观影飞行器、观影系统和球幕观影剧场

摘要

本发明提供了一种观影飞行器、观影系统和球幕观影剧场，所述观影飞行器包括用以固定观影人站立位置的飞行架、定点支架和伸缩装置，所述定点支架通过一个平行于所述观影平台的旋转轴与所述飞行架旋转连接，所述伸缩装置被配置成能够通过直线的伸缩驱动所述飞行架绕所述旋转轴旋转，所述定点支架固定设于所述观影平台上；所述伸缩装置在影片播放过程中不同时间的伸缩行程、速度和加速度依据所播放的影片中人员不同时间的运动事先分析得到，从而使得在影片播放过程中，所述伸缩装置的运动与影片中人员的运动同步匹配。

说明书

技术领域

本发明涉及观影设备，尤其涉及一种观影飞行器、基于该观影飞行器的观 影系统，以及基于该观影系统的球幕观影剧场。

背景技术

自从电影出现以来，电影技术日新月异，从无声到有声，从黑白到彩色， 产生了翻天覆地的变化。随着电影技术的革新，作为放映电影的主要场所—— 电影院，其技术也不断更新，全景影院、立体影院、豪华影院和球型影院等等 孕育而生。

其中，球幕影院主要由球型银幕和观看平台两部分组成，现有的观看平台 大都采用固定的地面或坡面(斜面)观看模式，采用这种观看模式，由于观看 平台上不同位置相对于球幕的位置和角度均不相同，这大大影响了观看体验的 效果。

同时，一些类型影院的观看平台上，会布置各种座椅，为了产生运动效果， 有些座椅甚至是可以做晃动的，然而，座椅本身就限制了观影方式必然是坐着 的，这使得也使得座椅在产生运动效果时其转动角度是小范围的，是受到严格 限制的；无论从转动角度还是运动方式，其都无法满足模拟飞行的效果所需。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何使得观影设备满足模拟飞行的效果。

为了解决这一技术问题，本发明提供了一种观影飞行器，设于观影平台上， 包括用以固定观影人站立位置的飞行架、定点支架和伸缩装置，所述定点支架 通过一个平行于所述观影平台的旋转轴与所述飞行架旋转连接，所述伸缩装置 被配置成能够通过直线的伸缩驱动所述飞行架绕所述旋转轴旋转，所述定点支 架固定设于所述观影平台上；

所述伸缩装置在影片播放过程中不同时间的伸缩行程、速度和加速度依据 所播放的影片中人员不同时间的运动事先分析得到，从而使得在影片播放过程 中，所述伸缩装置的运动与影片中人员的运动同步匹配。

可选的，所述飞行架的旋转角度范围至少为0-90度。

可选的，所述的观影飞行器还包括旋转支架，所述飞行架与旋转支架固定 连接，所述伸缩装置通过直线的伸缩驱动所述旋转支架绕所述旋转轴旋转，进 而实现所述飞行架绕所述旋转轴的旋转。

可选的，所述伸缩装置的一端与所述旋转支架旋转连接，另一端与所述观 影平台旋转连接，且旋转轴心均平行于所述观影平台。

可选的，所述伸缩装置的一端与所述旋转支架旋转连接，且旋转轴心平行 于所述观影平台；

所述伸缩装置连接所述旋转支架和观影平台的方式被进一步配置成：

在所述伸缩装置伸缩运动的过程中，所述伸缩装置的一端通过推动或拉动 所述旋转支架绕所述旋转轴旋转，所述伸缩装置的另一端沿所述观影平台滑动 或滚动。

可选的，所述旋转支架上设有轨道，所述伸缩装置的另一端与所述观影平 台旋转连接，且旋转轴心平行于所述观影平台；

所述伸缩装置连接所述旋转支架和观影平台的方式被进一步配置成：

在所述伸缩装置伸缩运动的过程中，所述伸缩装置的一端能够沿着所述轨 道滑动或滚动，且在滑动或滚动中通过推动或拉动所述轨道驱动所述旋转支架 绕所述旋转轴旋转。

可选的，所述伸缩装置连接所述旋转支架和观影平台的方式被进一步配置 成：

在所述伸缩装置伸缩运动的过程中：

当所述伸缩装置的一端沿着所述轨道滑动或滚动时，通过推动或拉动所述 轨道驱动所述旋转支架绕所述旋转轴旋转；

当所述伸缩装置的一端处于所述轨道的首端或末端时，通过推动或拉动所 述轨道驱动所述旋转支架绕所述旋转轴旋转。

可选的，所述旋转支架的一侧表面为曲面，所述轨道沿着所述曲面布置。

可选的，所述飞行架上还安装有背式安全固定机构，所述背式安全固定机 构与所述飞行架接合后形成定位框架，所述定位框架用以自上、下、左、右、 前、后方向固定其上观影人的位置。

可选的，所述飞行架上还安装有平视显示器。

可选的，所述飞行架上还安装有背式安全固定机构，所述安全固定机构与 平视显示器分别位于所述飞行架的正反两侧。

可选的，所述定点支架支撑于所述飞行架的下侧。

可选的，所述飞行架上还安装有踏板，且所述踏板在所述飞行架上的位置 可调。

本发明还提供了一种观影系统，包括史都华平台机构和至少一个所述的观 影飞行器，所述史都华平台机构至少包括六轴史都华运动装置和所述观影平台， 所述观影平台由所述六轴史都华运动装置驱动升降、平移与转动，所述观影飞 行器设于所述观影平台上。

本发明还提供了一种球幕观影剧场，包括球状屏幕和所述的观影系统，所 述观影系统位于所述球状屏幕内。

可选的，所述球状屏幕被配置成当所述飞行架旋转时，所述球状屏幕上的 显示画面的位置随之发生匹配变化。本发明引入了飞行架、定点支架和伸缩装 置，利用飞行架代替了座椅，使得观影人可以不再局限于坐着观影，这使得其 可以适应较大甚至是全角度的旋转运动，在此基础上，本发明利用定点支架为 飞行架的旋转提供定点和支点，最终通过伸缩装置的伸缩作用驱动所述飞行架 旋转。

附图说明

图1是本发明实施例1中球幕观影剧场的示意图；

图2是本发明实施例1中观影飞行器的示意图；

图3是本发明实施例2中观影飞行器的示意图；

图4是本发明实施例3中观影飞行器的示意图；

图5是本发明实施例4中观影飞行器的示意图；

图6和图7是本发明实施例1至4中轨道的作用示意图；

图8是本发明实施例5中观影飞行器的示意图；

1-六轴史都华运动装置；2-观影平台；3-观影飞行器；31-飞行架；32-伸缩 装置；321-滚轮；33-定点支架；34-旋转支架；35-背式安全固定机构；36-轨道； 361-轨道外圈；362-轨道内圈；363-轨道通道；37-平视显示器；38-垫子；39-踏 板；4-球状屏幕。

具体实施方式

以下将结合图1至图4，通过三个实施例对本发明提供的观影飞行器、观影 系统和球幕观影剧场进行详细的描述，其为本发明可选的实施例，可以认为， 本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润 色。

本发明诸多实施例提供了一种观影飞行器3，设于观影平台2上，请参考图 2至图4，包括用以固定观影人站立位置的飞行架31、定点支架33和伸缩装置 32，所述定点支架33通过一个平行于所述观影平台2的旋转轴与所述飞行架31 旋转连接，所述伸缩装置32被配置成能够通过直线的伸缩驱动所述飞行架31 绕所述旋转轴旋转，所述定点支架33固定设于所述观影平台2上。

本发明引入了飞行架31、定点支架33和伸缩装置32，利用飞行架31代替 了座椅，使得观影人可以不再局限于坐着观影，这使得其可以适应较大甚至是 全角度的旋转运动，在此基础上，本发明利用定点支架33为飞行架31的旋转 提供定点和支点，最终通过伸缩装置32的伸缩作用驱动所述飞行架31旋转。

本发明中，所述伸缩装置在影片播放过程中不同时间的伸缩行程、速度和 加速度依据所播放的影片中人员不同时间的运动事先分析得到，从而使得在影 片播放过程中，所述伸缩装置的运动与影片中人员的运动同步匹配。这一过程 通常可以通过编程来实现，保证影片的播放与运动的控制在同一时间轴下依据 预先的编程进行推进。这里对影片中人员运动的事先分析，主要是指运动关键 人物，或者说主角的运动，例如在超人电影中超人的运动，钢铁侠电影中对钢 铁侠的运动进行分析，这种分析可以是模拟验算的，依据人物所受的力和实时 的姿态变化，进行模拟验算，换算后应用到伸缩装置的伸缩运动中。

再进一步来说，对于多主角画面的影片，例如钢铁侠和超人若在同一画面 中，观影人员甚至可以主动选择其中之一实现运动。当然，这也应视作是本发 明基础上的一种改进。

应当认识到，无论编程的具体方式为何，只要应用到本思路，其就是本发 明力求保护的方案之一，并不会因为其在具体模拟过程中引入不同的参数和算 法就脱离本发明的保护范围。

进一步的，在本发明大多数的实施例中，所述的观影飞行器3还包括旋转 支架34，所述飞行架31与旋转支架34固定连接，所述伸缩装置32通过直线的 伸缩驱动所述旋转支架34绕所述旋转轴旋转，进而实现所述飞行架31绕所述 旋转轴的旋转。

本发明主要力求保护大范围的旋转，例如至少0-90度，以实现大姿态变化， 产生例如俯仰姿态的大规模变化，而非现有技术中小角度的震动，为此，本发 明及本发明诸多实施例在实现运动的部分、实现动作同步部分以及人员观影姿 势方面都做了具体又富有创新精神的改进，其颠覆了现有的坐着观影的模式， 而是将其变成一种全方位同步体验的观影模式。

实施例1

请参考图2，本实施例的观影飞行器3中，所述旋转支架34上设有轨道36， 所述伸缩装置32的另一端与所述观影平台2旋转连接，且旋转轴心平行于所述 观影平台2；

所述伸缩装置32连接所述旋转支架34和观影平台2的方式被进一步配置 成：

在所述伸缩装置32伸缩运动的过程中，所述伸缩装置32的一端能够沿着 所述轨道36滑动或滚动，且在滑动或滚动中通过推动或拉动所述轨道36驱动 所述旋转支架34绕所述旋转轴旋转。

有关轨道36如何起作用，请参考图6和图7，本实施例给出了一种可行方 案，实施例2至4也可采纳此种方案，轨道内圈362与轨道外圈361之间形成 供滚轮321滚动的空间，此即为轨道通道363，仅以图中方向示意，随着伸缩装 置32伸缩，滚轮321对上能推动轨道外圈361，滚轮321对下能拉动轨道内圈 362，从而通过推动和拉动轨道36实现对旋转支架34的拉动和推动。

请参考图2，所述伸缩装置32连接所述旋转支架34和观影平台2的方式被 进一步配置成：

在所述伸缩装置伸缩运动的过程中：

当所述伸缩装置32的一端沿着所述轨道36滑动或滚动时，通过推动或拉 动所述轨道36驱动所述旋转支架绕所述旋转轴旋转；

当所述伸缩装置32的一端处于所述轨道36的首端或末端时，通过推动或 拉动所述轨道36驱动所述旋转支架34绕所述旋转轴旋转。具体来说，图中， 轨道36是有起点和终点的，本实施例中，当伸缩装置的一端行至起点和终点时， 不在有轨道行程，此时再继续升降，由于伸缩装置与观影平台2是旋转连接的， 依旧可以推动或拉动旋转支架的旋转。

本实施例中，所述旋转支架34的一侧表面为曲面，所述轨道沿着所述曲面 布置。这就意味着本实施例中轨道是曲线的，这种曲线的作用在于使得旋转的 角度、起伏可能更多样化，给予更真实的观影体验，该曲面的各弧线的轴心应 是平行于所述旋转轴的，本实施例并不限定是何种曲线，凡是使用了曲线就是 本实施例此处所描述的方案的细节布置之一，这种布置完全是本领域技术人员 依据需求效果可以具体实现的。

实施例2

请参考图3，本实施例与实施例1的主要区别在于：本实施例中，所述轨道 为直线轨道。可见，无论旋转支架34的表面形状为何，其上布置轨道的形状为 何，都是本发明力求保护的方案之一，依据不同的旋转效果的需求，本领域技 术人员可以想到进一步如何去布置轨道的形状，换言之，将轨道引入到本发明 中这件事本身，尤其将其与伸缩装置2的直线运动相结合，从而实现旋转，应 是非显而易见的，其绝非并本领域技术人员依据现有技术可以想到的。

实施例3

请参考图4，本实施例与实施例1的主要区别在于：本实施例中，所述伸缩 装置32的一端与所述旋转支架34旋转连接，且旋转轴心平行于所述观影平台2；

所述伸缩装置32连接所述旋转支架和观影平台的方式被进一步配置成：

在所述伸缩装置伸缩运动的过程中，所述伸缩装置32的一端通过推动或拉 动所述旋转支架34绕所述旋转轴旋转，所述伸缩装置32的另一端沿所述观影 平台2滑动或滚动。

换言之，实施例1和2，将伸缩装置32与旋转支架34的连接点作为动点， 本实施例则是将其与旋转支架34的连接点作为定点，将其与观影平台2的连接 点作为动点。进一步的，可以在观影平台2上布置轨道(图未示)，以引导伸缩 装置32该端的滑动或滚动。

除了以上描述外，以上三个实施例，以及本发明大多数实施例还具有以下 布置：

请参考图2至图4，飞行架31的旋转在该几个实施例中，至少为0-90度， 通过对各部件尺寸和形状的进一步设计，例如增长定点支架33的长度、增长实 施例3中观影平台2上轨道的长度，改变实施例1和2中轨道的形状等等，即 使是以上三个实施例示意的结构，也完全可以实现0-180度范围的旋转，甚至是 0-360度。

请参考图2至图4，所述飞行架31上还安装有背式安全固定机构35，所述 背式安全固定机构35与所述飞行架31接合后形成定位框架，所述定位框架用 以自上、下、左、右、前、后方向固定其上观影人的位置。由于本发明着力于 实现飞行模拟，其旋转角度的需求会达到360度，这就意味着需要为各个方位 提供安全保护，进行位置固定。

所述飞行架上还安装有平视显示器37(Head Up Display)，该平视显示器 37(Head Up Display)，简称HUD，用以显示咨询，与屏幕一起提供观影体验， 举例来说，众所周知，在钢铁侠电影中，主角在盔甲中可以看到一个显示数据 的上浮画面，该平视显示器37就可以用以显示这些数据咨询。所述安全固定机 构与平视显示器分别位于所述飞行架的正反两侧。在使用时，观影者趴在飞行 架31上，正面可以看到平视显示器37上的画面，背面被背式安全固定机构35 保护。

所述定点支架33支撑于所述飞行架31的下侧。

所述飞行架31上还安装有踏板39，且所述踏板39在所述飞行架31上的位 置可调。以适应不同人的身高的不同需求。

实施例4

请参考图7，本实施例是实施例1的进一步配置，主要在于：所述轨道36 形成一个椭圆的环状，利用伸缩装置2伸缩运动，可以使得所述飞行架的旋转 角度范围为0-360度。当然，并不限于椭圆的形状，为了实现360度范围的旋转， 轨道36的形状可以具体进行配置，而不限于图5所示。

实施例5

请参考图8

本实施例与以上实施例的区别主要在于：所述伸缩装置32的一端与所述旋 转支架34旋转连接，另一端与所述观影平台2旋转连接，且旋转轴心均平行于 所述观影平台2。即伸缩装置32的两端分别相对于旋转支架34和观影平台2位 置固定。进一步的，在本实施例中，在此基础上可以实现360度的旋转。

基于类似以上5个实施例中的观影飞行器，本发明还提供了一种观影系统 和球幕观影剧场。以实施例1为例，请参考图1，其提供了一种观影系统，包括 史都华平台机构和至少一个所述的观影飞行器3，所述史都华平台机构至少包括 六轴史都华运动装置1和所述观影平台2，所述观影平台2由所述六轴史都华运 动装置1驱动升降、平移与转动，所述观影飞行器3设于所述观影平台2上。 进一步的，还提供了一种球幕观影剧场，包括球状屏幕4和所述的观影系统， 所述观影系统位于所述球状屏幕4内。

所述球状屏幕4可以被配置成当所述飞行架旋转时，所述球状屏幕4上的 显示画面的位置随之发生匹配变化。

综合以上技术方案来看，在设计球状屏幕4时，观影平台假定设计为4米 乘4米见方大小，上面搭载观影飞行器38至10件，观影者观赏的视野主要集 中在最优视区，其视角为10度，另外10-20度为瞬时视区(短时间内可看到物 体)，20-30度为动态视区(知道有东西在动)，使用球状屏幕可以提供接近或涵 盖全视野的观赏感受，对于增加观赏沉浸感有较大效果。本发明的观影平台的 转动最大角度(水平、垂直)约为20度，故球状屏幕视野我们定在110-120度 可以满足此要求。另由于降低观赏之压迫感，球幕观赏距离不低于4米，在本 发明诸多实施例中定位6米可照顾平台旁乘坐人员。

观影者立姿时，视角为水平0度，俯卧时约-15度，人眼垂直视野良好区域 为30度，故决定球幕视野自+35至-45度以涵盖立姿及俯卧状态时均能获得至 少30度垂直视野之性能。

可见，球幕使用规格依据视觉感知范围、平台转动性能、俯卧及立姿时的 视场改变来决定球幕距离、球幕曲率半径、水平视角决定球幕宽度，垂直视角 决定球幕高度。

为了给观影平台2和伸缩装置32提供参数，可依据以下算法来实现：

Motion Cueing演算法：该演算法通常是用在飞行模拟、赛车模拟这类模拟 器之用。将乘坐人员在虚拟空间至运动(飞行)之受到的力(加速度)，利用平 台的平移、转动来模拟产生。在本剧院来说，影片制作公司除了制作播放用的 影片本身外，另外需要提供在影片中，主角视角的运动参数提供给运动调试人 员做运动分析，进而对六轴史都华运动装置的动作进行计算转换。

有关观影飞行器的旋转，尚需主角本身的姿态参数，提供给运动调试人员 纳入计算转换。

综上所述，本发明引入了飞行架、定点支架和伸缩装置，利用飞行架代替 了座椅，使得观影人可以不再局限于坐着观影，这使得其可以适应较大甚至是 全角度的旋转运动，在此基础上，本发明利用定点支架为飞行架的旋转提供定 点和支点，最终通过伸缩装置的伸缩作用驱动所述飞行架旋转。