v数字影院规范

v数字影院规范
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数字影院
一、发展现状
数字影院的建设已成为当今世界影院发展的趋势和方向，而中国也难以避免地被卷入这股潮流当中。

据统计，截止到2008年初，我国已有94套符合国际放映的技术、160套适合国情的1.3K中档放映系统以及超过3000套流动放映系统。

与此同时，近700套高档放映系统、200套中档放映系统以及2000多套流动放映系统计划将在2008年陆续投入市场运营。

截至到2007年底，全球数字影院发展规模排名第一的是美国，共有4006块银幕，占全球总数的76%；排名第二的是英国，共有260块银幕，占全球总数的5%；排名第三的是中国，共有215块银幕，占全球总数的4%；排名第四的是韩国，共有182块银幕，占全球总数的3.4%；排名第五的是德国，共有137块银幕，占全球总数的2.6%；排名第六的是日本，共有68块银幕，占全球总数的1.3%；排名第七的是比利时，共有49块银幕，占全球总数的0.9%；其他31个国家和地区共有359块银幕，占全球总数的6.8%（图73）。

全球数字影院分布图
数字院线的发展不但成为数字电影革命历程中的必经之旅，而且带来了新一轮的投资热潮和盈利空间。

据最新资料显示，2008年美国2500家影院近2万块银幕，将更换为数字银幕，50%的胶片放映机将退出市场，取而代之的是DCI标准数字电影放映机。

到2009年，胶片放映在美国影院将基本成为历史。

“胶转数”成了全球影业的共识，预计两年内，数字化发行、放映就将成为全世界通用的主流模式。

在这样的趋势下，我国数字院线的规模化经营必将达到一个高潮。

二、数字影院技术标准和规范
数字影院技术标准和规范的制定一直在引领着数字影院技术模式的逐步形成，引领着数字影院设备的逐步规范。

数字影院标准的制定目前共有三个组织在进行，分别是：ISO/TC36（国际标准化组织电影技术标准委员会）、好莱坞数字影院倡导组织（DCI组织）、美国SMPTE DC28（美国电影电视工程师协会数字影院标准委员会）。

其中ISO/TC36组织所制定的标准可视为国际标准，SMPTE DC28所制定的标准可视为行业标准。

（一）ISO/TC36数字影院标准
ISO/TC36是国际标准化组织电影技术委员会，是国际上电影技术标准的最高制定机构，其发布的标准是包括我国在内的世界各国采用和参照的国际标准。

我国是该委员会的积极成员国。

ISO/TC36数字影院技术标准共13项，具体项目和主要内容如下：1）ISO N1533/SMPTE 431-1
数字影院质量——对银幕亮度电平、色度和均匀性的技术要求。

该标准规定了数字影片审片室和数字影院的银幕中心亮度、色度和均匀性，包括银幕中心亮度的允差、边缘亮度的分布均匀性等技术要求和测量方法。

2）ISO N1536/SMPTE RP 431-2
数字影院质量——对参考放映机和放映环境的要求。

本标准定义了供审片室和数字影院放映数字影院发行母版用的参考放映机和放映环境，并规定了参考放映机和放映环境的技术指标、特性、允差范围等。

3）ISO N1526/SMPTE 429-3
数字影院节目文件打包——声音和画面的轨迹文件。

该标准规定了使用MXF格式进行数字影院节目文件打包的声音和画面轨迹文件的一般特性。

目的是在数字影院的存储和播放中实现统一的数据结构交换格式。

4）ISO N1527/SMPTE 429-4
数字影院节目文件打包——MXF JPEG 2000的应用。

该标准规定了在数字影院节目文件打包时采用MXF文件格式将JPEG2000码流文件打包的技术要求，定义了从任何与JPEG2000相兼容的数据文件映射到MXF格式文件的元数据，包括映射关系、标识和通用标签等。

5）ISO N1528/SMPTE 429-6
数字影院节目文件打包——轨迹文件基本数据的加密要求。

该标准定义了将数字影院节目文件打包用的MXF轨迹文件的加密语法，包括元数据结构、加密框架等；并规定了相匹配的加密参考模型。

该标准同时规定了基本数据加密必须使用AES加密算法，基本数据完整性校验应使用HMAC-SHA1算法。

6）ISO N1529/SMPTE429-7
数字影院节目文件打包——对合成播放列表的要求。

该标准规定了在制作发行母版阶段进行数字影院文件打包时合成播放列表的文件结构，如电影正片、预告片、广告片等播放列表的文件结构、播放的顺序、声音或图像等轨迹文件的同步点等，该标准适用于数字影院的文件打包和解包播放。

7）ISO N1523/SMPTE 428-1
数字影院发行母版——图像特性。

该标准规定了用于数字电影发行母版的、非压缩的图像特性，如像素数（4096 x 2160/24、2048 x 1080/48和2048 x 1080/24），像素点的形状（1:1正方形）、像素点的排列及记录顺序、画幅比、量化比特深度、彩色空间等重要指标。

8）ISO N1524/SMPTE 428-2
数字影院发行母版——音频特性。

该标准是为了在制作数字影院发行母版音频时实现设备兼容性和技术参数的一致性，规定了发行母版音频的比特深度、取样频率、声道数、参考电平等技术参数和特性。

9）ISO N1525/SMPTE 428-3
数字影院发行母版——声道分配及标识。

本标准为数字影院系统播放发行母版的声音定义了系统的声道分
配及标识，以统一和辨别声道的位置。

10）ISO N1534/SMPTE 432-2
数据源处理——数字影院低频效果声道的音频特性。

此标准是为实现设备的互用性，规定了用于数字影院还音或监听低频效果声道的滤波器频率响应。

所规定的响应曲线将使设备滤波器标准化。

11）ISO N1530/SMPTE 430-1
数字影院操作——对密钥传输信息的要求。

本标准对数字影院系统的密钥传输进行了规定，密钥传输包括合成列表的内容密钥、内容密钥参数和可信任设备列表。

标准中还规定了密钥传输应采用的格式、语言和加密方法。

12）ISO N1531/SMPTE 430-2
数字影院操作——对数字证书的要求。

本标准规定了数字证书的内容、格式和处理过程，目的是通过数字证书的方式有效地确认所用的数字放映设备是否经过了安全认证。

13）ISO Nl532/SMPTE 430-3
数字影院操作——对通用的影院辅助信息格式的要求。

本标准是为了数字影院系统的通讯安全，规定了系统在非定向通讯时通用的影院辅助信息的格式。

并规定了影院辅助信息格式应采用通用的XML语言封装打包。

（二）DCI技术规范和测试规范
美国好莱坞数字影院创导组织（DCI）虽然不是数字影院技术标准的起草、制定和发布机构，但是由于好莱坞在全球电影的重要地位，其制定的数字影院技术规范、符合性测试规范却是在全球数字影院发展中最受关注和影响力最大的。

DCI（美国数字电影联盟）标准是2006年7月美国好莱坞、迪斯尼、20世纪福克斯、派拉蒙、索尼电影、华纳兄弟等7大制片商共同推出的数字影院标准，尽管非强制规范，但由于7大制片商垄断着全球电影市场片源，在全球电影数字化的趋势之下，只有符合DCI标准
的数字电影播放机才能播放其拷贝。

DCI标准对放映系统、版权保护系统等都提出了极高的要求，按照DCI标准，数字电影播放机的像素要达到2K～4K，也即2K可以达到2048 x 1080个像素，4K可以达到4096 x 2160个像素。

而在音频部分，明确了数字电影最大支持16声道的标准。

除此以外，该标准还对存储系统、传输方式、编码码率、图像编码源坐标、编码像素块大小、编码典型成分、量化典型成分、打包、帧编码等细节也作了正式的规定。

并指定数字水印加密技术，必须采用汤姆逊（THOMSON）和飞利浦（PHILIPS）两家的技术。

目前，全球有四家公司在研发符合DCI标准的电影机，而只有两家已经按照要求送往美国联邦信息安全委员会进行加密检测，分别是时代今典集团（Time Antaeus）和美国杜比公司（Dolby）。

DCI《数字影院系统规范》在不断地补充和完善，与《数字影院系统规范》实施相配套的《数字影院系统符合性测试方案》已经全部完成，数字影院设备的测试和认证机构已于2008年初确定并正式开展测试。

（三）SMPTE DC28数字影院标准
SMPTE DC28是美国电影电视工程师协会数字影院技术委员会，致力于为全球数字影院制定SMPTE标准，力图使数字影院实现像胶片电影发行放映那样用统一的发行方式在全世界任何影院都能放映。

SMPTE DC28标准是目前全球数字影院发展重点关注和参照的技术标准，其在标准的制定过程中重点参考了DCI 《数字影院系统规范》的基本原则、内容和指标，并在其基础上进行了体系化的分解、细化和完善。

目前SMPTE DC28共有4个主要的工作组：Mastering母版制作、Distribution发行、Exhibition 放映和Stereoscopic立体放映，制定的标准体系分为以下6大部分：
1）数字影院发行母版。

2）数字源文件处理。

3）数字影院文件打包。

4）数字影院运营。

5）数字影院质量。

6）数字立体放映及其他。

截至到2007年10月DC28已发布的标准有17项，而2007年12月前发布的标准有10项，正在进行制定的标准有17项，共计44项数字影院标准。

随着SMPTE DC28标准的深入和全面制定，我们可以看到DC28标准与DCI《数字影院系统规范》有些不同之处，前者比后者更规范化、更细化、更全面和更准确。

DC28在细化和完善标准中发现了DCI 《数字影院系统规范》存在的一些不足，DCI又根据DC28标准的不断完善对其规范进行了勘正和补充。

（四）中国《数字影院暂行技术要求》的制定和发布
我国国家广电总局确定，我国在发展高端商业数字影院时要与国际接轨，尽量采用国际上通用的技术规范和标准。

本着这一基本原则，我国一直在跟踪美国DCI《数字影院系统规范》和SMPTE DC28数字影院标准的进展，并根据他们的变化和进展，制定、调整和完善我国相应的技术规范。

2004年我国根据DCI 《数字影院系统规范草案》3.0版，起草制定并公布了《电影数字放映暂行技术要求》；2007年8月我国又根据DCI《数字影院系统规范》V1.1版和SMPTE DC28已公布的相关标准，起草制定并公布了《数字影院暂行技术要求》。

这些根据国际通用技术规范和标准不断形成和完善的指导性技术文件，对我国发展高端商业数字影院起到了重要的指导和规范作用。

由于2K数字放映设备的核心技术属于专利产品，被DCI组织所垄断，全球只有美国、比利时、日本的三家企业由DCI组织授权许可生产数字电影放映设备。

我国现有主流数字院线市场所用的设备全部由国
外进口，这不仅使我国数字电影放映系统成本较高，同时零配件的更新换代以及后续的技术服务等等都将受到制约。

对我们尤为不利的是，内容产品要受他国控制。

三、数字影院技术
（一）数字影院系统
1、单厅数字影院系统
单厅数字影院的基本工作流程是电影发行方通过卫星信道、光盘或者移动存储设备将以MXF文件格式存储的整部电影下载到数字影院存储器中，而后在电影播放时只需要通过数字影院播放器的前面板选择要播放的电影，或者通过放映管理软件完成。

播放器会将视频信号通过链路加密的方式传给数字放映机进行放映，而声音部分则可以直接利用影院已有的影院还音系统来实现。

如果影院原有的影院还音设备不是CP650（图74），则还需要增加一个数字媒体适配器，这是因为只有CP650 才能支持数字影院的数字音频。

CP650
目前很多数字影院系统还配备有网络自动化接口，这个设备提供很多接口，可以控制灯光、幕布和音响设备等。

通过1000M 以太网连接，所有这些设备的控制都可以通过放映管理软件来完成。

这就大大提高了影院的自动化水平，简化了操作流程（图75）。

数字影院放映机房
2、多厅数字影院的网络配置
多个数字影院通常以影院放映管理服务器为核心，通过1000M高速以太网和影院管理软件来控制数字影院存储器和各个影院放映管理服务终端。

数字影院存储器再通过其另外两个网络接口分别与数字影院播放器和每个放映厅的高速以太网交换器相联，从而实现对数字影院播放器、影院网络自动控制接口、数字媒体适配器和数字放映机等设备的控制。

而各个影院服务终端则可以非常轻松地通过控制软件来管理各个放映厅（图76）。

多厅数字影院示意图
3、数字影院的设备组成
1）数字影院播放器
数字影院播放器（图77）是整个系统的心脏，包含有一个精密的图像解码器，专门为影院银幕的高精度显示而设计。

播放器常采用标准组件，并可以重新组合，为适应将来的发展保留足够的灵活性。

数字影院播放器
2）数字影院存储器
数字影院存储器（图78）存储的影片可通过数字影院播放器播放。

存储器通常采用RAID5硬盘阵列以增强可靠性：即使一个硬盘驱动器损坏，播放仍能正常进行。

硬盘驱动具有高耐用性和高散热性。

数字影院存储器通常还包括一个DVD-ROM驱动器和便携式硬盘驱动器用于节目内容的传送。

数字影院存储器
3）放映管理软件
放映管理软件（图79）通过友好的屏幕显示界面，让操作人员能够有效地控制日程和放映流程。

管理软件可以用于单银幕放映，也完全可以扩展到多厅影院。

很多管理软件甚至可以控制纯胶片影厅、纯数字影厅以及混合影厅，处理各种日常操作和日程，显示放映状态，并且用来控制灯光和幕布的开合。

当设置完成后，管理可以自动运行各种预设的工作。

放映管理软件
4）数字媒体适配器
数字媒体适配器（图80）用于连接数字电影设备和现有的影院系统中的声音处理器。

它可以解码多种音频格式并可以确保放映期间声画同步。

数字媒体适配器
5）网络自动化接口
网络自动化接口（图81）为现有的自动化系统提供一个简单的接口，可以让数字影院系统控制灯光、拉幕、垂幕以及音频格式的转换。

网络自动化接口
（二）数字影院投影技术
目前，数字影院投影方面主要有三大技术路线：3片式DLP、LCD、LCOS。

DLP的核心技术主要来自美国德州仪器公司，不过生产企业遍布全球各地。

单片式DLP主要供应家庭、企业，如DLP电视、DLP投影机等。

在数字化商业影剧院，3片式DLP的应用最为普及，德州仪器公司为之专门发展了符合好莱坞制片企业需求的“DLP Cinema”（图
82）技术。

它在不含中国大陆的全球其他地区拥有约99％的数字化商业影剧院市场份额。

Christie CP2000 2K
DLP技术是一种独创的、采用光学半导体产生数字式多光源显示的解决方案。

它能在各类产品（如大屏幕数字电视、公司/家庭/专业会议投影机和数码相机中提供优质的图像效果，同时也是唯一能够同时支持世界上最小的投影机（低于2-lbs）和最大的电影屏幕（高达75英尺）的显示技术。

DLP投影系统的核心是光学半导体，即数字显微镜装置或称为DLP芯片（图83），这是德州仪器公司Larry Hornbeck博士于1987年发明的。

DLP芯片含有200万个规则排列相互铰接的微型显微镜，每个显微镜的大小仅相当于头发丝的五分之一。

DLP芯片的显微镜以微型铰链固定，可沿DLP投影系统光源向前（ON）或向后（OFF）倾斜，在投影面上形成或亮或暗的像素。

输入半导体器件的图像比特流代码控制显微镜的接通或关闭，开关次数每秒可达几千次。

当显微镜频繁接通关闭时，镜片反射浅灰色像素；呈常闭状态的显微镜反射深灰像素。

通过这种方法，DLP投影系统中的显微镜可反射1024像素的灰色阴影，将输入DLP芯片的视频或图像信号转换成层次丰富的灰度图像。

DLP芯片与数字视频或图像信号、光源和投影透镜彼此协调之后，显微镜可将全数字图像投射到屏幕或其他表面上。

DLP芯片
在3片式系统中，照明灯产生的白光通过棱镜分成红、绿、蓝三种光。

每个DLP芯片负责其中一种颜色，显微镜反射的彩色光经过结合，穿过投影透镜形成图像，可生成的颜色不少于3500万种。

每个显微镜的开关状态与三个基本色块相协调。

例如，投身紫像素的显微镜只负责在投影面上反射红蓝光；人的肉眼可将这两种快速闪动的光混在一起，在投影的图像上看到混合后的颜色（图84）。

3片式DLP投影系统
在投影行业，3片式LCD技术（图85）占据全球约一半的市场份额，其核心技术主要由日本企业控制，例如，全球只有爱普生、索尼
能够生产其核心组件——LCD投影面板。

3片式LCD投影技术
相比之下，LCOS技术占据的市场份额较小，但是近期它也出现了快速普及的趋势（图86）。

Sony CineAlta 4K SRX-R220和JVC D-ILA DLA-SH 4K 001
仅就数字影院投影设备来看，全球供应商主要有科视、杜比、柯达、巴克、索尼等。

其中，科视公司在全球商业影剧院市场占据80％多的份额，它主推的技术就是“DLP Cinema”。

（三）我国的数字影院技术发展状况
目前，商用投影技术、产品已经在我国普及，不过市场基本被国外品牌占领。

专利检索显示，近些年来，中外企业之间的投影技术差距有继续扩大的趋势。

绝大部分中国企业已经无心恋战，开展投影技术发明专利部署的中国企业愈来愈少。

不过，我国企业可望在投影技术的娱乐应用方面有所作为。

例如，雅图公司受信息产业部委托，研制了DLP数字影院系统，主要供小规模群体、家庭开展娱乐应用。

此外，国家广电总局在全国16个城市开展数字电影放映试验，首期采购了该局电影数字节目管理中心研发的1800多套dMs数字电影流动放映系统（图87）。

dMs数字电影流动放映系统
但上述数字电影设备都存在工业标准，有些标准已经形成技术、专利联盟。

从我国的发展路径看，从尚不普及的LCOS、dMs技术入手，规避一些强大的技术、专利联盟，逐步用自主知识产权在新的标准体系中获得话语权，这是一个可取的路径。

不过，在数据格式、编解码领域，也存在较为成熟的技术标准，避开相关技术、专利联盟的难度很大。

在国外企业掌握片源和软硬件技术标准的情况下，我国已经不可能在数字电影行业创建完全自主的工业标准，从而完全避免专利付费问题。

例如，前面提到的好莱坞七大制片商成立的DCI数字影院小组，编写了一整套数字影院工业标准，其中还有一些硬性规定：如它要求电影数据必须采用JPEG2000压缩格式；各国企业必须通过美国联邦信息安全委员会的检测后才能申请DCI认证，从而获得好莱
坞片源等。

但是，为保护信息安全，DCI又要求数字电影设备必须使用法国汤姆逊公司（THOMSON）或美国惠普公司（HP）的专利技术。

再例如，我国的dMs数字电影流动放映系统使用的核心技术是MPEG-4，由于后者已经形成工业标准，并出现了三大专利集群，收费的专利权人超过20家，收费机构还可能继续增加。

而且MPEG LA 的收费对象不但包括设备制造商，而且包括运营商、内容商等。

因此，从上述情况来看，我国目前的数字影院技术发展状况不容乐观，创建完全自主的工业标准难度较大。

四、数字影院的商业运营
目前，数字影院最为棘手的是电影院改装设备的费用问题，主要投入在放映设备、音响和专门的数字电影播放服务器等3 个部分。

安装一台DLP数字放映机的总费用约25万美元，让放映商全部承担前期投入不太现实。

在美国，存在多种类型的第三方中间人模式（3PMM，Third Party Middleman）以平衡各方利益。

充当此中间者就是投资人，可能是数字放映机技术的开发商或制造商，可能是电信或其他硬件制造商，也可能是其他经济实体或金融机构。

这些中间人在前期投入后，在影院的日常运营中得到收益，形式可能是票房收入的一定比例或数字设备的租赁费用。

在国内，当前数字影院建设或改建都是政府买单。

2002年初，国家广电总局投资两亿元人民币，由中影集团实施运作改造数字影院。

中影数字电影管理中心采用对数字影院直接供片的方式，将数字节目直接排映到各数字影院，并形成一条龙管理系统。

但若无完备的产业链和成熟运作的商业模式，这条电影院线就会成为堆积数字设备的空壳。

商业模式一直是影响数字影院发展的两大重要因素之一，自从数字影院推出以后各国都在进行不断的研究和探索，美国首先推出“虚拟拷贝费”商业模式，并经过2年多的实践证明在美国是可行的，而且基本达到了各方预期的回报和期望值。

但是，这种商业模式在美国以外很难推广，主要是其他各国与美国的情况有较大差别，体现在片
源供应不像美国那样集中和单一，各国不可能像美国那样主要发行好莱坞影片；另一方面是影片的发行方式和数字影院的发展规模不同。

这两方面原因使得“虚拟拷贝费”模式在其他国家很难推行。

因此，相关国家也在发展数字影院的同时根据本国和本地区的实际情况探索适合、可行的商业模式，目前包括美国的模式在内，有以下几种运行的商业模式：
1）虚拟拷贝费模式。

2）租赁模式。

3）院线自购设备与发行商商定分成比例模式。

4）发行商或第三方提供设备，与放映商商定分成比例模式。

这些不同的商业模式是否适合各地数字影院的发展，还需要经过一段时间的验证和完善，但不论那种模式只要能兼顾各方的利益，能调动各方积极参与数字影院的发展，就是最佳模式。

此外，为了建立良性的商业运行模式，数字影院的推广者应发掘数字影院的另一潜在优势，即新型增值业务。

由于数字影院不再像传统影院那样是独立的个体，而能通过数字通信网络，形成一个数字化发行网络系统，因此，通过这一网络系统，可发展电影节目之外的新型增值业务，包括专题报告演示、戏剧、体育赛事、音乐会、文化活动的实时转播。

数字影院的高质量图像和声音，可使观看者获得极强的临场感，而集中观看又能使观看者获得在家庭无法感受的现场气氛。

另外，新型业务还包括广告、公众宣传等非实时业务，当其与传统的电影业务相结合时，能加快数字影院系统投资的回报速度，从而可吸引资金投入昂贵的数字影院系统建设之中。

从前面全球和具有代表性国家数字影院的发展可以看出，数字影院总体发展迅速，商业发展的规模已超前于技术发展，但就全球而言发展不均衡，部分国家仍然在进行尝试性的试验，或是等待数字影院技术和商业模式的进一步成熟。

五、数字影院进入家庭
与当年DOLBY公司的家庭影院技术一样，真正的数字家庭影院也一定会实现，只不过比起当年的杜比定向逻辑技术和目前的以1080p。