Современные цифровые планетарии используют в качестве источника изображения цифровые проекторы, оснащенные специальными сверхширокоугольными объективами (один из таких можно увидеть в нашем Инстаграм). Эти системы позволяют отображать любой видео-контент (помимо тематических программ), превращая планетарий в цифровой иммерсивный кинотеатр. И создавая новые возможности для бизнеса. В этой статье мы постарались собрать и описать все основные характеристики, которым должен соответствовать «настоящий современный планетарий». Можно сказать, что здесь есть то, что необходимо в первую очередь знать для проектирования и оснащения планетария.
Планетарий в г. Якутске (спроектировано и оснащено Magna-Tech)
Наша статья будет посвящена современным цифровым планетариям. Стоит оговориться, что это весьма экзотичный (или специфичный) бизнес-объект. И возможно, у кого-то в памяти при слове «планетарий» всплывут картины из далекого прошлого – темный тесный зал и возможность почти легально поспать на скучной школьной экскурсии. Тем не менее, все не так или не совсем так (хотя любители поспать найдутся всегда и везде).
Новый проектор в Омском планетарии
Начать надо с того, что современный планетарий – это достаточно популярный объект так называемого «умного отдыха», которому (отдыху) исследователи в один голос прочат роль главного драйвера индустрии досуга. Проще говоря, уже сейчас жители больших городов предпочитают не просто отдыхать, а отдыхать умно. Планетарий занимает в этом смысле привилегированное положение, поскольку сочетает сразу три ипостаси: досуга, науки и искусства. Между прочим, в год планетарии посещают не менее 100 млн.чел. — данные Международного общества планетариев.
Стоит оговориться, что в этом есть и определенная проблема: неэффективно создавать планетарий просто ради демонстрации картинок в надежде на большой трафик. Деятельность планетария должна быть структурирована как образовательный процесс и без основательного научного и учебного наполнения потеряет свои конкурентные преимущества. Но развитие планетария как бизнес-объекта станет темой наших следующих публикаций, а пока мы сфокусируемся на более материальных вещах.
Екатеринбургский планетарий. Спроектировано и оснащено Magna-Tech
В материальном, самом что ни на есть железном смысле планетарий — это высокотехнологичный объект, который по сложности может дать фору самым продвинутым, но обычным кинотеатрам. По существу, это самый настоящий «иммерсивный» кинотеатр, который также представляют будущим и кинематографа, и кинопоказа (отметим в скобках, что «иммерсивный» эффект возникает когда угол обзора составляет не менее 180 градусов, а фактически это означает, что проекционные экраны окружают зрителя со всех сторон. В свою очередь, изображение, создающее иммерсивный эффект, строится в особой равнопромежуточной проекции, при которой сохраняется масштаб расстояний до объектов и которая позволяет словно заглянуть за край изображения).
Однако реализация подобного «изображения вокруг» сопряжена с целым рядом технических ограничений и нюансов. Которые в обязательном порядке нужно учитывать при проектировании и оснащении планетария. Резюме этих рекомендаций находится в самом конце статьи.
Сами же эти рекомендации были разработаны коллективом немецких экспертов, проводивших полноценные научные исследования планетариев как проекционных систем. Ссылка на оригинальные работы также будет в конце статьи.
Стандарты? Нее,не слышали
Нужно отметить, что на сегодняшний момент времени прогрессивное человечество еще не выработало общих правил и принципов, которые касались бы планетариев (в отличии от цифрового кинематографа, где таковые были сформулированы довольно быстро в рамках Digital Cinema Initiatives под чутким руководством голливудских студий-мейджоров). Кроме того, немаловажную роль играет то обстоятельство, что сейчас параллельно существуют (где-то конкурируют, где-то уживаются) два типа проекционных систем для планетариев.
Один из них – тот самый классический оптико-механический проектор, формирующий изображение звездного неба таким, каким оно видится с Земли. Изображение создается за счет использования ультра-ярких светодиодов и специальных механических конструкций. Второй – это цифровые проекторы, оснащенные сверхширокоугольными линзами (объективами). Оптико-механические проекторы идеально приспособлены для решения задач своего класса, но цифровые проекторы могут использоваться для отображения контента разных типов. Поэтому дальнейшее будет касаться в основном цифровых планетариев.
Вызов
Основная проблема полнокупольных планетариев как ни странно обусловлена их же основным достоинством – собственно куполом, точнее сказать, купольным проекционным экраном. С геометрической точки зрения этот экран представляет собой полусферу, а с физической – так называемую интегрирующую сферу.
Что бы это ни означало, подобное свойство будет причиной перекрестного рассеивания и отражения. Иначе говоря, каждый участок экрана (далее называемый «пикселем» в значении реального физического участка освещаемой поверхности) будет получать свет не только от проектора, но и от других участков экрана. Результат – «размывание» картинки и уменьшение контрастности.
Слева — оригинальный вид, справа — возникающий в результате перекрестного рассеивания ESO/S. Brunier
Яркость
Достаточно часто владельцы планетариев не рискуют приобретать по-настоящему мощные проекторы, дающие яркую и живую картинку. Связано это чаще всего с финансовыми ограничениями – планетарий не сравнится по прибыльности с кинотеатром. В сочетании с объективными свойствами полнокупольного экрана – тем самым перекрестным рассеиванием — это приводит к тому, что изображение оказывается намного более тусклым, чем в кино.
Рекомендация – выбирать проекционную систему (проектор плюс экран) таким образом, чтобы яркость самого светлого (белого) участка экрана была не менее 5 кандел/квадратный метр (стандартная единица яркости, далее кд/кв.м.)
Обратите внимание, что единицей измерения яркости являются именно кд/кв.м, а не люмены, в которых измеряется общее количество света. Поскольку яркость пропорциональна общему количеству света, многие производители предпочитают указывать именно его.
Отражающая способность экрана
Как уже отмечалось, конфигурация экрана задает определенные ограничения для достижения оптимального контраста. При этом производители проекторов часто если не всегда приводят данные по так называемому «межэкранному» контрасту, то есть соотношение полностью освещенного (белого) и дополнительному полностью неосвещенному (черному). Однако для полнокупольных цифровых планетариев гораздо более информативным оказывается «внутриэкранный» (ANSI) контраст, который означает соотношение наиболее светлого и наиболее темного участков экрана – при их одновременном отображении (тестом служат проецируемые черные и белые клетки).
Рекомендация – снижение отражающей способности экрана как минимум на 50 %.
Тест контрастности Взято из работы Max R. Robner, Lars Lindberg Christensen, and Claude Ganter «Characterising Fulldome Planetarium Projection Systems: The Limitations Imposed by Physics, and Suggestions on How to Mitigate
Разрешение
Разрешение сегодня является едва ли главной характеристикой, на которую обращают внимание при выборе проекционных систем. При этом существуют значительные разногласия, касающиеся того, как нужно понимать 4К, 8К и т.д. (напомним, что речь идет о физическом количестве участков освещаемой поверхности).
Хотя в целом вся индустрия согласна с тем, что это число в любом случае должно обозначать количество пикселей, равное половине площади всех больших кругов внутри полусферы.
Рекомендация — при определении разрешения использовать среднее значение для половины площади всех больших кругов.
Согласно авторитетным данным, разрешающая способность обычного человеческого глаза не превышает 1,7 угловой минуты (5 умножить на 10 в минус 4 степени радиан), в особых случаях это значение может равняться 0,8 угловой минуты. Приняв в качестве наилучшей оценки 1 угловую минуту, получаем значение примерно в 10 800 пикселей для зрителя, который находится в центре зала (угол обзора в 180 градусов умножаем на 60 угловых минут).
Можно сравнить полученное значение с разрешением для печати. Как известно, графические дизайнеры пользуются так называемым золотым правилом в 300 DPI (точек на дюйм). Для страницы формата А4 (21 см по ширине или 8.27 дюймов) количество пикселей будет равно 2480 пикселей с размером одного пикселя примерно 8,46 на 10 в минус 3 степени см. С учетом обычного расстояния для чтения в 40 см, получается 43 угловых секунды, что лишь на немного лучше значения в 1 угловую минуту.
Рекомендация — использовать разрешение в не более чем в 1 угловую минуту.
Дизайнер мог бы возразить, что печать с разрешением существенно ниже 300 DPI приводит к «пикселизации» изображения (распада на мельчайшие различимые фрагменты). Разрешение в 4К для проекционного экрана планетария примерно эквивалентно 81 DPI в так сказать в печатном эквиваленте. Таким образом разрешению в 300 DPI должно соответствовать проекционное разрешение не менее чем в 15К!
Далее, дизайнер мог бы возразить, что рекомендованное правило в 300 DPI справедливо только в отношении растровых изображений (где, собственно и фигурируют «пиксели» как цифровые элементы изображения). Для векторных объектов эти показатели должны быть существенно выше – 800 или 1200 DPI. В планетариях отображаемые объекты (звезды и т.д.) как правило являются векторными объектами, которые преобразованы в растровые и которые предполагают также высокое разрешение.
Есть, однако, еще два дополнительных соображения. Первое из них связано с различием в восприятии движущихся и неподвижных объектов – первые, при сверхвысоком разрешении, пикселизируются намного больше. Существуют также доказательства того, что 4К или 8К для мониторов в целом эквивалентно 8К для планетария.
Рекомендация — разрешение в 8К-10К является оптимальным для планетария.
Контраст и яркость черного
При проектировании и оснащении планетария необходимо брать в расчет не только основной источник изображения – сам проектор, но также учитывать свойства экрана и человеческого восприятия. Из-за перекрестного отражения следует уменьшать отражательную способность экрана и увеличивать яркость проектора. Кажется очевидным, что стоит приобретать проектор с наибольшим значением яркости, так сказать на выходе светового потока, но это не так: следует обращать внимание на значение вторичной яркости – результат взаимодействия светового потока и материала экрана.
Рекомендация — обращать внимание не на естественные («заводские») значения контраста, но на показатели экранных тестов (значение такого контраста должно быть не менее 6:1).
Краткие выводы
1.При проектировании и оснащении планетария необходимо учитывать характеристики и взаимодействие трех компонентов: проектора, экрана (купола) и субъективного восприятия.
2.В идеальном случае планетарий должен иметь один проектор (любого типа), расположенный по центральной вертикальный оси полусферы.
3.Необходимо предпринимать все меры для снижения отражательной способности экрана: использовать серые экраны или увеличивать диаметр перфорирующих отверстий, не забывая, что это может привести к потери яркости.
4.Значение яркости для наиболее светлых участков должна не менее 5 кд/кв.м и стремится к значению, рекомендованному DCI – 48 кд/кв.м
5.Разрешение должно рассчитываться как среднее значение половины площади всех больших кругов. Начальное значение не должно быть менее 8К и более 15К
6.Значение ANSI-контраста должно быть не менее чем 6:1
7.Естественное зрительное разрешение должно составлять по меньшей мере 1 угловую минуту
Источник: magna-tech.org
Для чего нужны планетарии сегодня?
Каждый год, во второе воскресенье марта в мире отмечают Международный день планетариев. В сегодняшней статье мы расскажем, для чего нужны планетарии и когда они появились, а также поделимся секретом, как сделать домашний планетарий своими руками.
Международный день планетариев
Международный день планетариев — это событие, которое проводится ежегодно во второе воскресенье марта. Оно призвано подчеркнуть важность планетариев как образовательного инструмента, позволяющего нам оценить величие и красоту Вселенной. Основными целями мероприятия являются информирование общественности о значимой роли, которую планетарии играют в культуре, науке и образовании, а также поощрение международного сотрудничества между планетариями разных стран. Благодаря Международному дню планетариев люди имеют возможность понять, что астрономия — это интересное и увлекательное занятие. В 2022 году Международный день планетариев выпадает на 13 марта
Итальянская ассоциация планетариев первой организовала День планетариев в 1991 году в Италии. Международное общество планетариев поддержало эту инициативу, и в 1995 году День планетариев впервые отмечался по всему миру. Изначально он был приурочен к воскресенью перед весенним равноденствием, однако позже дата события была перенесена на второе воскресенье марта, чтобы планетариям было легче планировать различные мероприятия заранее. Планетарии, которые не работают по воскресеньям, отмечают это событие в субботу.
Что такое планетарий?
Планетарий — это своеобразный научный кинотеатр, в котором представлены познавательные и развлекательные программы о ночном небе в частности и об астрономии в целом. Как правило, в планетариях изображения небесные объектов проецируются на большой куполообразный экран. Подобные представления обычно сопровождаются лекциями или музыкой.
Термин «планетарий» также может использоваться для описания других устройств, созданных для демонстрации Солнечной системы или Вселенной. Обратимся к истории, чтобы узнать больше о предшественниках современных планетариев и их эволюции от примитивных устройств до чудес науки и техники.
Когда появился первый планетарий?
История планетариев восходит к глубокой древности. Самое раннее известное изображение неба было найдено в гробнице Сенмута, древнеегипетского зодчего. Архимед, древнегреческий ученый, был первым, кто создал примитивный планетарий: около 250 г. до н.э. он сделал прибор из литого металла, демонстрирующий движение планет. Около 150 г. н.э. математик и астроном Птолемей подробно описал проект изготовления небесного глобуса. Хотя этот глобус так и не был найден, записи о его конструкции сохранились до наших дней.
В средние века в некоторых соборах использовались астрономические часы, показывающие положение Солнца, Луны, зодиакальных созвездий и крупных планет. В 1584 году датский астроном Тихо Браге создал небесный глобус, диаметр которого составлял около полутора метров; на этой модели небесной сферы были изображены звезды, видимые невооруженным глазом. Спустя несколько десятилетий, в 1654 году, в Германии был построен Готторпский глобус. Внутри этого сооружения диаметром около четырех метров находилась круглая скамья для нескольких человек. На внутренней поверхности Готторпского глобуса была изображена звездная карта с астрологическими и мифологическими символами.
Одним из предшественников современных планетариев является механическая модель Солнечной системы, воссоздающая движения планет и их естественных спутников вокруг Солнца. Впервые такой прибор был изготовлен в 1704 году часовщиками Джорджем Грэмом и Томасом Томпионом. В англоговорящем мире это устройство известно как orrery — это название оно получило в честь Чарльза Бойла, графа Оррери, английского дворянина и покровителя наук. Между 1774 и 1781 годами в Нидерландах был построен старейший действующий планетарий Эйсе Эйсинги, который, в действительности, является механической моделью Солнечной системы (orrery).
Кто изобрёл первый планетарий?
Иного способа демонстрации движения небесных тел не существовало до 1920-х годов, когда компания Carl Zeiss создала первый проекционный планетарий. В 1919 году у Вальтера Бауэрсфельда, главного конструктора компании Carl Zeiss, возникла идея проецирования небесных объектов в темной комнате. Бауэрсфельду и большой группе ученых и инженеров потребовалось несколько лет расчетов и исследований, чтобы воплотить эту идею в жизнь. В результате был построен первый современный проекционный планетарий, который позволил демонстрировать огромное разнообразие небесных тел, существующих в нашей удивительной Вселенной.
Что такое современный планетарий?
В 1980-х годах появились первые цифровые проекторы, отображающие компьютерную графику. Они сделали современную астрофизику доступной для широкой аудитории. Сегодня, благодаря компьютерной графике и данным о Вселенной, полученным не только при помощи телескопов, но и космических зондов, посетители планетариев могут отправиться в путешествие по космосу и посетить другие планеты и далекие звезды. Кроме того, существует множество переносных планетариев, широко используемых в школах, университетах и на выставках, а также приложений, которые помогают любителям астрономии исследовать Вселенную в любое время и в любом месте.
Как сделать планетарий своими руками?
Если в вашем городе нет планетария или вы просто хотите проявить креативность, вы можете сделать свой собственный домашний планетарий. Это, по сути, ночник, который проецирует звезды на стены и потолок комнаты. Чтобы сделать его, следуйте инструкции ниже.
- Возьмите банку от газировки или квадратную коробку для основы и найдите осветительный прибор, который поместится в выбранный вами контейнер и будет подключаться к источнику питания снаружи.
- Найдите схему созвездий в интернете и распечатайте ту, что вам понравится. Обратите внимание, что схема созвездий должна подходить по размеру к вашей банке или коробке.
- Временно приклейте схему к банке или коробке и с помощью булавки проделайте сквозные отверстия. Делайте отверстия побольше в тех местах, где на вашей схеме звезды изображены крупнее, и поменьше — для обозначения далёких и менее ярких звёзд.
- Снимите схему созвездий. Теперь вы видите пунктир из отверстий, через которые будет проецироваться свет.
- Сделайте отверстие для вашего осветительного прибора в нижней части контейнера и поместите прибор внутрь.
- Приклейте нижнюю часть к контейнеру и заклейте плотно все щели, которые пропускают свет.
Готово! Поставьте ваш мини-планетарий в тёмную комнату, включите его и наблюдайте за звёздами! Если вы хотите лучше разобраться в процессе, посмотрите эту видеоинструкцию о том, как сделать планетарий своими руками.
Есть и еще более простой способ воспроизвести звёздное небо у себя дома. Воспользуйтесь приложением для наблюдения за звёздами Star Walk 2 как вашим мобильным планетарием! Включите режим дополненной реальности, и вы увидите звездное небо прямо у себя в комнате. Наслаждайтесь звездами, планетами, созвездиями, спутниками и другими космическими объектами в небе над вами с вашим личным виртуальным планетарием!
Источник: starwalk.space
Как устроен мобильный планетарий для детей
Для начала уточним, о каком оборудовании идет речь. Мобильный планетарий – это передвижная установка, предназначенная для проведения интерактивных сеансов. Устройство ориентировано на детей младшего и среднего возраста, имеет небольшие габариты и стильный современный дизайн.
В состав планетария входят следующие компоненты:
- каркасный купол;
- сферическое зеркало;
- канальный вентилятор;
- фильтрационный модуль;
- мультимедийное оборудование.
Кожух устройства выполнен из прочного полимера. Он не пропускает свет, обеспечивает качественную шумоизоляцию. Материал устойчив к механическому и температурному воздействию, украшен принтами.
Принцип работы мобильного планетария
Запуск и эксплуатация надувного мобильного планетария происходит в несколько этапов:
- подбирается площадка для установки оборудования;
- монтируется каркас 3Д планетария;
- устанавливаются проекционные и акустические модули;
- выполняется тестовый вывод изображения и звука;
- начинается прием посетителей.
Внутри 3D планетария проигрываются тематические видеоролики, посвященные строению солнечной системы, созвездиям, небесным телам. Изображение проецируется на внутреннюю поверхность купола, создавая эффект полного погружения. Наличие звукового сопровождения усиливает эффект присутствия. Ребята узнают об особенностях галактики, получают информацию об устройстве родной планеты.
С помощью надувного планетария и проекционной системы транслируются самые разные фильмы, в том числе о подводном мире и стратосфере.
Разновидности оборудования
Купить детский планетарий можно в различном исполнении:
- надувной купол с классической проекционной системой;
- надувной купол с проекционной системой Fepas;
- каркасно-вакуумный купол с классической проекционной системой;
- каркасно-вакуумный купол с проекционной системой Fepas.
Проекторы Fepas комплектуются модулями Sony LCDx3, выводящими изображение в разрешении Full HD. Мощность светового потока – 4300 лм. Видео обладает высокой контрастностью, создает незабываемые образы.
Продолжительность одного сеанса не превышает 40 минут. Это позволяет комфортно вписать использование планетария в школе в рамках учебного процесса, не меняя график уроков.
Возможна установка планетария в детском саду. Для маленьких посетителей предусмотрены яркие развлекательные и познавательные видеоролики.
Приобретение устройств
Купить планетарий для школы можно в нашей компании. Мы предлагаем функциональное оборудование от ведущих производителей отрасли. В дополнение к мультимедийным установкам мы предлагаем разборные кресла, поролоновые и кресла-мешки для установки в куполе.
Цена передвижного мобильного планетария зависит от конфигурации и в нашей компании варьируется от 214000 руб. за надувной купол с зеркальной проекционной системой до 695000 руб. за каркасно-вакуумный купол с проекционной системой Fepas.
Планетарий под куполом имеет множество преимуществ:
- удобство транспортировки;
- возможность установки на открытом воздухе;
- быстрый монтаж в течение одного часа;
- значительная вместимость купола;
- прекрасная эргономика;
- привлекательный дизайн;
- оборудование готово к эксплуатации, не требует дополнительной калибровки.
Планетарий сокращает расходы на образовательные поездки, расширяет возможности подачи материала для педагогов, а также может просто разнообразить досуг детей и подростков.
Получить дополнительные сведения о планетариях можно у наших консультантов. Специалисты расскажут о характеристиках оборудования, порекомендуют оптимальное решение под ваши задачи и бюджет, уточнят наличие конкретных моделей, согласуют вопросы доставки и оплаты. Мы работаем с частными лицами, коммерческими и государственными учреждениями.
Источник: gramat.ru