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天象厅是一种演示天象的场所，多用于天文科普和教育，一般建设于天文馆、科技馆及各中小学校内。国内天象厅数量众多，达到世界领先水平，然而整体呈现两极分化，大部分天象厅还在使用第一代哑铃式样光学天象仪，而少数天象厅已安装昂贵的第三代的数字天象系统。国内的数字天象厅成本昂贵，而且缺乏互动环节。国内天象厅整体有待数字化普及、提高互动性。本文的主要内容如下： 首先，对比各类天文软件选择了WWT作为构建数字天象系统的基础，并对其进行分析和完善，实现了多类终端互动支持及各项性能的解析，对比分析集中式与分布式特点，最终构建了一个基于天文软件WWT的具有互动性的数字天象系统。 其次，对比选择了DLP技术作为天象厅中投影仪技术类型，给出了天象厅特殊环境中投影仪各类参数的选择原则。提出了天象厅中多投影设计的方法，该方法主要包括计算和仿真模拟两部分，基于ProjDesign开发的投影辅助设计工具程序完成了仿真模拟与修正，并基于该方法提出了多种天象厅中的投影方案设计及分析。最终通过实验手段验证了投影设计方法及多投影拼接的实现。 第三，提出了一种天象厅环境下的座席区设计方法，该方法将天象厅中的观众体验感分为五类，将感官体验量化，分别进行数学建模，然后将五个模型根据比重综合，得到天象厅中体验感的数学模型，对其进行分析得出较优的座席区范围，并引入偏转角变量设计了固定座席区与旋转座席区。并针对天象厅超大垂直面视野设计了一种座椅，该座椅能舒适地为观众提供较大的仰角观看节目。 第四，设计了一种互动式数字天象厅中的天象实时再现系统。该系统包含天文数据采集、数据传输、天文望远镜控制及同步，充分利用天文台资源实现了真实星空数据在互动式数字天象厅中的实时同步。 最后，针对方案设计及工程实践中遇到的相关问题，给出了各类实际解决方案，包括了球幕校正、投影仪固定、声学处理、兼容方案设计。