor do rozmiaru i krzywizny ekranu, aby zapewnić idealne wyrównanie krawędzi obrazu z ekranem, unikając „czarnych krawędzi” lub „nakładania się”. Ponadto, wykorzystują technologię 3D, aby tworzyć spersonalizowane treści 3D, nadając obrazowi trójwymiarowy, warstwowy charakter.

Jakie są elementy latającego teatru działań wojennych?

Czym więc dokładnie jest struktura teatru latającego? Możemy ją podzielić na cztery podstawowe systemy:

System kina kopułowego:

System kina kopułowego to „oczy” latającego teatru. Decyduje o jakości obrazu, jaki widzą widzowie. Latające kina Doitvision wykorzystują opatentowany kopułowy ekran LED. W porównaniu z tradycyjnymi kopułami projekcyjnymi, nasz kopułowy system LED oferuje trzy główne zalety:

Wyższa przejrzystość:

Diody LED o wysokiej gęstości pikseli oferują o wiele większą gęstość pikseli niż tradycyjne ekrany projekcyjne, umożliwiając wyświetlanie obrazu o niezwykłych szczegółach.

Bardziej jednolita jasność:

Tradycyjne kopuły projekcyjne są podatne na spadek jasności na krawędziach. Jednak jasność każdej diody LED jest precyzyjnie kontrolowana, co pozwala uzyskać równomierność jasności na poziomie ponad 95% na całym ekranie, eliminując nierównomierną jasność i przyciemnienie.

Szybsza prędkość reakcji:

Szybkość reakcji diod LED mierzona jest w mikrosekundach, co pozwala na idealne odwzorowanie szybkich ruchów, na przykład gwałtownych skrętów i nurkowań w locie, bez artefaktów.

Oprócz kopuły LED, system kina kopułowego obejmuje również spersonalizowaną treść 3D oraz system dźwięku przestrzennego. Treść 3D musi być tworzona na zamówienie, specjalnie dla danego scenariusza lotu. System dźwięku przestrzennego musi precyzyjnie odzwierciedlać akcję na ekranie. Na przykład, gdy fotel symuluje przyspieszenie, dźwięk przechodzi z tyłu do przodu, symulując świst wiatru, pozwalając widzom „usłyszeć” prędkość lotu.

System siedzeń 4D:

Jeśli system kopułowy jest elementem „wizualnym”, to system siedzeń 4D jest elementem „dotykowym”. Symulując różne ruchy podczas lotu, pozwala on widzom „poczuć” realizm lotu. System siedzeń 4D firmy Doitvison wykorzystuje sześć stopni swobody (DOF). Te sześć stopni swobody pozwala fotelowi poruszać się w sześciu kierunkach: w górę i w dół, w lewo i w prawo, do przodu i do tyłu, w osi pionowej, poprzecznej i odchylenia. Pozwala to na dokładne symulowanie przyspieszania, zwalniania, skrętów, nurkowania i pochylenia podczas lotu.

W zależności od sposobu napędu, fotele 4D dzielą się na hydrauliczne i elektryczne. Każdy z nich ma swoje zalety:

Napęd hydrauliczny:

Istotą napędu hydraulicznego jest sterowanie ruchem fotela poprzez zmiany ciśnienia oleju hydraulicznego.

Zalety:

• Niski koszt, odpowiedni dla małych i średnich teatrów latających.
• Napęd hydrauliczny zapewnia dużą moc, zdolną symulować „silne turbulencje”, na przykład drgania samolotu przemieszczającego się w prądach powietrza.
• Stosunkowo prosta konstrukcja, niskie koszty utrzymania i niska awaryjność.

Niedogodności:

Relatywnie niska precyzja ruchu

 nadaje się do zastosowań wymagających mniej precyzyjnych ruchów.

Napęd elektryczny:

Istotą napędu elektrycznego jest sterowanie ruchem fotela za pomocą silników serwo.

Zalety:

• Wysoka precyzja ruchu pozwala na kontrolę ruchu na poziomie milimetra, np. symulację delikatnych ruchów w rodzaju „powolnego wznoszenia” i „delikatnych zakrętów”, dzięki czemu lot staje się bardziej realistyczny.
• Lżejsze i łatwiejsze w montażu.
• Są cichsze, co zapewnia brak zakłóceń w odbiorze wrażeń słuchowych.
• Konserwacja jest prostsza, ponieważ nie ma potrzeby regularnej wymiany oleju hydraulicznego.

Niedogodności:

Stosunkowo wysoki koszt

Nadaje się do średnich i dużych teatrów latających.

Mechaniczny system podnoszenia:

Mechaniczny system podnoszenia to „winda” latającego teatru. Unosi widzów z poziomu gruntu do środka kopuły, idealnie dopasowując ich widok do obrazu kopuły i symulując wrażenie „odrywania się od ziemi”. Doitvison oferuje dwie metody mechanicznego podnoszenia: mechaniczną i hydrauliczną. Każda z nich nadaje się do sal o różnej wielkości.

Winda mechaniczna:

Podnośnik mechaniczny wykorzystuje konstrukcję „przekładnia + szyna prowadząca”. Silnik napędza przekładnie, które z kolei podnoszą i opuszczają platformę siedziska wzdłuż szyn prowadzących.

Zalety:

Niska cena i niska początkowa inwestycja;

Prosta konstrukcja i łatwy montaż, odpowiednie dla małych i średnich obiektów (takich jak muzea nauki i małe parki rozrywki).

Niedogodności:

• Ograniczona ładowność, zazwyczaj można pomieścić tylko 5–10 osób.
• Stosunkowo niska prędkość podnoszenia, skutkująca mniej efektywną symulacją „szybkiego podnoszenia”.

Podnośnik hydrauliczny:

Podnośnik hydrauliczny wykorzystuje konstrukcję „siłownik hydrauliczny + widły nożycowe”. Olej hydrauliczny napędza cylinder, który z kolei wysuwa i chowa widły nożycowe, podnosząc i opuszczając platformę siedziska.

Zalety:

• Posiada dużą ładowność, z maksymalnym obciążeniem ponad 20 ton, i może pomieścić dużą platformę siedzącą dla 30-50 osób.
• Nadaje się do dużych parków rozrywki, atrakcji kulturalnych i turystycznych oraz innych miejsc.
•  Zapewnia również wyjątkowe bezpieczeństwo
•  Nawet w przypadku przerwy w dostawie prądu hydrauliczne blokady utrzymują platformę siedziska na miejscu, zapobiegając ryzyku upadku.
• Posiada dużą prędkość nośną, symulując efekt „szybkiego startu” i wzbogacając wrażenia z lotu.

Niedogodności:

Jest to rozwiązanie stosunkowo drogie i nieco trudniejsze w montażu i utrzymaniu.

Oczywiście, konstrukcja mechanicznego systemu podnoszenia musi również uwzględniać pole widzenia widowni. Gdy platforma z miejscami siedzącymi osiągnie najwyższy punkt, linia wzroku widzów powinna pokrywać się mniej więcej z „równikiem” kopuły, aby zapewnić pełne pokrycie ekranu i uniknąć oglądania scen poza ekranem.

Dlatego wysokość podnoszenia mechanicznego systemu podnoszenia musi być precyzyjnie obliczona na podstawie średnicy kopuły. Na przykład, w przypadku kopuły o średnicy 15 metrów, wysokość podnoszenia platformy z miejscami siedzącymi zazwyczaj wynosi 5-6 metrów.

System kontroli bezpieczeństwa:

Bezpieczeństwo to podstawa w latającym teatrze. Ponieważ fotele muszą poruszać się z dużą prędkością oraz unosić się i opadać na dużych wysokościach, system kontroli bezpieczeństwa musi być niezawodny. System kontroli bezpieczeństwa Doitisona wykorzystuje podwójne zabezpieczenie, łącząc kontrolę aktywną i pasywną, aby zapewnić bezpieczeństwo każdemu widzowi.

System kontroli bezpieczeństwa biernego:

Podstawą systemu kontroli bezpieczeństwa biernego jest zapobieganie.

Dokładniej, gdy widz usiądzie na miejscu, czujniki ciśnienia automatycznie wykrywają, czy widz siedzi, a czujniki pasów bezpieczeństwa sprawdzają, czy widz jest zapięty. Jeśli którykolwiek z widzy nie ma zapiętych pasów, czujnik natychmiast przesyła sygnał do systemu sterowania, uniemożliwiając korzystanie z atrakcji do momentu zapięcia pasów przez wszystkich widzów.

Co więcej, pasy bezpieczeństwa blokują się automatycznie podczas lotu, uniemożliwiając ich odpięcie. Taka konstrukcja eliminuje ryzyko związane z błędami widzów. Podczas całego lotu widzowie pozostają bezpiecznie zabezpieczeni.

Aktywny system kontroli bezpieczeństwa:

Sercem systemu aktywnej kontroli bezpieczeństwa jest reagowanie w sytuacjach awaryjnych. Operator może w dowolnym momencie wstrzymać działanie systemu, zależnie od konkretnej sytuacji.

Aktywny system kontroli bezpieczeństwa Doitvison obejmuje przycisk zatrzymania awaryjnego na konsoli oraz czujniki podczerwieni zainstalowane w obszarze foteli. W przypadku wykrycia nieprawidłowości, takiej jak nietypowy ruch fotela lub nagły dyskomfort, operator może natychmiast nacisnąć przycisk zatrzymania awaryjnego. Fotel zatrzyma się w ciągu jednej sekundy i powoli opadnie na ziemię, zapewniając bezpieczeństwo publiczności.

Ponadto system kontroli bezpieczeństwa czynnego zawiera funkcję autodiagnostyki usterek. Przed rozpoczęciem każdego dnia jazdy system automatycznie przeprowadza kompleksową kontrolę fotela, układu podnoszenia i urządzeń bezpieczeństwa.

 W przypadku wykrycia jakiejkolwiek usterki, np. wycieku oleju hydraulicznego lub nieprawidłowego działania silnika, natychmiast uruchomiony zostanie alarm, który uniemożliwi uruchomienie pojazdu do czasu rozwiązania problemu.

Kina kopułowe 3D rodzaje

W zależności od rozmiaru i sposobu montażu teatru, można je podzielić na pionowe, pochylone i poziome.

Pionowe teatry kopułowe

Są najpopularniejsze. Dynamiczne siedzenia, ułożone warstwowo i w układzie pionowym, zabezpieczają widownię. Widzowie są następnie przesuwani do przodu i wpychani do kopuły, gdzie ich stopy swobodnie zawisają w powietrzu, ostatecznie wkraczając w pełni dynamiczną i immersyjną atrakcję.

Latające teatry z pochyloną kopułą

Są one stosowane w planetariach i nadają się również do obiektów rozrywkowych. Jednak ze względu na to, że przednia część ekranu znajduje się blisko ziemi, wrażenia wizualne dla osób w pierwszych rzędach są nieoptymalne, co może być uciążliwe dla innych widzów. Z tego powodu pochylone kopuły nie nadają się do organizowania wystaw/galerii, instalacji artystycznych ani wydarzeń organizowanych w kopule.

Poziome kopułowe teatry latające

Nadają się do immersyjnych instalacji artystycznych na wystawach i festiwalach, takich jak planetaria. Wykorzystują pochylone, dynamiczne siedzenia z wielokierunkowymi lub kierunkowymi rzędami, aby zapewnić pełny widok ekranu. Zastosowanie kopuł LED wymaga jednak kąta widzenia 10 metrów.

Podsumowując:

Krótko mówiąc, immersyjne kina kopułowe dynamicznie rozwijają się na rynku. Oczywiście, system kina kopułowego jest niezwykle wymagający. Wymaga kompleksowego projektu, produkcji, konstrukcji i doświadczenia. Jako profesjonalny dostawca kin kopułowych , Doitvision oferuje kompleksowe usługi. Jeśli potrzebujesz informacji na temat rozwiązań immersyjnych w zakresie kin kopułowych, skontaktuj się z nami.