Aké technické špecifikácie sú dôležité pri projekcii v planetáriách? Aké vlastnosti si treba všímať a aké hodnoty by mali dosahovať, aby bol zážitok z návštevy planetária nezabudnuteľným zážitkom? Odpovede na tieto otázky nájdete na nasledujúcich riadkoch.

Okrem odpovedí na otázky v perexe, za zmienku stoja aj tieto zaujímavé fakty:

  • Ročne navštívi 4105 planetárií po celom svete viac ako 123 miliónov ľudí (Loch Ness Productions, 2015)
  • Vo svete je viac ako 30 dodávateľov technológií pre planetáriá, pričom 4 najväčší, Sky-Skan, Zeiss, RSA Cosmos a Evans & Sutherland, pokrývajú takmer 80% trhu (prehľad vo svete najrozšírenejších projektorov nájdete tu
  • Na Slovensku je 7 planetárií a niekoľko mobilných nafukovacích planetárií. Do troch rokov by malo vyrásť najmodernejšie planetárium aj v našom hlavnom meste.

Planetáriá počas svojej existencie prešli dlhým vývojom. V rôznych obdobiach sa spôsob zobrazovania pohybov hviezd a planét po oblohe líšil. Každá inovácia v elektronickom priemysle ale hlavne rozvoj počítačov sa výrazne prejavili aj v tomto odvetví. Viac o historickom vývoji planetárií si môžete prečítať v tomto článku.

Moderné planetárium v súčasnosti tvoria tieto 3 systémy:

  • digitálny – servre (SCISS, Fulldome.pro Media Server, VIOSO SERVERS)
  • software – aplikácie (Uniview, Stellarium, Multiverse, SPACE IMMERSIVE AND VR THEATERS)
  • video systém – digitálne projektory

Správna voľba všetkých troch systémov je jedným z najdôležitejších rozhodnutí planetária, ktoré môže rozhodnúť o jeho úspechu, respektíve neúspechu. Paradoxne však, kľúčovým prvkom dokonalej projekcie s vysokým jasom a vysokým kontrastom nie je ani jeden z týchto troch systémov. Tým je vnútorná plocha kupoly, na ktorú sa robí projekcia. Vzhľadom k tomu, že kupola je hemisférická, významná časť svetla z jednej polovice dómu je krížovo rozptýlená a končí na druhej polovici. Vytvára sa tak tzv.krížový odraz, ktorý znižuje kvalitu projekcie. (pozri časť Kontrast nižšie).

Jas

Aj keď sa to veľmi nekomunikuje, je všeobecne známe, že projekcia v planetáriách neovplýva vysokým jasom. Je to z dôvodu už spomínáného krížového odrazu kupoly. Z tohto dôvovdu je zbytočné inštalovať v planetáriách projektory s vysokou svetelnosťou, ktorých priečny rozptyl by “vypral” farby a čierna by vyzerala ako sivá, čo je najmä pri záberoch nočnej oblohy neželaný jav.

Aký je, teda optimálny jas projektoru pre planetáriá? Pre farebné obrazy astronomických snímkov je to dôležitý aspekt, pretože dynamika a gamut astronomických snímkov sú vysoké. Na zabezpečenie správneho zobrazenia farieb v kupole sa, preto odporúča zvoliť systém dostatočne jasný na dosiahnutie jasu bielej aspoň 5 cd/m².

Odrazivosť povrchu kupoly

Kupola, ako kľúčový prvok predstavuje určité obmedzenia nielen pre jas, ale aj pre kontrast projektorov. Kontrastné špecifikácie, ktoré výrobcovia projektorov uverejňujú často, ak nie vždy, popisujú pomer jasu medzi “Úplnou bielou” a “Úplnou čiernou” projekciou (kontrast medzi rámami). Tieto čísla môžu byť veľmi vysoké, zvyčajne viac ako 10.000: 1. V závislosti od konkrétneho použitia táto definícia pojmu “Kontrast” môže byť však zavádzajúca.

Pri sférických videách je dôležitejšia miera prelievania svetla zo svetlých oblastí do tmavých v dôsledku krížového odrazu kupoly. Na tento účel je vhodnejší intra-frame (alebo ANSI-) kontrast, ktorý popisuje pomer čiernych a bielych plôch premietaných vedľa seba v jednom ráme. Tento typ kontrastu je, preto tiež označovaný ako kontrast šachovnice. Platí, že čím nižšia je odrazivosť kupoly, tým lepší je kontrast šachovnice. Na druhej strane zasa nižšia odrazivosť znižuje jej jas.

S dnešnými technickými štandardmi však 50% odrazivosť kupoly je dobrým kompromisom za predpokladu, že projektory sú dostatočne silné na to, aby pri nej zabezpečili jas aspoň 5 cd/m².

Rozlíšenie

Aj keď neexistuje dostatočná konzistentnosť medzi odborníkmi v tom, ako definovať pojmy “4k” a “8k”, mnohí sa zhodujú v tom, že pojmy sa vzťahujú na priemerný počet pixelov na oboch polovicach veľkých kruhov projektovaných v kupole.

Dôležitejší parameter ako počet pixelov, je však ich veľkosť. Podľa Ackermana je pre väčšinu ľudí typický limit očného rozlíšenia asi 1,7 arcminúty (5,10 -4 radiánu). V extrémnom prípade, pre tých s najlepším zrakom a za optimálnych okolností to môže byť len 0,8 arc-minút. Uplatnením jednej oblúkovej minúty, ako najlepšieho kanonického odhadu pre obmedzenie očného rozlíšenia počas prehliadky digitálneho planetária je potrebné zobrazenie 10 800 pixelov. Ak sedí návštevník v strede kupoly (180 stupňov x 60 oblúkových minút) nemal by pri tomto rozlíšení vidieť pixelovanie obrazu.

Je potrebné spomenúť ešte dva ďalšie faktory. Po prvé, každý, kto vyrástol pri sledovaní televízie v PAL alebo NTSC štandarde, pozná rozdiel vo vnímaní rozlíšenia pri pohyblivých obrázkoch a pri statických obrázkoch. Toto je argument, ktorý znižuje potrebu vysokého zobrazenia. Ďalším argumentom smerujúcim rovnakým smerom je dobre opísaný v článku NSC Creative, ktorý analyzuje výsledky zobrazovania a vnímania 4k a 8k CGI obrázkov vedľa seba v 8k planetáriu. Záverom je, že je ťažké medzi nimi vidieť rozdiel, dupľom ak 4k obrázky sú premietané 8k technológiou. (NSC Creative, 2014 http://cinefex.com/blog/tag/nsc-creative/).

4k systém produkuje pomerne veľké “nadýchané” hviezdy, ktoré nevyzerajú ako prirodzená nočná obloha. Zobrazenie 8k-10k dnes možno považovať za dostatočné zobrazenie s ohľadom na rozlíšenie. Problém s rozlíšením však pravdepodobne úplne zmizne až, keď sa dosiahne zobrazenie (a obsah) s oveľa vyšším rozlíšením, napríklad 15k a viac. Hlavne pri zobrazeniach vektorového obsahu, akým sú hviezdy, tenké čiary alebo text.

Kontrast a svietivosť čiernej

Pri výbere technológie pre planetária by sa nemalo sústrediť iba na projektory. Do úvahy treba brať aj povrch kupoly a schopnosť ľudského oka vnímať vizuálne podnety. Krížový odraz spôsobuje, že farby blednú a čierna stráca svoju hĺbku. Kvôli tomu je nutné nájsť kompromis medzi reflexnosťou povrchu kupoly a svetelnosťou projektorov. Zníženie odrazivosti sa môže zdať ako plýtvanie výstupným jasom projektorov. V skutočnosti to, ale znamená, že druhý odraz svetla na kupole je výrazne znížený a fortiori tretí a každý ďalší. Týmto spôsobom je možné dosiahnuť lepší kontrast.

To znamená, že projektor s extrémne vysokým konktrastom alebo tmavým pozadím, bude na povrchoch s vysokou reflexnosťou strácať svoj výkon. V takom prípade je lepšie, ako klasickým konktrastom riadiť sa intra-frame (šachovnicovým) konktrastom a zvoliť ho v pomere najmenej 6:1. Prípadne investovať viac do rozlíšenia projektorov alebo zníženia odrazivosti povrchu kupoly.

Zdroje:

Ackerman, E. 1962, Biophysical Science, Prentice-Hall

Cinefex.com

NSCcreative.com

Loch Ness Productions