Système de cinéma à dôme LED : principes, composants, types et perspectives d'application

Du patrimoine culturel des musées au marketing interactif commercial, l'immersion transforme constamment la perception du monde. Parmi les nombreux formats de présentation immersive, le cinéma dôme est devenu l'une des options les plus populaires. Savez-vous ce qu'est un cinéma dôme ? Aujourd'hui, Doitvision vous en fait une présentation détaillée.

Qu'est-ce qu'un cinéma dôme ?

Un cinéma en dôme, également appelé salle à écran dôme , se caractérise par la forme hémisphérique de son écran. Contrairement à l'écran plat d'une salle de cinéma traditionnelle, l'écran dôme agit comme un immense bol, enveloppant parfaitement le public. Le regard du spectateur, qu'il soit dirigé vers le haut ou vers le bas, est entièrement absorbé par l'image. L'écran dôme englobe totalement les perspectives horizontales et verticales du spectateur, éliminant ainsi toute sensation de déconnexion due aux limites de l'écran.

Bien entendu, obtenir cet effet visuel « sans frontières » nécessite un équipement de production de contenu et de projection spécialisé.

Tout d'abord, les images doivent être capturées et projetées à l'aide d'un objectif fisheye ultra grand-angle. Un objectif fisheye peut offrir un angle de vision de 180 degrés, voire plus, permettant de capturer de vastes scènes inaccessibles aux objectifs traditionnels. Grâce à une technologie de projection spéciale, l'image est ensuite projetée sur un écran hémisphérique, créant ainsi l'effet visuel d'une « image s'étendant dans la ligne de mire ».

Deuxièmement, les images projetées dans un dôme sont non seulement nettes et détaillées, mais surtout, elles créent une impression d'extension visuelle. Lorsque la caméra se déplace, le public a l'impression de véritablement « bouger », comme s'il traversait un canyon, s'élevait dans le ciel ou plongeait dans les profondeurs de la mer.

Au-delà de l'immersion visuelle, le son enveloppant est aussi l'âme d'un dôme de cinéma. Les dômes sont généralement équipés d'un système de son surround, avec des équipements audio stratégiquement placés autour de l'écran, sous les sièges du public et même au plafond, permettant au son d'être entendu dans toutes les directions.

Comparées aux cinémas grand public actuels à écran géant, comme l'IMAX, les salles dôme offrent une expérience bien plus impressionnante. Si les salles géantes améliorent l'impact visuel en augmentant la taille de l'écran, elles restent limitées par les limites d'un écran plat. Cependant, les salles dôme transforment le public de « spectateur » en « participant » grâce à leur enceinte « hémisphérique ».

La récente technologie des dômes LED a notamment permis de dépasser les limites de l'espace physique. Les écrans dômes LED utilisent des lampes LED densément disposées pour former un écran hémisphérique. Sans recourir à un équipement de projection traditionnel, ils peuvent afficher une quantité illimitée d'informations dans l'espace restreint d'un dôme.

De plus, les écrans dômes LED sont relativement simples à installer et nécessitent beaucoup moins de locaux que les cinémas dômes traditionnels. Par exemple, ils éliminent le besoin de salles de projection complexes ou de calibrage d'écran, tout en offrant une qualité d'affichage comparable, dépassant même les attentes en termes de saturation des couleurs et d'uniformité de la luminosité.

Ces caractéristiques ont fait des théâtres en dôme un favori dans les sites pittoresques, les musées des sciences et de la technologie et d’autres lieux.

Quel est le principe d’affichage des théâtres dômes ?

Si l'écran du dôme est la « scène », le principe d'affichage est le « metteur en scène ». Il détermine la précision de l'image présentée sur l'écran hémisphérique et la manière dont elle offre au public une expérience immersive et sans distorsion. Pour comprendre les principes d'affichage, il faut considérer trois aspects : la technologie de réalité virtuelle, les objectifs fisheye et les méthodes de projection.

Technologie de réalité virtuelle (RV)

Tout d'abord, l'architecture d'un dôme de cinéma repose sur la technologie de réalité virtuelle (RV). L'essence de la RV est de créer un « environnement virtuel » par des moyens techniques et de permettre aux sens de l'utilisateur, tels que la vue, l'ouïe et le toucher, d'interagir avec cet environnement.

Bien qu'un dôme de cinéma n'isole pas la réalité comme un casque de réalité virtuelle, il crée un environnement semi-virtuel grâce à son écran hémisphérique et à son son surround. La vue et l'ouïe du public sont totalement immergées dans cet environnement, créant l'illusion d'être au cœur d'une scène virtuelle.

En tant que fournisseur professionnel de cinémas dômes, les systèmes de cinéma dômes de Doitvison utilisent la technologie VR pour créer un monde virtuel à 360 degrés, donnant au public l'impression de « pénétrer dans le film ».

Angle de vision large de 360 degrés

Deuxièmement, pour obtenir un angle de vision de 360 ​​degrés, dépassant par exemple 180 degrés, il faut un objectif fisheye. Les objectifs traditionnels ont généralement un angle de vision de 50 à 120 degrés, ce qui est insuffisant pour couvrir la vaste surface d'un écran hémisphérique. Les objectifs fisheye peuvent atteindre 180, voire 220 degrés, permettant ainsi une image « panoramique ».

Cependant, les images capturées avec un objectif fisheye produisent une distorsion, similaire à l'effet d'étirement ou de compression observé sur les bords d'une photo prise avec le mode fisheye d'un téléphone portable.

Cependant, si cette distorsion est projetée directement sur un dôme, le spectateur verra une scène déformée, ce qui altère considérablement l'expérience immersive. Par conséquent, le système d'affichage du dôme doit « corriger » les images capturées par l'objectif fisheye avant de les projeter sur l'écran afin de garantir leur conformité aux préférences visuelles de l'œil humain.

Correction d'image

Enfin, pour la correction d'image et la projection, les cinémas dômes utilisent généralement des images fisheye équidistantes plutôt qu'orthogonales. La principale différence entre ces deux méthodes de projection réside dans la répartition des pixels sur la sphère :

Imagerie fisheye orthographique :

Cette méthode de projection projette des points d'un espace tridimensionnel sur un plan bidimensionnel par projection verticale. Elle se caractérise par l'étirement des pixels situés au zénith (haut de l'image), tandis que ceux situés à l'équateur (centre de l'image) sont comprimés.

En termes simples, le haut de l'image s'agrandit, tandis que le centre rétrécit. Utilisée dans un dôme de cinéma, cette méthode de projection peut entraîner une importante distorsion du ciel, comme des étoiles étirées en lignes, ce qui nuit à l'expérience visuelle.

Imagerie fisheye équidistante :

Cette méthode de projection utilise le principe de « cartographie équidistante », ce qui signifie que la distance entre chaque point de la sphère 3D et le centre de la sphère est la même sur un plan bidimensionnel.

Par conséquent, les pixels sont répartis uniformément sur la sphère. Les proportions de l'image restent constantes au zénith, à l'équateur et à l'horizon, sans étirement ni compression notables.

Il s'adapte parfaitement à l'écran hémisphérique d'un théâtre dôme, permettant aux spectateurs de voir des images sans distorsion sous n'importe quel angle de vue, améliorant ainsi le sentiment d'immersion.

De plus, c'est devenu la méthode de projection standard pour les cinémas dômes. En pratique, des prestataires comme Doitvision utilisent la technologie d'infographie pour affiner l'image. Par exemple, ils ajustent la résolution et les couleurs en fonction de la taille et de la courbure de l'écran afin de garantir un alignement parfait des bords de l'image avec l'écran, évitant ainsi les « bords noirs » ou les « chevauchements ». De plus, ils intègrent la technologie 3D pour créer du contenu 3D personnalisé, conférant à l'image un aspect tridimensionnel et superposé.

Quels sont les composants d’un théâtre volant ?

Quelle est donc exactement la structure d'un théâtre volant ? On peut le décomposer en quatre systèmes fondamentaux :

Système de cinéma dôme :

Le système de dôme de projection est l'« œil » du cinéma volant. Il détermine la qualité de l'image offerte au public. Les cinémas volants de Doitvision utilisent leur propre écran LED en dôme. Comparé aux dômes de projection traditionnels, notre système LED en dôme offre trois avantages majeurs :

Clarté supérieure :

Les LED à haute densité de pixels offrent une densité de pixels bien supérieure à celle des écrans de projection traditionnels, permettant l'affichage de détails d'image exquis.

Luminosité plus uniforme :

Les dômes de projection traditionnels sont sujets à une baisse de luminosité sur les bords. Cependant, la luminosité de chaque LED est contrôlée avec précision, ce qui permet d'obtenir une uniformité de plus de 95 % sur l'ensemble de l'écran, éliminant ainsi les irrégularités et l'assombrissement.

Vitesse de réponse plus rapide :

La vitesse de réponse des LED est mesurée en microsecondes, permettant un rendu parfait des mouvements à grande vitesse, tels que les virages rapides et les plongées pendant le vol, sans artefacts.

Outre le dôme LED, le système de cinéma dôme comprend également du contenu 3D personnalisé et un système de son surround. Le contenu 3D doit être produit sur mesure pour le scénario de vol. Le système de son surround doit correspondre précisément à l'action à l'écran. Par exemple, lorsque le siège simule une accélération, le son passe de l'arrière vers l'avant, simulant le sifflement du vent, permettant au public d'« entendre » la vitesse du vol.

Système d'assise 4D :

Si le système de dôme est l'élément visuel, le système d'assise 4D est l'élément tactile. En simulant les différents mouvements du vol, il permet au public de ressentir la réalité du vol. Le système d'assise 4D de Doitvison utilise six degrés de liberté (DDL). Ces six degrés de liberté permettent au siège de se déplacer dans six directions : haut et bas, gauche et droite, avant et arrière, tangage, roulis et lacet. Cela lui permet de simuler avec précision l'accélération, la décélération, les virages, les piqués et le tangage d'un vol.

Selon le mode de conduite, les sièges 4D sont classés comme hydrauliques ou électriques. Chacun présente ses propres avantages :

Entraînement hydraulique :

Le cœur de l’entraînement hydraulique est de contrôler le mouvement du siège par le biais de changements de pression d’huile hydraulique.

Avantages :

• Faible coût, adapté aux théâtres volants de petite et moyenne taille.
• L'entraînement hydraulique offre une puissance puissante, capable de simuler une « forte turbulence », comme les vibrations d'un avion voyageant dans les courants d'air.
• Structure relativement simple, faibles coûts de maintenance et faible taux de défaillance.

Inconvénients :

Précision de mouvement relativement faible

 il convient aux applications nécessitant des mouvements moins précis.

Entraînement électrique :

Le cœur de l’entraînement électrique est de contrôler le mouvement du siège via des servomoteurs.

Avantages :

• La haute précision des mouvements permet un contrôle des mouvements au millimètre près, comme la simulation de mouvements délicats comme les « montées lentes » et les « virages légers », rendant l'expérience de vol plus réaliste.
• Plus léger et plus facile à installer.
• Ils sont plus silencieux, garantissant ainsi aucune perturbation de l'expérience auditive du public.
• L'entretien est plus simple, sans nécessité de vidanges régulières de l'huile hydraulique.

Inconvénients :

Coût relativement élevé

Il convient aux théâtres volants moyens et grands.

Système de levage mécanique :

Le système de levage mécanique est l'« ascenseur » du théâtre volant. Il élève le public du sol au centre du dôme, alignant parfaitement son regard sur l'image du dôme tout en simulant l'expérience du décollage. Doitvison propose deux méthodes de levage mécanique : mécanique et hydraulique. Chacune est adaptée à des salles de différentes tailles.

Ascenseur mécanique :

L'élévateur mécanique utilise une structure « engrenage + rail de guidage ». Un moteur entraîne les engrenages, qui à leur tour élèvent et abaissent la plateforme du siège le long des rails de guidage.

Avantages :

Prix ​​bas et faible investissement initial ;

Structure simple et installation facile, adaptée aux lieux de petite et moyenne taille (tels que les musées scientifiques et les petits parcs à thème).

Inconvénients :

• Capacité de charge limitée, ne pouvant généralement accueillir que 5 à 10 personnes.
• Vitesse de levage relativement lente, ce qui entraîne une simulation moins efficace de « levage rapide ».

Ascenseur hydraulique:

L'élévateur hydraulique utilise une structure « vérin hydraulique + fourche à ciseaux ». L'huile hydraulique propulse le vérin, qui à son tour déploie et rétracte la fourche à ciseaux, ce qui élève et abaisse la plateforme du siège.

Avantages :

• Il a une forte capacité de charge, avec une charge maximale de plus de 20 tonnes, et peut accueillir une grande plate-forme d'assise pour 30 à 50 personnes.
• Il convient aux grands parcs à thème, aux attractions culturelles et touristiques et à d'autres lieux.
•  Il offre également une sécurité exceptionnelle
•  même en cas de panne de courant, des verrous hydrauliques maintiennent la plate-forme d'assise en place, évitant ainsi le risque de chute.
• Il a une vitesse de levage rapide, simulant un effet de « décollage rapide » et améliorant l'expérience de vol.

Inconvénients :

Il est relativement coûteux et légèrement plus difficile à installer et à entretenir.

Bien entendu, la conception du système de levage mécanique doit également tenir compte du champ de vision du public. Lorsque la plateforme atteint son point culminant, le champ de vision du public doit être approximativement aligné avec l'équateur du dôme afin de garantir une couverture complète de l'écran et d'éviter de voir des scènes hors champ.

Par conséquent, la hauteur de levage du système de levage mécanique doit être calculée avec précision en fonction du diamètre du dôme. Par exemple, pour un dôme de 15 mètres de diamètre, la hauteur de levage de la plateforme d'assise doit généralement être de 5 à 6 mètres.

Système de contrôle de sécurité :

La sécurité est essentielle à un théâtre volant. Les sièges devant se déplacer à grande vitesse et monter et descendre à haute altitude, le système de contrôle de sécurité doit être infaillible. Le système de contrôle de sécurité de Doitison utilise une double approche de sécurité, combinant contrôle actif et passif, pour garantir la sécurité de chaque spectateur.

Système de contrôle de sécurité passif :

Le cœur du système de contrôle de sécurité passive est la prévention.

Concrètement, dès qu'un spectateur s'assoit, des capteurs de pression détectent automatiquement sa présence, tandis que des capteurs de ceinture vérifient si le spectateur est attaché. Si un spectateur n'est pas attaché, le capteur transmet immédiatement un signal au système de contrôle, rendant l'expérience totalement inopérante jusqu'à ce que tous les spectateurs soient attachés.

De plus, les ceintures se verrouillent automatiquement pendant l'expérience, empêchant toute tentative de détachement. Cette conception élimine les risques de sécurité liés aux erreurs des spectateurs. Tout au long du vol, les spectateurs restent bien attachés.

Système de contrôle de sécurité actif :

Le cœur du système de contrôle de sécurité active est la réponse aux situations d'urgence. L'opérateur peut interrompre l'expérience à tout moment en fonction de la situation.

Le système de contrôle de sécurité active de Doitvison comprend un bouton d'arrêt d'urgence sur la console et des capteurs infrarouges installés dans la zone du siège. En cas d'anomalie, comme un mouvement inhabituel du siège ou une gêne soudaine, l'opérateur peut immédiatement appuyer sur le bouton d'arrêt d'urgence. Le siège s'immobilise en une seconde et descend lentement au sol, garantissant ainsi la sécurité du public.

De plus, le système de contrôle de sécurité active intègre une fonction d'autodiagnostic des pannes. Avant chaque sortie, le système effectue automatiquement une inspection complète du siège, du système de levage et des dispositifs de sécurité.

 Si un défaut est détecté, comme une fuite d'huile hydraulique ou une anomalie du moteur, une alarme sera immédiatement émise, interdisant le démarrage du manège jusqu'à ce que le problème soit résolu.

Théâtres à dôme volant 3D Types

Selon la taille et la méthode d'installation du théâtre, ils peuvent être classés comme verticaux, inclinés ou horizontaux.

Théâtres à dôme volant vertical

Ce sont les plus populaires. Des sièges dynamiques, disposés en couches et selon un système de coordonnées verticales, sécurisent le public. Le public est ensuite poussé vers l'avant et poussé dans le dôme, où ses pieds flottent librement dans le vide, pour finalement entrer dans une attraction dynamique et immersive.

Théâtres volants à dôme incliné

Ils sont utilisés dans les planétariums et conviennent également aux lieux de divertissement. Cependant, la proximité de l'écran avec le sol nuit à l'expérience visuelle des spectateurs aux premiers rangs, ce qui peut gêner les autres spectateurs. De ce fait, les dômes inclinés ne conviennent pas aux expositions/galeries, aux installations artistiques et aux événements organisés sous le dôme.

Théâtres volants à dôme horizontal

Ils conviennent aux installations artistiques immersives lors d'expositions et de festivals, comme dans les planétariums. Ils utilisent des sièges dynamiques inclinés avec des gradins omnidirectionnels ou directionnels pour assurer une vue complète de l'écran. Cependant, l'utilisation de dômes LED nécessite un angle de vision de 10 mètres.

Résumé :

En résumé, les cinémas dômes immersifs connaissent une croissance rapide sur le marché. Bien entendu, la conception et la réalisation d'un tel système représentent un véritable défi. Elles nécessitent une conception, une fabrication, une construction et une expérience finale complètes. En tant que fournisseur professionnel de cinémas dômes , Doitvision propose des services complets. Pour toute information sur nos solutions de cinémas dômes immersifs, n'hésitez pas à nous contacter.