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一种新型特种影视――仿真式体验影院的研制 　　摘 要 本研究题目为一种新型的特种影视――仿真式体验影院。该影院为七自由度高速运动的动感体验影院。同时具有4D影院、动感影院、过山车影院、XD影院的所有功能，能够逼真地模拟出高速快艇、高速越野车辆、飞船等运行效果，属国际首创。 　　关键词 特种影视；仿真式体验影院；7自由度平台 　　中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）166-0117-03 　　仿真式体验影院是一种全新的特种影院，集4D影院、七自由度平台、高转向、大型机械控制、现场特效等多种高科技手段于一身，能够逼真地模拟出高速快艇、高速越野车辆、飞船等运行效果。从娱乐上能给游客带来更加震撼更加刺激的特种影视产品，代表了现代娱乐业的必威体育精装版水平。 　　1 背景资料 　　特种影视系统[1]是指在特种的应用场所（非传统的影院、剧场）用特种传播设备来放映的特种影片（节目）的系统，其包括五大类约十几种类的影院系统（3D影院、4D影院、XD影院、飞行影院、真人表演的沉浸式影院、球幕影院、巨幕影院、动感影院、全息音响剧场等）。特种影视系统在国内外近年来得以快速应用。 　　由于特种影视的“技术+艺术”的复合特征使得该行业技术门槛高、投资大。我国的特种影视的系统起步晚，原创少，导致大量的中高档市场主要被几家国外大公司垄断。在我国，特种影视业的发展严重落后，大学无专业，技术无标准，远远滞后于巨大的市场需求。因此研发具有自主知识产权的核心技术和产品就变得十分迫切。 　　现有传统的4D电影的动感座椅只有上下、摇摆、翻滚3个自由度；其只能模拟具有这种3个自由度运动的简单场景；市场上还有一种采用六自由度平台[2-4]的动感影院，其具有前后、左右、上下、摇摆、翻滚、偏航进行六自由度运动，可以模拟较为复杂的运动场景，但对于模高速快艇、高速越野车辆、飞船等运行效果的场景来说，其运动轨迹不仅需要前后、左右、上下、摇摆、翻滚、偏航进行六自由度运动，还需要平台在六自由度运动的同时能够进行≥360°高速旋转运动。目前的4D电影和动感影院系统都不能实现该效果。因此，开发一款能够模拟类似激流勇进的具有这种七自由度体验平台的仿真式体验影院就具有重要的商业价值及研究意义。 　　2 技术方案 　　2.1 设计要求 　　本开发所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种适合模拟激流勇进的具有7自由度体验平台的仿真式体验影院，其设计要求如下： 　　1）模拟的场景为新西兰激流勇进的场景：游艇在峡谷漂流的场景。 　　2）体验平台为快速360°旋转的7自由度平台：能够实现前后、左右、上下、摇摆、翻滚、偏航及360°旋转。 　　3）环境特效系统，能根据影片情节实时模拟出风、水、雾、闪电等特效及音效效果，以仿真出真实的环境。 　　4）本影院适合多人参与，参与人数4～16人。 　　5）影片采用3D影片。播放设备能够播放3D影片。 　　6）安全保护要求：包括故障检测、运行检测、电气安全保护和紧急停止功能。 　　7）兼容性：兼容4D影院、XD影院和过山车影院。 　　2.2 体验式影院的架构及组成 　　根据以上设计要求，我们按照三特的特性进行设计。如下图1为体验式影院的框架图，主要由特种场所（影院建筑部分及环境搭建）、特种设备（七自由度体验平台、影片播放系统、音响系统、特效系统等）、特种影片组成。 　　2.2.1 特种场所 　　首先影院需要一个播放及运营的场所，该场所跟普通的影院不同。其建筑内部分隔成2个空间，一个为进场通道，另一个为观影间。观影间内部可以根据影片具体要表现的内容而装饰模拟成不同的场景，观影间内置有360°旋转的七自由度平台，观影间内位于七自由度平台的前方设有屏幕，观影间设有影片播放系统，观影间内还配置不同的音响系统，观众通过进场通道的机构进入到体验平台。根据情景观影间内的不同空间内设有特效设备，七自由度平台、影片播放系统、特效系统的控制部分放置在设备间内。 　　2.2.2 特种设备 　　1）7自由度体验平台。七自由度体验平台由七自由度平台和座舱组成。其中的七自由度平台是在六自由度平台的上面增加了一个360°旋转的平台，如图2所示。该旋转平台由伺服电机驱动而相对六自由度平台进行360°旋转，旋转平台的旋转平面与六自由度平台的上平台平行，这样该七自由度平台不仅具有传统六自由度平台在前后、左右、上下、摇摆、翻滚、偏航进行运动的自由度，还增加一个≥360°快速旋转的自由度，故该平台结构适合逼真模拟如激流勇进等需要旋转的多种惊险刺激的电影场景。座舱为观众参与体验的场所，其固定在七自由度平台之上，座舱内安装有16把专用座椅，座椅设有安全带及扶手。 　　平台控制系统由伺服运动控制器、信号调理单元、控制