大面积投影技术的应用与实践

　　【摘 要】 通过案例介绍，把大面积投影实践中遇到的问题做了全面的解析。

　　【关键词】 投影机 叠层 拼接成像

　　引言

　　在以往的大型表演活动中，由于场地巨大，几十人或几百人都显得渺小无奇。更多时候我们需要使用人海战术和大型道具才能保证演出效果。这在节俭办赛的原则下，无论时间、资金、人员等多方面来看都不可取，只有充分运用地面大面积投影等高科技手段，才能节省资金、人员、时间。从2008年奥运会开始，大型活动中投影机被广泛使用。使用投影的手段，不仅画面能给人带来空间幻想，还能实现无限的创意，是以往的人海战术和大型道具所不能达到的效果。下面，笔者在此跟大家分享一下经历过的各种大型活动中视频投影部分的技术应用。

　　一、投影机发展简要

　　以往的投影在10000-20000lm左右。当环境光强、架设角度不理想等情况下小流明投影亮度不足或是光损率较高，影响观看、录像、拍照的效果。而随着投影机技术的发展，数字投影功率大大提升，非激光投影机的中心亮度能达到35000lm，分辨率到达4K。亮度、分辨率的提高给我们在使用上带来极大的方便。不仅画面上更加清晰亮丽，安装方面还减少了数量。但是，由于投影机体积过大，安装的难度也随之增大。同时，投影机单台高分辨率输出，大型活动中画面总分辨率极高也为播放系统、备份系统带来更高的要求。

　　下面，用一些案例来介绍一下我们针对不同项目的解决方案。

　　二、投影案例

　　1)东部华侨城

　　2010年，我们在东部华侨城国内最早尝试室内环形投影(360度墙面)项目。该项目素材总宽超过1w分辨率。这是一个多功能厅，360度投影可以给大家带来整体氛围的营造。

上图：东部华侨城 下图：多功能宴会厅

　　2)清华大学百年校庆

　　2011年，在清华百年校庆活动中，我们安装调试完成了国内首次大面积墙体投影项目。通过这个项目的实施，我们在技术设计、安装、调试、画面与楼体结合创意更上一层楼。

清华百年校庆楼梯投影

　　3)李谷一从艺50周年演唱会

　　2012年，李谷一从艺50周年演唱会是我们跟西班牙团队深度合作的项目。舞美设计也是国内第一次使用全投影舞台，并且为全弧形舞台。同时充分的体现了灯光、视频都是舞台光效视觉的概念，相互协调配合，舞台效果干净、画面饱满，录像效果极佳。

　　4)上海系列

　　从2011年开始，我们在上海这个洋气、前卫的城市做了一系列的投影活动。

　　上海2011跨年灯光秀是亚洲楼体投影连贯画面面积最大的活动。经过2次实地测试和测量，根据地形和当地政策进行设计摆放机位。12月底，上海气温较低，加上在黄浦江边进行活动，湿度非常大。不仅对于机器的保护要加强措施，设备塔架的防雨防风等安全措施也要作到位做足。该项目共使用科视35000lm投影机24台，20000lm投影机8台。投影机台数多，播放系统庞大，但从安全考虑，我们依然做到了1对1的播放备份。

上海外滩跨年楼梯投影，调试期间

上海外滩跨年楼梯投影

　　上海中国艺术宫第一次安装台阶投影后，台阶成像载体不是特别理想，只能在一个角度观看。同时，这里Mapping也跟普通的建筑墙面完全不一样。最终，在与我们公司视频影像部门的共同努力下，通过Mapping和素材错位，最终满足了表演创意需求，使中国艺术宫本体建筑、表演和影像结合密切，演出完美呈现。

上海中国艺术宫

　　上海世界游泳锦标赛开幕式项目很有意思。我们跟着创意组的各种想法边安装边修改投影位置，随时添加随时更改。我们很喜欢这样的感觉——不停的改变，都是为了更好的效果。由于是水底投影，同时又要与桶纱、条形幕内容互动，在投影介质多样的情况下需要考虑的因素一下多了很多。水的折射、映射，观众区摆放位置设计，双系统双备份设计等等，我们一个一个解决，最终达到了导演的要求，顺利的完成了直播工作。

上海世界游泳锦标赛

　　2015上海花样滑冰世界锦标赛进行了冰面投影项目。我们根据以往游泳锦标赛的经验，使得这个项目的效果做得更加出彩。

上海花样滑冰世界锦标赛，安装期间

上海花样滑冰世界锦标赛

　　5)北京精神

　　2012年，7.5m宽的全息投影膜，30m宽的3D金属巨幕，2000多的观看人数，大角度的观众范围，促使我们第一次实践了大面积3D投影。3D投影幕的研究、偏振的研究、素材“鬼影”如何消除的研究，光通过偏振片和镜片的两次偏振对于亮度的影响等等。这些问题不仅给了我们新的挑战，更让我们对于投影在不同环境下的应用有了新的方向和机会。

北京精神

　　三、青奥会投影解析

　　南京青奥会地面投影成像的有效画面长为138米宽为78米。由于设计理念的创新性，地面投影的成像尺寸又超出以往国内所做过的最大体量。经过数次现场实际模拟投射测试后，得到的结论是投影机与成影载体的最大投射角度不能超过35度，最短投射距离则大于120m。这与常规的投影机投射相对比，更小的投射角度与更长的投射距离意味着单位面积内影像亮度会损失很多，投射出的画面变形也会更大。

　　考虑到国内相关的技术尚未成熟，后续制作与技术调试的复杂性，项目组多次前往南京奥体中心进行实地勘察，场馆物理结构的限制确实给设计工作带来了巨大的挑战。参照着这些结论投影视频组给出了最初的设计方案：使用112台26000lm高清投影机，在横向138m上用7组投影机进行拼接成像，竖向78m上用4组投影机进行拼接成像，单台投影机的成像画面为26.5m*22.5m(含融合区)。全幅画面为7*4的模式组合成1层画面的拼接为基础，再用4层画面叠加校正。为了尽可能的缩短投影机的投射距离，将112台投影机分为东侧观众看台最高处56台，和西侧看台相对应位置的56台。每侧由14台投影机构成一半的影像画面，总共28台完成一层全幅画面为一个单位的物理对位布局。

南京青奥会—投影系统设计V1

　　按照计划完成了第一层7*4全幅画面的校正、拼接。调试中我们发现了意想不到的反光问题，调试工作不得不暂停。投影成像不同于LED屏幕的自发光成像原理，要兼顾舞台成像介质的物理特性对投影机投射光的性质和基本属性的影响，尽量减少成像面的光损失使成像面的效果在有限的空间内得到最大化的体现，为了不耽误后续工作的推进。

南京青奥会—投影系统测试

南京青奥会—投影机机位设计V1

南京青奥会—投影机机位设计V2

南京青奥会—投影系统设计V2

　　在将原来7*4拼接叠加4层方案改为7*2拼接叠加8层，每侧单位面积内投射叠加4层，采取两侧对称叠投射的方式。从而有效解决拼接全幅画面亮度不均匀问题，这样一来，投影画面将重复叠加8层。这在国际同行中是绝对空前的，同时这样的难度给校正、拼接工作也带来了空前巨大的工作量。

　　为满足电视高清转播，叠加8层画面对应的每条网格坐标线都要完全重合。为了达到这个要求，调试过程中采取Barco投影机与视频服务器兼顾校正的方式。先用投影机Warp校正功能先把112台Barco投影机每台逐一进行校正叠加作为基础，再使用视频服务器的多点校正功能进行坐标点对点的微调，将138m*78m区域内每条网格线的移动精细到像素点。

　　由于每台投影机都在120m以外的距离投射到地面，只要投影机机身或镜头有1cm的移动都会影响120m以外地面影像的清晰度。受到不可抗拒的外界因素影响，每天都会出现画面跑位现象，这相当影响工作进度。为保证画面清晰度工作人员每天都会对画面跑位做复位调整。为了能够赶上在规定的日期跟全体演员合排，投影视频团队轮流值班，风雨无阻、夜以继日的工作，使全体演员如期进行合排。

南京青奥会

　　结束语

　　面对大面积投影应用技术中遇到的问题，我们做到了不断探索，不断研究，不断总结，得到了很多宝贵的经验。展望科技发展和创意的需求，为了满足观众审美情趣提高的要求，我们还要不断提升技术水平，做好创意部门手里最好的“工具”。