デジタルシネマ Now !

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映画館設計のテクニカルガイド 前編

川上 一郎

今年に入ってもドルビーシネマやシネコるが、客席の照明を完全に暗くした上映で投射光軸が垂直でカーブスクリーンを採用

ン独自の PLF（Premium Large Format：は無いので、“Flat”と“Scope”上映でのしている場合が大半であるが、複合ビル内20m を越えるスクリーンと立体音響を売

画面両端部の見切り部分の黒色カーテンにの都市型シネコンでは構造上の制約から、り物にした没入感のある上映システム）ス

よるカットマスク操作は必要とならない。

下向きに映像を投射しているにもかかわらクリーン展開などのニュースが次々と報じ映画本編の上映に際しては、“Flat”とずカーブスクリーンを採用し、しかも投射“Scope” の 画 面 中 心 が 同 一 で あ る こ と光軸に対する傾斜（チルト）を設けていなられている。
今月号では、映画館設計の基本となるスが必須であるが、“Flat”の画角に対していことから画面下部の両端に明らかな歪曲

クリーンと観客席の配置、映写機の投影光“Scope”は上下が短くなるために上端・収差が発生してしまっている場合もある。

軸等々の技術的課題について紹介させてい下端にもカットマスクを動作させる必要が

図 1-3 は、画像上端が水平となる下向きただく。なお、今月号では前編としてスクある。

だき、後編では客席レイアウトや音響関係の話題を紹介していく。

投影スクリーンでのチルト角度設定事例であるが、完全に投射光軸に対して鉛直面とリーン関連の話題について紹介させていた次に、両端を湾曲させたカーブスクリーなることは困難であることから、チルト角ンとするか平坦なフラットスクリーンを採度についても 3 度を目安に設定することが用するかの選択がある。映写機の投射レン推奨されている。

最 初 に 紹 介 し て い く 内 容 は“How toズの収差設計は平坦なスクリーンで収差がDesign a Cinema Auditorium” と 題 さ無くなるように設計されており、カーブス

スクリーンサイズの選定では、図 1-4 のれている 67 頁のテクニカルハンドブッ

クリーンの曲率を上げ過ぎた場合には端部客席最後列でのスクリーン視認範囲と、図ク で あ り、 欧 州 を 中 心 に 展 開 す る UNICで収差が増幅されてくる事になる。

1-5 に示している客席中央列でのスクリーン視認範囲を参考にする必要がある。

（International Union of Cinemas） のRolv Gjestland 氏が執筆している。

スクリーンの設計指針

図 1-1 にカーブスクリーンでの座席配置

もっとも広幅となる 2.39:1 の Scope

事例を示しているが、一般的に推奨されて上映で、最後列からスクリーン迄の距離がいる曲率 5% のカーブスクリーンでは、最20m とすると、超小型スクリーンでは像前列の観客席では画面両端が視認できなく高が 4m 程度で、スクリーン幅は 9.6m がなる恐れがある。

最大となる。また、同様にスクリーン迄の最初にスクリーンを検討する場合に、距離が 30m の超大型スクリーンでは像高縦横のアスペクト比が問題となるが、デジ

図 1-2 は、映像上端が水平に投射される

タルシネマでは“Flat”と通称される 1.85:1ように配置した場合のカーブスクリーンののアスペクト比と、“Scope”と通称され末端が反り返る深さと、正面から見た場合スクリーンの選定にあたっては、入射光る 2.39:1 のアスペクト比に大別される。のスクリーン下端での湾曲度合いを示して量に対する反射光量の比であるゲインを決いる。

めなくてはならない。映画作品の最終的な

ただし、実際の上映では幕間広告などで4:3 や 16:9 の映像が上映される場合もあ24

FDI・2020・02

米国でのカーブスクリーン設置事例では、が 10m を越え、スクリーン幅も 24m 超えとなってくる。

仕上げ処理を行う試写室ではゲイン 1.0 のスクリーン奥⾏き

フラットスクリーン5%
カーブスクリーン

フラットスクリーン5%
カーブスクリーン

図 1-1カーブスクリーンと座席P
カーブスクリーン端部カーブ奥⾏側⾯図

正⾯図

図 1-2カーブスクリーンの曲率

チルト垂直

図 1-4最後列での見え方

投影光軸

チルトの投射⾓度

Hrakness Perlux HiWhite 1.40

Hrakness Clarus 220

垂直での投射角度

垂直投影（中⼼軸）
図 1-3

チルトスクリーン

通称“ホワイトマット”スクリーンを採用するが、一般的な映画館ではゲイン 1.3 ～1.8 の比較的高いゲインのスクリーンが使用されている。また、RealD による 3D 作品上映専用スクリーンではゲインが 2.2 以上の通称“シルバースクリーン”が使用されている。
図 1-6 には、異なるスクリーンゲイン

図 1-5中央列での見え方による相対スクリーン輝度と観察角度の関係を示しており、ゲイン 1.0 では観察角度が 60 度まで変化しても相対スクリーン輝り、 画 面 右 側 の ゲ イ ン 2.2 の Harknessと、スクリーンアドバタイジング用のデジ度は 80％以上を保っている。一方で、ゲClarus220 では客席の左右両端は 5 列目タルプロジェクタ（HD 解像度の民生機がイン 2.7 の高反射率シルバースクリーンでまで鑑賞に適さない状態となっている。

大半）を配置しているのが一般的である。

は観察角度 20 度で相対スクリーン輝度はこの高反射率スクリーンによる反射率の50％にまで低下し、観察角度 60 度では相視野角依存性は、輝度変化だけでは無く、

図 1-9 は、映写機の投影光軸の設計事例

対スクリーン輝度が実に 8% まで低下して映像の階調再現が損なわれたり、色味のズであり、映像上端部を水平にして、下向きいる。

レを引き起こしたりするので注意が必要でにレンズシフトで上映している一例である。

ある。

観客席をひな壇にするのか、見上げさせる形でスクリーンの中心に向けてセンター投

図 1-7 はスクリーンメーカの Harkness
が WEB で公開しているスクリーンゲイ

図 1-8 は映写室の機器配置事例であるが、影するのか等のさまざまなレイアウトが存

ンと最適鑑賞座席位置のシミュレータに中央にデジタルプロジェクタ、両側にフィよ る 計 算 結 果 で、 左 側 は ゲ イ ン 1.4 のルムプロジェクターを配置している映画館

Harkness Perlux HiWhite で客席エリアは数％にも満たないことから、実際には中

図 1-10 はスクリーンカットマスクの全体が良好な鑑賞ができる状態となってお央にデジタルシネマ上映用のプロジェクタ設計諸元である。アスペクト比 1.37:1 ～

在する

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FDI・2020・02

カーブスクリーン正⾯図P
カーブスクリーン端部

チルト垂直

カーブ奥⾏

側⾯図

正⾯図

チルト垂直
投影光軸

投射⾓度

Hrakness Clarus 220

Hrakness Perlux HiWhite 1.40
チルトの投射⾓度

射角度

垂直での投射角度

Hrakness Perlux HiWhite 1.40

Hrakness Clarus 220

図 1-7スクリーンゲインと最適鑑賞位置

図 1-6相対スクリーン輝度と観察角度

2.39:1 迄の 4 パターンである。左右のカッ事例である。映写室内側と観客席側とでガトマスクは、それぞれの幅のカットマスク

ラスの傾斜角を変えているのは二重窓内部を天井部分からロールで降下させる方式と、での共振音発生を防止する目的である。使幅方向に走行するガイドで展開する方式が用するガラスは光学グレードの透明性が高ある。

く光学歪みの無い素材に反射防止コーティ

Hrakness Perlux HiWhite 1.40

図 1-8映写室の機器配置例

Hrakness Clarus 220

図 1-11 は劇場内の映写窓設置事例であングを両面に施工する必要がある。また、り、映写室を設置している場合と、天井部二重窓内部には吸音材の設置が必要で、ガ垂直投影（中⼼軸）ラスーウールをつや消しの黒色ネットで覆に映写機を収納したボックスを吊り下げるう施工が一般的である。

垂直傾斜投影(下向き）

⽔平傾斜投(右向き）

いわゆるブースレス方式での設計事例である。デジタルシネマプロジェクタの光源が

図 1-15 は、人の水平方向視野角特性でレーザやレーザー＋蛍光体方式に移行してあり、文字や数字を認識している視野角はいることから、今後はブースレス方式での5 ～ 10 度の極めて限られた中心部のみで設置が主流になりそうである。

あり、シンボル等の輪郭や特徴を認識するのは 5 ～ 30 度、そして色彩の認識範囲は

図 1-12 は、スクリーンに投射する光軸

図 1-9映写機の投影光軸事例

垂直投影歪みなくてはいけない。

30 ～ 60 度である。とキーストン歪みを示しており、スクリー

この認識範囲は輝度や周辺環境の影響に

図 1-17 は垂直方向での視野角特性であンに対して垂直に投影すれば全く発生しなより変化するが、映画鑑賞においては照明り、リラックスした状態では水平から 15いキーストン歪みが、垂直方向の下向きにを落とした映画館内で 30 度程度の狭い視度下向きに視線があるとされている。垂直傾斜投影するとスクリーンの下部では拡大野角で映画を鑑賞していることになる。

方向でのシンボルなどの知覚範囲は 30 度される光学歪みが発生し、水平軸方向に傾

日常生活の中では、意識せずに眼球が動であり、色彩の認知範囲は 70 度とされて斜した場合には両端のどちらかで扇型に拡き、周辺部の色彩や状況を補足して、いわおり、水平方向の視野角特性と合わせて、大し、水平・垂直共に傾斜している場合にゆる空間認識を行っていることから、人間観客がリラックスした状態で映画を鑑賞ではいびつな台形状に投影されてしまう。の視野角がこんなに狭いとは感じていない。

きる観客席とスクリーン位置の相対関係を最大限考慮する必要がある。

従って、映画館設計での最優先事項は投射光軸の検討に際して可能な限りスクリー

図 1-16 は、客席最前列での視角歪みをン中心軸に近づけて投影することに加えて、示しており、スクリーン状に投影された円図 1-18 は客席最前列での見上げ角度を選定したプロジェクタの投射レンズの光軸形パターンが、観客席の位置から画面中心示しており、床面から 1200mm に観客のシフト機能でどの程度キーストン歪みが低の垂線に対する角度が大きくなれば投影さ視点があるとしてスクリーン中心に対する減できるのかを入念に検討する必要がある。

れた円の直径は 1/cos α変形して視認され見上げ角度は 25 度未満となることを推奨ることになり、この角度が 35 度未満であしている。

ることが推奨されている。45 度を越える

この推奨角度を超えた見上げ角度で映画する最大像高と最大増幅によるキーストンと鑑賞に堪えないとされており、観客席最を鑑賞することは首に対する過度の負荷を歪みの関係式と相関図を示している。

前列とスクリーン間の距離は最前列端部と長時間強いることになるので特に注意が必スクリーン中心線との相対角度から決定し要であるとされている。

図 1-13 には投影角度と投影距離、投影

図 1-14 は、映写室の防音二重窓の設計

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垂直投影歪み投射光軸反射防⽌コート
光学ガラス

吸⾳材

図 1-14映写室二重窓の設計事例

図 1-10スクリーンカットマスク
⽂字・数字の認識範囲
シンボルの認識範囲
⾊彩の認識範囲

⽔平⽅向の頭部可動範囲

図 1-11劇場内の映写窓設置事例29
図 1-15

垂直投影（中⼼軸）

垂直投影（中⼼軸）

垂直傾斜投影

垂直⽔平傾斜投影

⽔平傾斜投影(下向き）(右向き）

垂直傾斜投影

水平方向の視野角特性

垂直⽔平傾斜投影

⽔平傾斜投影(下向き）
図 1-12投影光軸とキーストーン歪み(右向き）投影された円形

n =歪み
d =画⾯上の円の直径
d1 =⾒かけの直径

視認される

視認される

a =⽬から画⾯の中⼼までの円形

円形

垂線に対する⾓度

垂直投影歪み %キーストーン

垂直投影歪み%キーストーン
垂直投影歪み%キーストーン＝投影⾓度（垂直・⽔平）

垂直投影歪み %キーストーン

図 1-16最前列での視角歪み

＝投影距離
＝最⼤像⾼

＝投影⾓度（垂直・⽔平）＝最⼤像幅

最⼤⾓度範囲＝投影距離

通常の⾓度範囲

＝最⼤像⾼

投射光軸

＝最⼤像幅

⾊覚認知範囲図 1-13投影光軸角度とキーストーン歪み
反射防⽌コート
光学ガラス

⽔平⽅向吸⾳材

図 2-1 ～図 2-9 は、“20F Technology

2-9 等に示されているように背景が黒の中Committee On-Screen Lightに大きさを変えた白色マークを投影して、Measurement Study Group” と し て 発

実際の映像上映時に近づけた状態で実効コ表された報告書から引用している。

ントラスト比を計測する試みである。

図 2-1 は ISO26431-1 での輝度測定ポが入力されない状態でのプロジェクタ光量る技術資料からの引用である。プロジェク

⽔平⽅向の頭部可動範囲
出力 100% のいわゆる全白と、光量出力タから投影した白黒市松格子のパターンは0% のいわゆる全黒の状態で、スクリーンスクリーンに投影されるが、映写室の窓に内の 9 箇所で輝度を測定し、スクリーン内よる光量損失や観客席内部での光散乱によの輝度均一性と合わせてコントラスト比を29
り白部分の輝度低下やコントラスト比低下計測している。

が発生し、さらにスクリーンから観客席側

この手法での最大の問題点は、プロジェに反射した光束がスクリーンに向かって再クタによる光量出力の測定方法が投影レン帰反射することから、市松格子の黒部分のズ取り付け口での光量計測を目的としてお輝度が上がってしまい、結果として本来のり、映画上映における実際の映像上映時で投影した白黒市松格子のコントラスト比がた円形

投影されのコントラスト比と異なることにある。
従っn =歪み

向通常の視⾓範囲

図 1-17垂直方向の視野角特性

図 1-18

最前列の見上げ角低下してしまう現象である。

d1 =⾒かけの直径

視認される

視認される

a =⽬から画⾯の中⼼までの円形

円形

垂線に対する⾓度

線⽅

図⽂字・数字の認識範囲
3-1 に示しているのは、“It’s not all

black and white”と題した BARCO によ
⾊彩の認識範囲て、図 2-2 や図 2-6・図 2-7・図 2-8・図な視シンボルの認識範囲イントである。一般的には、映像同期信号

d =画⾯上の円の直径

⾃然27

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ターゲットの像⾼⽐サイズ

20%
18%

１°ターゲット

16%

２°ターゲット

14%
12%
10%
8%
6%
4%
2%
0%
0123456

測定位置の像⾼距離

図 2-1

図 2-2

ISO26431-1輝度測定ポイント

ターゲットの像⾼⽐サイズ

高さ方向 3 分割の 9 点測定パターン

図 2-7パターン直径が H/5 の測定パターン

図 2-8

直径 H/10 の測定パターン

図 2-9

直径 H/5 の測定パターン

アスペクト⽐ 1.85:1 での上中下測定パターン

20%

ターゲットの像⾼⽐サイズ

図 2-6

18%

１°ターゲット

16%

２°ターゲット

20% 14%
18% 12%

１°ターゲット

16% 10%２°ターゲット

8%

14%

6%

12%

4%

10%

2%

8%

0%
06%

123456

測定位置の像⾼距離

4%2%0%0123456

測定位置の像⾼距離

図 2-3

1 度＆ 2 度ターゲットの像高距離によるサイズ変化

6

図 2-4

観客席内の測定箇所

図 3-1

ANSI コントラストの計算モデル

図 3-2 は 白 黒 市 松 格 子 の 白 色 面 積 を1%・10%・25%・50%（ANSI 規 格 ）変化させたテストパターンのイメージである。

図 2-5

推奨された観客席内の測定箇所

トラストと市松格子での ANSI 規格コントラスト比を比較している。
シーケンシャルコントラストでは反射型液晶素子による High Contrast LCOS が

図 3-3 は、図 3-2 によるテストパター

10000：1 と極めて高い値であるが、実ンで、DLP プロジェクタでキセノンランプ際の映像上映に近い ANSI コントラストで光源を使用し、観客席側の反射率を 1%・は 180:1 ともっとも低いコントラスト比2%・3% と変化させて測定した結果であとなっている。

る。市松格子の白色部分面積が 10％では観客席側反射率で実効コントラスト比に有DLP+XENON の ANSI コントラスト比意差があり、20% ではほぼ変わらない値

250:1 は、筆者が関わったデジタルシネマとなっている。

標準化技術プロジェクトでの実測値と近い数値であり、光源をレーザーに変えること

図 2-5

バルコニー席での推奨測定箇所

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図 3-4 は、BARCO による各種プロジェで相対的な散乱が減少し、レーザー光源でクタと光源の組み合わせで全白・全黒でのの ANSI コントラスト比は旧来製品よりはコントラスト比であるシーケンシャルコン格段に向上したと報告されている。

図 3-5 は、実映像で黒色部分の輝度を比較した結果を示しており、市松格子の白色面積 1.3％で High Contrast LCOS とBARCO の HCL Laser Phosphor の黒色輝度（nits）が一致している結果が報告されている。
実映像によるいわゆる“黒浮き”や、プロジェクタの性能による白色部分の輝度低下である“つぶれ”等々の、より感動を与える映像表現と繋がるスクリーンでの輝度・コントラスト測定方法については、今後も検討課題が多いことがうかがえる。
図 3-2

ANSI 近似パターンの⽩⾊⾯積変化パターン

引用文献

図 3-3

図 3-4

ANSI 近似パターンによる観客席反射率の影響

シーケンシャル＆ ANSI コントラスト⽐較

図 3-5•How to Design a Cinema Auditorium: Practical guidelines to architects,
cinemaownersandothersinvolvedinplanning and building cinemas”, Rolv
Gjestland,InternationalUnionCinemas,
https://www.unic-cinemas.org/
fileadmin/CinemaAuditoriumDesign_v1.0.pdf•“ 20F Technology Committee OnScreen Light Measurement Study
Group Report, 14 August 2014”,
S o c i e t y  o f  M o t i o n  P i c t u r e s  a n dTelevisionEngineers•“It’snotallblackandwhite”,GoranStojmenovik, 17/09/2018, BARCOWhitePaper•“GuidelinesfortheDesignofEffective
Cine Theaters（Part I of a Proposed
SMPTE Engineering Guideline”,
SMPTE Tutorial Paper, by William
Szabo•“ The importance of ANSI contrast
ratio in Cinema”, Tom Bert, BarcoWhitePaper,2/07/2018•“ B a r c o  A u r o M a x ;  r o o m  d e s i g n
g u i d e l i n e s ” ,  T o m  B e r t ,  B a r c oWhitepaper,4/10/2018•“A Tool for the Design of Audience
Space with Predetermined Visibillty
r f o r m a n c e ” ,  M E R T  C R A M E R ,UniversityofWaterlo•“ Dolby Atmos Specifications”,
Issue 3, 201 Dolby Laboratories,Inc.
S15/27842/28833

実映像での⿊⾊輝度⽐較

Ichiro Kawakami
デジタル・ルック・ラボ

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