世界上最早的球幕電影誕生于1939年在紐約舉行的一次世界博覽會(huì)上。后經(jīng)不斷改進(jìn)，才形成了今天這種全穹頂式的球幕電影。如果說(shuō)3D電影將畫(huà)面推送到人們面前，具有了層次感，那么球幕電影的貢獻(xiàn)則是真正的讓觀影人走進(jìn)了電影，魚(yú)眼效果的放映技術(shù)讓觀眾能夠享受180°的廣角觀影，按照視覺(jué)理論，人的視域范圍一旦超過(guò)150°，就會(huì)產(chǎn)生身臨其境的錯(cuò)覺(jué)，因此，沉浸效果非常強(qiáng)烈，并且可脫離立體眼鏡和頭盔，產(chǎn)生立體視覺(jué)。

　　一、球幕電影現(xiàn)狀
　　自從2010年3D《阿凡達(dá)》上映以來(lái)，3D電影發(fā)展便以雷霆之勢(shì)席卷全球影視市場(chǎng)。后經(jīng)過(guò)三年左右的發(fā)展，3D電影技術(shù)已日臻成熟，無(wú)論是畫(huà)面真實(shí)感、立體感還是后期的精良制作，都受到廣大觀影群眾的喜愛(ài)。由華誼兄弟出品、香港著名導(dǎo)演徐克執(zhí)導(dǎo)的3D懸疑動(dòng)作電影《狄仁杰之神都龍王》，就獲得了高票房6億人民幣。由此可見(jiàn)，人們對(duì)于3D電影的追逐隨著科技的發(fā)展而越發(fā)熱衷。由此也可預(yù)見(jiàn)，未來(lái)人們對(duì)于影視的要求一定不僅僅限定在 3D、IMAX這樣的觀影體驗(yàn)之中了。

　　近幾年，直徑10米以上、采用數(shù)字放映方式的大型數(shù)字球幕電影（Fulldome digital movie,以下簡(jiǎn)稱(chēng)Fulldome，又稱(chēng)Large-scale immersive digital movie）開(kāi)始出現(xiàn)，直徑超過(guò)20米的巨型Fulldome很快也將成為趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)已建成和正在建設(shè)的Fulldome劇院已有三十余家。
　　基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的Fulldome制作技術(shù)是最近幾年興起的一個(gè)新領(lǐng)域，它與傳統(tǒng)的拍攝制作方式相比，可以制作出人類(lèi)無(wú)法達(dá)到的過(guò)去世界、未來(lái)世界、微觀世界、外太空世界等一切人類(lèi)未知或無(wú)法拍攝到的世界，其表現(xiàn)潛力幾乎不受限制。早期Fulldome電影用在太空劇場(chǎng)，最初用數(shù)字天象儀來(lái)放映天象影片，隨著天象影片形式的豐富和影片題材的擴(kuò)展，基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的Fulldome制作技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

　　二、球幕電影制作目前的問(wèn)題
　　目前Fulldome制作技術(shù)主要用于要求相對(duì)較低的天象題材影片。如果要進(jìn)一步面向包括文物、生物、人物角色在內(nèi)的更廣泛題材影片，就必須面對(duì)真實(shí)感、分辨率、影片制作周期和變形處理等指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)的魚(yú)眼拍攝制作方式的超越。以下是對(duì)上述指標(biāo)的分析：
　　1、三維數(shù)字制作的真實(shí)感，取決于三維數(shù)字化的精度、紋理的精度、色彩的準(zhǔn)確度和光照處理。不管數(shù)字化的對(duì)象在現(xiàn)實(shí)中是否存在原型，在影視級(jí)的目標(biāo)下，都必須滿足客觀性的要求：存在原型的，數(shù)字化的結(jié)果要求準(zhǔn)確、要求忠實(shí)于原型，如文物；找不到原型的，也應(yīng)符合科學(xué)性，如古生物，應(yīng)依據(jù)化石和生物專(zhuān)家、考古專(zhuān)家的研究成果。

　　2、影片放映清晰度的決定因素包括：影片的輸出分辨率和設(shè)備、場(chǎng)地的因素。其中，三維數(shù)字制作影片的輸出分辨率取決于三維物體的幾何精度、三維物體的紋理分辨率、三維物體與鏡頭距離等因素；設(shè)備、場(chǎng)地因素包括屏幕尺寸（在Fulldome電影里通常使用球幕直徑）、觀眾到屏幕的距離、單個(gè)投影機(jī)的設(shè)備分辨率和投影機(jī)的個(gè)數(shù)（通道數(shù)）等。

　　3、影片制作周期主要包括兩大部分：三維數(shù)字化的周期（又分為幾何建模、紋理圖像處理、紋理映射、動(dòng)作建模、場(chǎng)景空間搭建、攝像機(jī)鏡頭攝制、燈光處理等），影片繪制的周期（又分為三維繪制和后期特效制作）。
    4、在傳統(tǒng)的魚(yú)眼拍攝制作方法下，影片畫(huà)面的變形問(wèn)題不存在，因?yàn)榕臄z和放映都使用魚(yú)眼鏡頭；而數(shù)字制作，必須面臨從矩形畫(huà)面映射到球幕的過(guò)程，并需要解決該過(guò)程所導(dǎo)致的變形。

　　三、球幕電影應(yīng)該考慮的因素
　　目前，較大規(guī)模的球幕表面一般使用金屬板拼接而成。球幕設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮幕體的堅(jiān)固性，球幕表面的光滑度、圓度誤差。從聲學(xué)角度，需要球幕聲學(xué)特性的關(guān)鍵指標(biāo)：混響時(shí)間。混響時(shí)間是指房間內(nèi)聲壓級(jí)衰減60dB所需的時(shí)間，混響時(shí)間越短，越有利于聲音的清晰。所以球幕系統(tǒng)一般要求混響時(shí)間在1~1.9秒以?xún)?nèi)。
　　另外投影機(jī)的選擇也是系統(tǒng)的關(guān)鍵。投影技術(shù)發(fā)展很快，目前高分辨率、高亮度的投影機(jī)已經(jīng)越來(lái)越普及。大型球幕系統(tǒng)中，根據(jù)屏幕尺寸和對(duì)分辨率的要求，可以選擇1920×1080分辨率的高亮度工程投影機(jī)，也可選擇1024×768分辨率的普通商用投影機(jī)。
　　在投影機(jī)類(lèi)型的選擇上，中低端系統(tǒng)主要一般選用DLP投影機(jī)，而高端系統(tǒng)，使用了激光光源的投影機(jī)。激光投影機(jī)之所以如此受人矚目，3,000:1的超高對(duì)比度確實(shí)是其他光源望塵莫及的，而且激光投影機(jī)使用色純度高的三原色激光作為光源，色彩的表現(xiàn)范圍比三槍CRT投影機(jī)還要高得多。激光投影機(jī)也徹底擺脫了偏色的困擾。激光投影機(jī)的的色域范圍是三槍CRT投影機(jī)的兩倍以上。在投影機(jī)安裝后，還需要使用遮光罩來(lái)解決投影畫(huà)面漏光問(wèn)題。

　　四、球幕電影未來(lái)的發(fā)展方向
　　1.對(duì)于全三維制作的科教記錄片和動(dòng)畫(huà)片，如何在繪制結(jié)果的真實(shí)程度達(dá)到影視級(jí)的前提下，提高三維繪制的實(shí)時(shí)效率，最終為數(shù)字電影創(chuàng)意制作人員開(kāi)發(fā)出一個(gè)輔助進(jìn)行交互創(chuàng)作的環(huán)境。
　　2.如何通過(guò)研究數(shù)據(jù)采集、三維數(shù)字化以及實(shí)時(shí)三維繪制的架構(gòu)和方法，提高影片的輸出分辨率，使其達(dá)到8000×8000象素以上。這個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的像素夾角為1.5弧分，一旦滿足該夾角，即可讓觀眾在巨型Fulldome劇場(chǎng)（直徑超過(guò)20m）中完全達(dá)到精確辨識(shí)的目標(biāo)，從而使得文物、古生物題材的巨型Fulldome數(shù)字制作成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)，這個(gè)目標(biāo)也將Fulldome 的影片輸出分辨率提高到國(guó)外現(xiàn)有水平（3160×3160）的2.5倍。
　　3.如何用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的小孔成像模型來(lái)有效模擬等距魚(yú)眼（Equidistant Fish-Eye）成像模型，從而得到象素分布均勻的等距魚(yú)眼圖像， 并探尋一個(gè)與數(shù)字放映環(huán)境無(wú)關(guān)的球面映射變形解決方法。該方法的成功，將避免為不同標(biāo)準(zhǔn)的Fulldome放映環(huán)境花費(fèi)的專(zhuān)門(mén)繪制時(shí)間，大大提高Fulldome制作對(duì)不斷涌現(xiàn)的Fulldome劇場(chǎng)的適應(yīng)性。