论文摘要：目前,传统的使用胶片放映的电影系统已经成为过去,然而就影院的发展而言,数字化电影与传统电影还是具有非常紧密的联系。与传统电影相比较,数字化电影的不同之处在于:数字化放映机以及数字服务器取代了传统的胶卷放映设备,而胶卷更是被硬盘、光纤传到以及卫星发射技术所代替。
目前,由于我国经济不断发展,全国各行各业也取得了长远的发展。而电影技术就是其中之一。数字电影更是目前人们分析的焦点。本文就是通过以光学技术为角度对数字电影的放映进行研究和分析,同时对于电影放映中数字技术的应用也进行了分析。
仅今年,电影界由于数字化时代的到来进行了不断的技术革新。以前老式的胶卷放映方式也已经逐渐被取代。因此在全球进入数字化时代之后,全面研究数字化电影技术已经摆在电影工作者的议程上。要对数字电影进行了解就一定要全面学习和了解其工作原理和在放映过程中各种技术的运用,其中就以光学技术的应用尤为重要。在二十一世纪中,光学技术得到了非常良好的发展,在越来越多的行业中光学技术已经发挥着非常重要的作用。特别是在日益火爆的电影行业中,光学技术更是在电影发展史上起到了功不可没的作用。
一、光学技术
所谓的光学,就是对光进行研究的一门科学,其研究的对象就是光的产生,以及光作为一种特殊的物质与普通物质相互的各种作用。光学一直以来作为一门非常独特的科学存在,但是,在光学的发展过程中,光学在最初的纯光研究的基础上得到了长远的发函,目前已经在很多行业得到应用。信息化传递、医疗事业、国防事业等方面都有了非常重要的运用。
二、数字电影放映系统
在数字电影的整个运行系统中,最为重要的部分就是放映的系统,电影放映的质量直接跟电影的放映系统有关。很多观众都觉得,质量上好的放映机加上原始制作的电影,才能够达到最佳的放映效果。但是传统电影在放映过程中都是通过胶卷循环播放,由于放映次数的不断增加,胶卷在放映过程中难免会有一些磨损,随着时间的推移,放映出来的电影,其观影效果肯定不断下降。而数字电影是通过数字化技术,通过数据拷贝的方式进行传递和放映,在放映的过程中不会应为播放次数而影响到播放质量。
目前,传统的使用胶片放映的电影系统已经成为过去,然而就影院的发展而言,数字化电影与传统电影还是具有非常紧密的联系。与传统电影相比较,数字化电影的不同之处在于:数字化放映机以及数字服务器取代了传统的胶卷放映设备,而胶卷更是被硬盘、光纤传到以及卫星发射技术所代替。
三、光学技术在数字电影放映系统中的应用
(一)光学原理在数字电影成像中的应用
1.光学技术在数字电影投影成像中的应用。提到数字电影就不得不提投影技术,如今世界上最为普遍的是采用液晶显示、直接光学放大以及数字化光处理这三种方式。而发展最为成熟的就是数字光处理技术。这个技术的关键原件就在于数字显微原件[1]。其在工作过程中表现出来的工作方式是:通过对半导体中“偶极”效应进行集合,进而对电路中的细微变量以指定的固定轴为基准进行偏转,进而达到驱使更多所需要的显微原件按照所需要的方向进行偏转的目的。根据需要将其中某一特别光线进行投影,那么就可以先微镜的屏幕上面显示出质量良好的画面。
2.光学技术在数字电影彩色成像中的应用。通过光学技术的应用,确实可以在屏幕上面得到相应的图像,但是众所周知,我们目前看到的影片都是色彩分明的,所以要想获取彩色的图像就需要一个可以对光波进行过滤的彩色轮,这样将向靶面照射的光波进行过滤,如图1,2所示。通过蓝、红、绿三色的滤光片共同组成了彩色轮,其在旋转过程中保持着60HZ的频率,在一秒的时间内,可以有180个彩色色场产生。在这个结构中,通过数字处理技术的运用对彩色的顺序进行处理,然后通过RGB格式的数据陆续由DMD进行储存。然后,彩色论通过接受光系统的聚集,将所接收到的白光照射到已经存储有彩色数据的DMD上,由于彩色轮在不断转换,三原色的色彩会不断按照顺序投放到DMD的表面(如图2所示)。由于视频信号采用的频率与彩色论一样,而且设置成为同步切换,微镜结构就通过对红光强度的感受对“开启”状态进行确定,同理,绿光和蓝光也同样如此。DMD的图像随后被投影到大屏幕上,这样就形成了方形的像素,而这些像素就是我们所看到的影像。由于人眼在观察事物的过程中会有视觉停留的现象,所以在对三原色的光进行不断中和之后,就可以得到彩色的图像。微镜在“开启”状态(-10°)时,投射和聚焦的镜头就会将微镜反射出来的光线投射到屏幕上;反之,在处于“关闭”的情况下,吸收表面就可以将所有光线全部吸收,进而防止光干扰的情况发生(如图1所示)。
图1微镜偏转反射成像示意图
图2光路形成数字投影示意图
(二)光学技术在终端投影镜头中的应用
1.光学技术在镜头工作环境中的应用。光学是一门非常精密的科学,任何一种运用到光学的仪器中都具有非常系统的光学参数作为基础。比如,镜头的焦距参数,投影仪的孔径选择,安装尺寸的确定等等。而数字电影在运用的过程中则是有更多的光学参数,比如投射靶面所需要的具体尺寸,聚光片的厚度以及直径等等。并且,在实际工作时,如果图像达到5000流明以上,就要对氙灯的使用进行考虑。
2.确定镜头焦距。根据我国现在运用最多的BARCO公司出产的有2K像素水平的DP100的机型来说,按照之前已有的设计镜头的经验而言,影院的放映距离都是固定的,所以在影院放映电影的时候,可以通过固定距离进行满足。从上面提到的DP100来看,有35mm-41mm,42mm-52mm,40mm-67mm以及70mm-95mm这几种从35mm到95mm都有覆盖的焦距镜头可供选择,以最少的镜头达到了大多数使用者的要求。但是,尽管种类不过,但是镜头的制作成本却非常贵,使用者在采购的过程中需要有很大的投入。基于此,我们过自己设计了可以进行变焦的镜头,我们生产出了从40mm到120mm的10钟变焦镜头,在对上述进行进行满足的情况下,其使用成本得到大大降低。
3.确定光学镜头后工作的距离。有两种方法可以确定出工作距离,第一就是对电影放映机的光学部分进行实地测量,通过最直接的方式得到数据,但是光学部分的仪器都非常精密和贵重,所以一直以来都是被封存在一个非常密封的地方,在具体的测量操作上有一定的困难[3];第二种方法就是对靶面的数据以及聚光片和分光作用的数据进行了解后,根据光的逆向原则可以计算出这种工作距离。这种方法相对于前一种而言具有更容易操作的可行性。
4.确定镜头结构。基本上每一个非常了解光学技术的工程师都知道,在电影放映镜头的后工作距离与焦距之间的比例一直维持在0.5-0.7中,而且镜头的设计也并不复杂。但是如果镜头的焦距有40mm,那么这两者的比例就会直线上升到3.这样就只有通过远心的镜头结构。因为这种镜头的孔径比较小,在设计的过程中难度非常大,同时这种镜头的耐高温能力也要非常强,通常都是在6000流明的条件小工作。所以只能够通过全权分离的方式对远心光路进行改进,以此来满足上述所需的要求。
(三)像差
通过光学原理的方式进行投影成像,其画面的质量也会因为光学的像差而受到一定的影响,电影院所运用的放映机也同样如此[3]。光源、分离色光、靶面投射、聚合镜片以及投射镜头都会影响最终放映图像的效果,影响观众观看影片的效果。因此,研究投影像差、根据光学原理减少像差就变得极其重要。
四、结语
数字电影在拍摄的过程中都是通过数码的技术进行拍摄的,同时传播和保留同样都是试用数字科技,其观众群里众多,光学技术在数字电影之中的运用非常多,在具体的放映过程中起到至关重要的作用。了解光学技术在数字电影系统中的应用范围和应用原理是符合社会需要的具有实际意义的课题,它不但能满足学者们研究光学技术领域的要求,而且能为人们不断发展和完善数字电影放映系统提供技术支持和保障。
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