半球形球幕影院的观众座席设计.pdf

2023年9 月半球形球幕影院的观众座席设计刘晶（哈尔滨工业大学建筑设计研究院有限公司，黑龙江哈尔滨1 50 0 9 0）摘要：球幕影院改变了传统银幕与观众的位置关系，座席位置、角度等对观众舒适度和观影效果具有重要影响。球幕影院座席设计需考虑银幕角度、观众位置、视野范围及相互的关系，从人体工程学、几何学的角度进行综合考量和处理。笔者结合设计实践，对近年国内半球形球幕影院座席设计进行了分析和探讨，并对关键因素的处理进行阐述。关键词：观众；球幕；座席0引言球幕影院是一种放映银幕为球形的影院，也叫“穹幕影院”。穹幕电影是目前视野最大的一种电影，穹幕影像大而清晰，自观众面前延至身后，放映的视域范围可达1 8 0 l1，其球形银幕是宽银幕发展到极限，转而向天空发展而成。这种倾斜的穹顶将观众视角都包含在银幕画面中，使人产生身临其境的真实感觉，尤其适于表现宇宙、大地、海洋等大场面影片。1球幕影院表现形式球幕技术来源于仿生物学科技的发展和应用，摄影和放映都采用鱼眼镜头，影片投影到一个直径长达十几到二十几米的巨大球形穿孔金属幕表面，成像效果呈球形。根据银幕形态，目前球幕影院大体有7 2 0 的全球球幕影院、36 0 或者超过36 0 的球幕、1/2 2/3切球的球幕、整半球型或少于1/2 球切面的球幕、虚拟飞行球幕影院、屏幕双曲率构造球幕、屏幕双曲结构球幕等形式。这些形式的球幕各有特点，观众位置、放映的影片、产生的效果等均有差异。2影响半球形球幕影院座席设计的主要因素由于半球形球幕影院特殊的表现形式，导致其座席的设计不同于常规影院的座席设计。观众规模、观影范围及影片类型是影响半球形球幕影院座席设计的主要因素，这些因素要与球幕直径、切面角度、座席排距等进行综合考量，科学设计观众座席。2.1观众规模与球幕直径、切面角度、座席排距球幕直径和切面角度不同，在平面投影的范围也不同（见图1），球幕直径越大、切面角度越小，则其在平面投影范围就越大，可以容纳观众的人数就越多。当座席排距分别为1 2 0 0 mm和1 4 0 0 mm、球幕切面角度分别为30 和2 0、球幕直径分别为2 7 m、规划设计文章编号：2 0 9 5-4 0 8 5(2 0 2 3)0 9-0 0 7 7-0 324m、2 1 m 和1 8 m时，可估算出相应数量的观众（见表1 至表4)。辣基切面角度30 平面投影范围/358 8球瀚切面角度30 平面投影范围2 3热幕切卤角度2 0 平面投影范围2 52球幕直径2 7 0 0 0图1 球幕切面角度与平面投影范围示意图表1 观众规模1（球幕切面角度2 0 排距1 2 0 0 mm）球幕直径/m27观众排数约/排14观众数量约/人480表2 观众规模2（球幕切面角度30 排距1 2 0 0 mm）球幕直径/m27观众排数约/排13观众数量约/人450表3观众规模3（球幕切面角度2 0 排距1 4 0 0 mm）球幕直径/m27观众排数约/排12观众数量约/人410球幕直径2 7 m球幕真径1 8 h绿装坊面角度2 b。球幕切面角度0 0球幕直径1 8 0 0 024123502411330241132021112702110250211024018919018918018816077投影规划设计表4 观众规模4（球幕切面角度30 排距1 4 0 0 mm）球幕直径/m27观众排数约/排11观众数量约/人380从上表可知，若想获得更多的观众规模，则应选择座席排距小、球幕直径大、切面角度小的设计。2.2观众观影范围与座席排距观众看到的画面水平方向可达到1 6 5 1 8 0，垂直方向可达到1 2 5 1 35以上，以天穹型大画面形式将观众包容其中，配合富有震撼力的多通道音响效果，给观众留下难以磨灭的强烈视听冲击感 2 。观众观影时斜躺在座椅上，视野在球幕上的覆盖范围大概占球幕的2/3，其余球幕部分需要通过微转动头部或眼球来看到。当播放自然科学题材影片时，影片主要内容占整个球幕的7 0%1 0 0%范围；当播放商业题材影片时，影片主要内容占球幕的50%7 0%范围。在球幕直径、切面角度不同情况下观影时，观众在不同位置将获得不同的观影体验，前排观众观看球幕范围较小，后排观众观看球幕范围较大。因此，设计中需充分考虑观众观影的范围因素，合理确定座席排距、高度和宽度。2.3影片类型与球幕切面角度我国最早建设的球幕影院是2 0 0 1 年的中国科技馆和上海科技馆，以商业影片为主，也兼放映天文影片，球幕切面角度为30，直径分别为2 7 m和2 3m。近几年科技馆中的半球形球幕影院的球幕切面角度越来越小，如辽宁、甘肃、福建省科技馆球幕影院采用23，内蒙古、绍兴科技馆球幕影院采用2 0。半球型球幕切面角度一般不大于30。当播放内容以自然科学为主时，球幕角度以0 30 为宜，球幕角度越小越好。当播放内容以商业片为主时，则根据播放内容等特点调整角度。2.4球幕切面角度与座席设计为使观众在各个位置观看影片时的观感较为接近，要尽量使座席的倾斜切面与球幕切面成平行关系。在座席切面与球幕切面距离约为2 50 0 mm的情况下，后部控制室观察窗能有效观察到球幕和观众厅的全部范围。以直径2 7 m球幕为例给出观众座席剖面示意图（见图2、3）。由图2 可知，当球幕切面角度采用30 时，首排观众不需要转动头部，在1 2 0 视线内可看到的球幕范围达到1 2 6.1 5，可以满足商业影片的观影体验，若放映自然科学题材影片，球幕其余范围可以通过座78CREATELIVING椅角度调整和转动头部等方式达到观影目的。2421109300220188160控制11排3141图2 球幕切面30 观众座席排距1 2 0 0 的示意图投影0控制14排2336图3球幕切面2 0 观众座席排距1 4 0 0 示意图由图3可知，当球幕切面角度采用2 0 时，观众座椅较为舒适，但由于球幕在水平投影范围更偏于观众座席后侧，前排座席距离屏幕主观影区偏远，眼晴观影范围变小。首排观众座席只能看到约1 2 2.2 5的球幕范围，略低于1 8 0 的7 0%。若前排观众想要全方位的看到整个屏幕，就需要足够的座椅角度调整坐姿，头部后仰，导致舒适度下降。若想获得理想的观影体验，首排座席座距可以适当加宽，使其能够观看到约1 2 5的球幕范围，与观众互动空间也更加宽敞，带来的问题就是需要减少几排观众，导致观众规模下降。无论球幕切面角度达到多少度，后排座席观众均无需进行任何调整就可看到整个屏幕，获得全屏的观影体验。3半球形球幕影院观众座席设计3.1首首排座席排距的确定半球形球幕的主观影区位于满布前屏到后屏30 球幕8排球幕水平投影范围工投仪1排排距1 4 0 0 首排座距6 2 4 1 1 8 0 9直排座席视距9 4 50球幕2009排球幕水平投影范围影仪1排6排距1 2 0 0 真排座柜7 4 36置排座席视距9 4 50规划设计范围内，为了保证前排观众的观影效果，首排观众距由图4 可知，首排观众座席可观看到的球幕水平离屏幕不宜过近，其最小视距是球幕曲率半径的0.7范围达到1 30.39，观影范围较窄；末排观众座席可倍 3。以球幕直径2 7 m、2 4 m、2 1 m、1 8 m计算得出观看到的球幕水平范围达到2 6 3.9 5，观影范围较广。首排座席最小视距（见表5）。按照视觉理论，人的视域范围一旦超过1 50，就会产表5首排座席最小视距生身临其境的错觉 4 。虽然前排观众观影范围窄，但是观众的沉浸式感受比较强烈；而后排观众虽然沉浸球幕直径/m27球幕曲率半径/D13.5首排座席最小视距0.7/D9.45一般情况下,球幕影院极少单独运营,大多与科技馆、天文馆等场馆结合，当放映自然科学题材影片时，会在放映前后开设一些与观众互动的内容，因此观众座席前面会留出一定空间来满足观众的参与体验。所以首排座席排距不但要考虑首排最小视距，还需考虑首排最小座距是否满足与观众的互动空间,即0.7 D+N。3.2座席平面曲率半径的确定观众座席平面呈弧线设置，中间一排观众座席的曲率半径R不低于穹幕投影椭圆短轴B(RB)，而球幕投影椭圆短轴B与球幕直径又有以下对应关系(见表6、7)。表6 球幕切面角度30 时球幕投影椭圆短轴B球幕直径/m27球幕投影椭圆短轴B/m123.38320.785表7 球幕切面角度2 0 时球幕投影椭圆短轴B球幕直径/m27球幕投影椭圆短轴B/m25.37222.5533.3座席弧线圆心和范围的确定观众中间一排座席弧线的圆心位于球幕投影椭圆短轴上，与球幕投影边缘的距离为1 B/2，以此为圆心做同心圆就可得到观众各排座席（见图4）。R16482001B/2-7194B/2=77.94童排座距38 9 41B/2=7794来察水平视翔长S91现众水平视翔一道捷座康视距6 0 0球幕真径1 8 m9排5排图4 球幕切面30 球幕直径1 8 m观众座席排距1 2 0 0 观众座席平面示意图24128.4.24518.18715.588242119.73416.914排距座席弧线圆心位置排的空间范围2110.57.35211896.31818式感受减弱，但观影范围较宽，二者都能得到较为满意的观影感受。3.4座席排距宽度和高度的确定根据人体坐姿舒适度，座席排距一般设定在1.21.4m较为舒适。影片呈现在球幕的范围，决定前排座席需要设置更大角度、后排座席设置较小角度，这样二者均可以得到较好的视野画面。因此前排排距相对增加，选择1.4 m左右；后排排距相对减小，选择1.2 m左右。在球幕切面角度确定后，座席排距宽度和高度也可按照比例进行确定。4结语随着我国经济社会发展和科技的不断进步，球幕影院已经越来越多的配备在科普和游乐场所，成为人们生活中喜闻乐见的科普娱乐方式。球幕影院注重观赏体验和视觉效果，除了声、光、电等设施设备外，观众座席设计是保证观影效果的重要影响因素。本文通过对国内诸多半球形球幕观众座席设计进行分析，结合科技馆球幕观众座席设计实践，得出如下结论。（1）半球形球幕影院观众座席设计需充分考虑观众规模、观影范围、影片类型等因素，处理好球幕直径、切面角度等关系，合理确定观众席规模及角度、排距、高度等，以追求最佳的设计效果。(2)半球形球幕影院观众座席的设计关键是处理好座席与球幕的相对关系，在球幕因素基本确定的前提下，要兼顾首排座席排距、座席平面曲率半径、座席排距宽度和高度等因素，明确设计思路，使这些因素融合发挥作用，实现座席与球幕的科学匹配。参考文献：1 吴文忠，杨波，朱成贤，费翔，张志浩穹幕影院技术发展趋势的研究J现代电影技术，2 0 1 8（7）：5156,62.2赵斌现代科学技术馆内的新型影院一特殊效果影院J黑龙江科技信息，2 0 0 8（1 0）：52.3何镜堂特效电影院设计Z，建筑设计资料集（第三版)，2 0 1 7（4)：36 6，51 4-51 9.4 张亚球幕数字天象厅多投影拼接技术研究J天文研究与技术，2 0 1 7，1 4（1）：1 2 4-1 31.79