世界上最早的球幕电影诞生于1939年在纽约举行的一次世界博览会上。后经不断改进，才形成了今天这种全穹顶式的球幕电影。如果说3D电影将画面推送到人们面前，具有了层次感，那么球幕电影的贡献则是真正的让观影人走进了电影，鱼眼效果的放映技术让观众能够享受180°的广角观影，按照视觉理论，人的视域范围一旦超过150°，就会产生身临其境的错觉，因此，沉浸效果非常强烈，并且可脱离立体眼镜和头盔，产生立体视觉。
一、球幕电影现状
自从2010年3D《阿凡达》上映以来，3D电影发展便以雷霆之势席卷全球影视市场。后经过三年左右的发展，3D电影技术已日臻成熟，无论是画面真实感、立体感还是后期的精良制作，都受到广大观影群众的喜爱。由华谊兄弟出品、香港着名导演徐克执导的3D悬疑动作电影《狄仁杰之神都龙王》，就获得了高票房6亿人民币。由此可见，人们对于3D电影的追逐随着科技的发展而越发热衷。由此也可预见，未来人们对于影视的要求一定不仅仅限定在 3D、IMAX这样的观影体验之中了。
近几年，直径10米以上、采用数字放映方式的大型数字球幕电影（Fulldome digital movie,以下简称Fulldome，又称Large-scale immersive digital movie）开始出现，直径超过20米的巨型Fulldome很快也将成为趋势。据统计，目前国内已建成和正在建设的Fulldome剧院已有三十余家。
基于计算机图形学的Fulldome制作技术是最近几年兴起的一个新领域，它与传统的拍摄制作方式相比，可以制作出人类无法达到的过去世界、未来世界、微观世界、外太空世界等一切人类未知或无法拍摄到的世界，其表现潜力几乎不受限制。早期Fulldome电影用在太空剧场，最初用数字天象仪来放映天象影片，随着天象影片形式的丰富和影片题材的扩展，基于计算机图形学的Fulldome制作技术应运而生。
二、球幕电影制作目前的问题
目前Fulldome制作技术主要用于要求相对较低的天象题材影片。如果要进一步面向包括文物、生物、人物角色在内的更广泛题材影片，就必须面对真实感、分辨率、影片制作周期和变形处理等指标，实现对传统的鱼眼拍摄制作方式的超越。以下是对上述指标的分析：
1、三维数字制作的真实感，取决于三维数字化的精度、纹理的精度、色彩的准确度和光照处理。不管数字化的对象在现实中是否存在原型，在影视级的目标下，都必须满足客观性的要求：存在原型的，数字化的结果要求准确、要求忠实于原型，如文物；找不到原型的，也应符合科学性，如古生物，应依据化石和生物专家、考古专家的研究成果。
2、影片放映清晰度的决定因素包括：影片的输出分辨率和设备、场地的因素。其中，三维数字制作影片的输出分辨率取决于三维物体的几何精度、三维物体的纹理分辨率、三维物体与镜头距离等因素；设备、场地因素包括屏幕尺寸（在Fulldome电影里通常使用球幕直径）、观众到屏幕的距离、单个投影机的设备分辨率和投影机的个数（通道数）等。
3、影片制作周期主要包括两大部分：三维数字化的周期（又分为几何建模、纹理图像处理、纹理映射、动作建模、场景空间搭建、摄像机镜头摄制、灯光处理等），影片绘制的周期（又分为三维绘制和后期特效制作）。
4、在传统的鱼眼拍摄制作方法下，影片画面的变形问题不存在，因为拍摄和放映都使用鱼眼镜头；而数字制作，必须面临从矩形画面映射到球幕的过程，并需要解决该过程所导致的变形。
三、球幕电影应该考虑的因素
目前，较大规模的球幕表面一般使用金属板拼接而成。球幕设计时，需要考虑幕体的坚固性，球幕表面的光滑度、圆度误差。从声学角度，需要球幕声学特性的关键指标：混响时间。混响时间是指房间内声压级衰减60dB所需的时间，混响时间越短，越有利于声音的清晰。所以球幕系统一般要求混响时间在1~1.9秒以内。
另外投影机的选择也是系统的关键。投影技术发展很快，目前高分辨率、高亮度的投影机已经越来越普及。大型球幕系统中，根据屏幕尺寸和对分辨率的要求，可以选择1920×1080分辨率的高亮度工程投影机，也可选择1024×768分辨率的普通商用投影机。
在投影机类型的选择上，中低端系统主要一般选用DLP投影机，而高端系统，使用了激光光源的投影机。激光投影机之所以如此受人瞩目，3,000:1的超高对比度确实是其他光源望尘莫及的，而且激光投影机使用色纯度高的三原色激光作为光源，色彩的表现范围比三枪CRT投影机还要高得多。激光投影机也彻底摆脱了偏色的困扰。激光投影机的的色域范围是三枪CRT投影机的两倍以上。在投影机安装后，还需要使用遮光罩来解决投影画面漏光问题。
四、球幕电影未来的发展方向
1.对于全三维制作的科教记录片和动画片，如何在绘制结果的真实程度达到影视级的前提下，提高三维绘制的实时效率，最终为数字电影创意制作人员开发出一个辅助进行交互创作的环境。
2.如何通过研究数据采集、三维数字化以及实时三维绘制的架构和方法，提高影片的输出分辨率，使其达到8000×8000象素以上。这个指标对应的像素夹角为1.5弧分，一旦满足该夹角，即可让观众在巨型Fulldome剧场（直径超过20m）中完全达到精确辨识的目标，从而使得文物、古生物题材的巨型Fulldome数字制作成为现实。同时，这个目标也将Fulldome 的影片输出分辨率提高到国外现有水平（3160×3160）的2.5倍。
3.如何用计算机图形学中的小孔成像模型来有效模拟等距鱼眼（Equidistant Fish-Eye）成像模型，从而得到象素分布均匀的等距鱼眼图像， 并探寻一个与数字放映环境无关的球面映射变形解决方法。该方法的成功，将避免为不同标准的Fulldome放映环境花费的专门绘制时间，大大提高Fulldome制作对不断涌现的Fulldome剧场的适应性。
