Планетарии: Театры звездного неба

Введение

Театр, представляющий образовательные и развлекательные шоу об астрономии, театр для наблюдения за ночным небом.

Планетарий (планетарии) – это театр, построенный главным образом для демонстрации образовательных и развлекательных программ об астрономии и ночном небе, или для обучения небесной навигации. Основной особенностью большинства планетариев является большой куполообразный проекционный экран, на который проецируются сцены звезд, планет и других небесных объектов, реалистично движущиеся и имитирующие их движение. Проекция может создаваться различными способами, такими как звездный шар, слайд-проектор, видео, системы полнокупольных проекторов и лазеры. Типичные системы могут быть настроены для имитации неба в любой момент времени – в прошлом, настоящем или будущем – и часто изображают ночное небо таким, каким оно видится из любой точки на Земле. Планетарии различаются по размеру: от 37-метрового купола в Санкт-Петербурге, Россия ("Планетарий №1"), до трехметровых надувных переносных куполов, где зрители сидят на полу. Крупнейший планетарий в Западном полушарии – планетарий Дженнифер Чалсти в Научном центре Либерти в Нью-Джерси, диаметр его купола составляет 27 метров. Планетарий Бирла в Калькутте, Индия, является самым большим по количеству мест – 630. В Северной Америке наибольшее количество мест – 423 – в планетарии Хейдена при Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Термин «планетарий» иногда используется в обобщенном смысле для обозначения других устройств, иллюстрирующих Солнечную систему, таких как компьютерные симуляции или орререи. Программное обеспечение для планетариев – это приложение, которое создает трехмерное изображение неба на двухмерном экране компьютера или в гарнитуре виртуальной реальности для трехмерного представления. Термин «планетарианец» используется для обозначения сотрудника планетария.

Ранние годы

Древнегреческому полимату Архимеду приписывают создание примитивного планетария, способного предсказывать движения Солнца, Луны и планет. Открытие антикитерского механизма доказало, что подобные устройства уже существовали в античности, хотя, вероятно, и после жизни Архимеда. Кампанус из Новары описал планетарный экваторий в своей "Theorica Planetarum" и включил инструкции по его созданию. Глобус Готторфа, построенный около 1650 года, имел созвездия, изображенные на внутренней поверхности. Эти устройства сегодня обычно называют оррериями (в честь графа Орри). Фактически, многие современные планетарии оснащены проекционными оррериями, которые проецируют на купол Солнечную систему (включая Солнце и планеты до Сатурна) по их регулярным орбитальным траекториям. В 1229 году, после завершения Пятого крестового похода, император Священной Римской империи Фридрих II Гогенштауфен привез с собой палатку с отверстиями, изображающими звезды или планеты. Устройство приводилось в действие внутренним вращающимся столом, который вращал палатку. Небольшие размеры типичных оррерий XVIII века ограничивали их влияние, и к концу века ряд педагогов попытались создать версии большего размера. Заслуживают внимания усилия Адама Уокера (1730–1821) и его сыновей, стремившихся объединить театральные иллюзии с образованием. Эдуранион Уокера был центром его публичных лекций и театральных представлений. Сын Уокера описывает эту "Сложную машину" как "высотой двадцать футов и диаметром двадцать семь футов: она стоит вертикально перед зрителями, и её глобусы настолько велики, что отчетливо видны даже в самых отдаленных частях театра. Каждая планета и спутник, кажется, подвешены в пространстве, без какой-либо поддержки, совершая свои годовые и суточные обороты без видимой причины". Другие лекторы рекламировали свои собственные устройства: Р. Э. Ллойд предлагал свой Dioastrodoxon, или Большой Прозрачный Оррерий, а к 1825 году Уильям Китченер предлагал свою Ouranologia диаметром 42 фута (13 м). Вероятно, эти устройства жертвовали астрономической точностью ради зрелищности и сенсационных, вызывающих трепет изображений. Старейший действующий планетарий находится во фризском городе Франкер. Он был построен Эйзе Эйзингой (1744–1828) в гостиной своего дома. Эйзинге потребовалось семь лет, чтобы завершить строительство планетария в 1781 году. В 1905 году Оскар фон Миллер (1855–1934) из Немецкого музея в Мюнхене заказал обновленные версии зубчатого оррерия и планетария у М. Зендтнера, а затем работал с Францем Мейером, главным инженером оптических заводов Карла Цейса в Йене, над созданием крупнейшего механического планетария, когда-либо построенного, способного отображать как гелиоцентрическое, так и геоцентрическое движение. Он был представлен в Немецком музее в 1924 году, строительство которого было прервано войной. Планеты двигались по воздушным рельсам, приводимым в движение электродвигателями: орбита Сатурна имела диаметр 11,25 м. 180 звезд проецировались на стену электрическими лампами. В то время как это строилось, фон Миллер также работал на заводе Zeiss с немецким астрономом Максом Вольфом, директором обсерватории Landessternwarte Heidelberg Königstuhl Гейдельбергского университета, над новым дизайном, вдохновленным работами Уоллеса В. Атвуда в Чикагской академии наук и идеями Вальтера Бауэрсфельда и Рудольфа Штраубеля в Zeiss. Результатом стал планетарий, который генерировал бы все необходимые движения звезд и планет внутри оптического проектора и был бы установлен в центре комнаты, проецируя изображения на белую поверхность полусферы. В августе 1923 года первый (модель I) планетарий Zeiss проецировал изображения ночного неба на белую штукатурку полусферического бетонного купола высотой 16 м, установленного на крыше завода Zeiss. Первый официальный публичный показ состоялся в Немецком музее в Мюнхене 21 октября 1923 года.

The ancient Greek polymath Archimedes is attributed with creating a primitive planetarium device that could predict the movements of the Sun and the Moon and the planets. The discovery of the Antikythera mechanism proved that such devices already existed during antiquity, though likely after Archimedes' lifetime. Campanus of Novara described a planetary equatorium in his Theorica Planetarum, and included instructions on how to build one. The Globe of Gottorf built around 1650 had constellations painted on the inside. These devices would today usually be referred to as orreries (named for the Earl of Orrery). In fact, many planetariums today have projection orreries, which project onto the dome the Solar System (including the Sun and planets up to Saturn) in their regular orbital paths. In 1229, following the conclusion of the Fifth Crusade, Holy Roman Emperor Frederick II of Hohenstaufen brought back a tent with scattered holes representing stars or planets. The device was operated internally with a spinnable table that rotated the tent. The small size of typical 18th century orreries limited their impact, and towards the end of that century a number of educators attempted to create a larger sized version. The efforts of Adam Walker (1730–1821) and his sons are noteworthy in their attempts to fuse theatrical illusions with education. Walker's Eidouranion was the heart of his public lectures or theatrical presentations. Walker's son describes this "Elaborate Machine" as "twenty feet high, and twenty seven in diameter: it stands vertically before the spectators, and its globes are so large, that they are distinctly seen in the most distant parts of the Theatre. Every Planet and Satellite seems suspended in space, without any support; performing their annual and diurnal revolutions without any apparent cause". Other lecturers promoted their own devices: R E Lloyd advertised his Dioastrodoxon, or Grand Transparent Orrery, and by 1825 William Kitchener was offering his Ouranologia, which was 42 feet (13 m) in diameter. These devices most probably sacrificed astronomical accuracy for crowd pleasing spectacle and sensational and awe provoking imagery. The oldest, still working planetarium can be found in the Frisian city of Franeker. It was built by Eise Eisinga (1744–1828) in the living room of his house. It took Eisinga seven years to build his planetarium, which was completed in 1781. In 1905 Oskar von Miller (1855–1934) of the Deutsches Museum in Munich commissioned updated versions of a geared orrery and planetarium from M Sendtner, and later worked with Franz Meyer, chief engineer at the Carl Zeiss optical works in Jena, on the largest mechanical planetarium ever constructed, capable of displaying both heliocentric and geocentric motion. This was displayed at the Deutsches Museum in 1924, construction work having been interrupted by the war. The planets travelled along overhead rails, powered by electric motors: the orbit of Saturn was 11.25 m in diameter. 180 stars were projected onto the wall by electric bulbs. While this was being constructed, von Miller was also working at the Zeiss factory with German astronomer Max Wolf, director of the Landessternwarte Heidelberg Königstuhl observatory of the University of Heidelberg, on a new and novel design, inspired by Wallace W. Atwood's work at the Chicago Academy of Sciences and by the ideas of Walther Bauersfeld and Rudolf Straubel at Zeiss. The result was a planetarium design which would generate all the necessary movements of the stars and planets inside the optical projector, and would be mounted centrally in a room, projecting images onto the white surface of a hemisphere. In August 1923, the first (Model I) Zeiss planetarium projected images of the night sky onto the white plaster lining of a 16 m hemispherical concrete dome, erected on the roof of the Zeiss works. The first official public showing was at the Deutsches Museum in Munich on October 21, 1923.

После Второй мировой войны

Когда Германия была разделена на Восточную и Западную Германию после войны, фирма Zeiss также разделилась. Часть осталась в своей традиционной штаб-квартире в Йене, в Восточной Германии, а часть переехала в Западную Германию. Дизайнер первых планетариев для Zeiss, Вальтер Бауэрсфельд, также переехал в Западную Германию вместе с другими членами руководства Zeiss. Там он оставался в управлении Zeiss West до своей смерти в 1959 году. В 1954 году западногерманская фирма возобновила производство больших планетариев, а через несколько лет восточногерманская фирма начала производство небольших планетариев. Между тем, нехватка производителей планетариев привела к нескольким попыткам создания уникальных моделей, таких как планетарий, построенный Калифорнийской академией наук в парке Золотые ворота, Сан-Франциско, который функционировал с 1952 по 2003 год. Братья Коркош построили большой проектор для Бостонского музея науки, который был уникален тем, что стал первым (и на долгое время единственным) планетарием, способным проецировать планету Уран. Большинство планетариев игнорируют Уран, поскольку он виден невооруженным глазом лишь с трудом. Значительный импульс популярности планетариев во всем мире был дан космической гонкой 1950-х и 60-х годов, когда опасения, что Соединенные Штаты могут упустить возможности новой космической эры, стимулировали масштабную программу установки более 1200 планетариев в средних школах США. Арманд Шпиц осознал, что существует востребованный рынок для небольших и недорогих планетариев. Его первая модель, Spitz A, была разработана для проецирования звезд с помощью додекаэдра, что позволило снизить затраты на обработку при создании глобуса. Планеты не были механизированы, но могли перемещаться вручную. За ней последовали несколько моделей с различными улучшенными возможностями, пока A3P, проецировавшая более тысячи звезд, не получила моторизованные приводы для изменения широты, суточного и годового движения Солнца, Луны (включая фазы) и планет. Эта модель была установлена в сотнях школ, колледжей и даже небольших музеях с 1964 по 1980-е годы. Япония вошла в бизнес по производству планетариев в 1960-х годах, когда компании Goto и Minolta успешно продавали несколько различных моделей. Goto добилась особого успеха, когда японское министерство образования разместило одну из своих самых маленьких моделей, E 3 или E 5 (цифры обозначают метрический диаметр купола), в каждой начальной школе в Японии. Филлип Стерн, бывший лектор в нью-йоркском Планетарии Хейдена, предложил создать небольшой программируемый планетарий. Его модель Apollo была представлена в 1967 году с пластиковой программой, записанной лекцией и кинопленкой. Не имея возможности оплатить это самостоятельно, Стерн стал руководителем планетарного отдела Viewlex, аудиовизуальной фирмы среднего размера на Лонг-Айленде. Было создано около тридцати готовых программ для различных классов и широкой публики, а операторы могли создавать свои собственные или запускать планетарий в прямом эфире. Покупателям Apollo предоставлялся выбор из двух готовых шоу, и они могли приобрести дополнительные. Было продано несколько сотен экземпляров, но в конце 1970-х годов Viewlex обанкротилась по причинам, не связанным с планетарным бизнесом. В 1970-х годах была разработана киносистема OmniMax (ныне известная как IMAX Dome) для работы на экранах планетариев. В последнее время некоторые планетарии переименовали себя в купольные театры, предлагая более широкий спектр услуг, включая широкоэкранные или "окружающие" фильмы, видео в полном куполе и лазерные шоу, сочетающие музыку с лазерными рисунками. Компания Learning Technologies Inc. в Массачусетсе предложила первый легко переносимый планетарий в 1977 году. Филип Садлер разработал эту запатентованную систему, которая проецировала звезды, фигуры созвездий из различных мифологий, небесные системы координат и многое другое с помощью съемных цилиндров (Viewlex и другие последовали за ними, выпустив свои собственные портативные версии). Когда Германия воссоединилась в 1989 году, обе фирмы Zeiss поступили аналогичным образом и расширили свой ассортимент, охватывая куполы разных размеров.

When Germany was divided into East and West Germany after the war, the Zeiss firm was also split. Part remained in its traditional headquarters at Jena, in East Germany, and part migrated to West Germany. The designer of the first planetariums for Zeiss, Walther Bauersfeld, also migrated to West Germany with the other members of the Zeiss management team. There he remained on the Zeiss West management team until his death in 1959. The West German firm resumed making large planetariums in 1954, and the East German firm started making small planetariums a few years later. Meanwhile, the lack of planetarium manufacturers had led to several attempts at construction of unique models, such as one built by the California Academy of Sciences in Golden Gate Park, San Francisco, which operated 1952–2003. The Korkosz brothers built a large projector for the Boston Museum of Science, which was unique in being the first (and for a very long time only) planetarium to project the planet Uranus. Most planetariums ignore Uranus as being at best marginally visible to the naked eye. A great boost to the popularity of the planetarium worldwide was provided by the Space Race of the 1950s and 60s when fears that the United States might miss out on the opportunities of the new frontier in space stimulated a massive program to install over 1,200 planetariums in U. S. high schools. Armand Spitz recognized that there was a viable market for small inexpensive planetaria. His first model, the Spitz A, was designed to project stars from a dodecahedron, thus reducing machining expenses in creating a globe. Planets were not mechanized, but could be shifted by hand. Several models followed with various upgraded capabilities, until the A3P, which projected well over a thousand stars, had motorized motions for latitude change, daily motion, and annual motion for Sun, Moon (including phases), and planets. This model was installed in hundreds of high schools, colleges, and even small museums from 1964 to the 1980s. Japan entered the planetarium manufacturing business in the 1960s, with Goto and Minolta both successfully marketing a number of different models. Goto was particularly successful when the Japanese Ministry of Education put one of their smallest models, the E 3 or E 5 (the numbers refer to the metric diameter of the dome) in every elementary school in Japan. Phillip Stern, as former lecturer at New York City's Hayden Planetarium, had the idea of creating a small planetarium which could be programmed. His Apollo model was introduced in 1967 with a plastic program board, recorded lecture, and film strip. Unable to pay for this himself, Stern became the head of the planetarium division of Viewlex, a mid size audio visual firm on Long Island. About thirty canned programs were created for various grade levels and the public, while operators could create their own or run the planetarium live. Purchasers of the Apollo were given their choice of two canned shows, and could purchase more. A few hundred were sold, but in the late 1970s Viewlex went bankrupt for reasons unrelated to the planetarium business. During the 1970s, the OmniMax movie system (now known as IMAX Dome) was conceived to operate on planetarium screens. More recently, some planetariums have re branded themselves as dome theaters, with broader offerings including wide screen or "wraparound" films, fulldome video, and laser shows that combine music with laser drawn patterns. Learning Technologies Inc. in Massachusetts offered the first easily portable planetarium in 1977. Philip Sadler designed this patented system which projected stars, constellation figures from many mythologies, celestial coordinate systems, and much else, from removable cylinders (Viewlex and others followed with their own portable versions). When Germany reunified in 1989, the two Zeiss firms did likewise, and expanded their offerings to cover many different size domes.

Компьютерные планетарии

В 1983 году Evans & Sutherland установили первый цифровой планетарный проектор, отображающий компьютерную графику (планетарий Хансена, Солт-Лейк-Сити, штат Юта). Проектор Digistar I использовал векторную графическую систему для отображения звездных полей и линейных изображений. Это давало оператору большую гибкость в демонстрации не только современного ночного неба, видимого с Земли, но и неба, видимого из отдаленных точек в пространстве и времени. Новейшие поколения планетарных проекторов, начиная с Digistar 3, предлагают технологию полнокупольного видео. Это позволяет проецировать любые изображения.

Традиционные электромеханические/оптические проекторы

Традиционные проекционные аппараты планетариев используют полый шар со светом внутри и отверстием для каждой звезды, отсюда и название «звездный шар». Для некоторых самых ярких звезд (например, Сириус, Канопус, Вега) отверстие должно быть достаточно большим, чтобы пропускать достаточно света, поэтому в отверстии устанавливается небольшая линза для фокусировки света в четкую точку на куполе. В более поздних и современных планетариях звездные шары часто оснащаются отдельными проекторами для отдельных ярких звезд, выполненными в форме небольших ручных фонарей с фокусирующими линзами. Контактные прерыватели предотвращают проецирование светом ниже «горизонта». Звездный шар обычно монтируется таким образом, чтобы он мог вращаться целиком, имитируя суточное вращение Земли и изменяя имитируемую широту на Земле. Обычно также предусмотрен механизм вращения для создания эффекта прецессии равноденствий. Часто один такой шар крепится к южному полюсу эклиптики. В этом случае вид не может быть направлен настолько далеко на юг, чтобы образовавшаяся пустая область на юге проецировалась на купол. Некоторые звездные проекторы имеют два шара на противоположных концах проектора, как гиря. В этом случае можно показать все звезды, и вид может быть направлен к любому полюсу или в любую точку между ними. Однако необходимо следить за тем, чтобы поля проекции двух шаров совпадали в месте их соприкосновения или перекрытия. Небольшие планетарные проекторы включают набор неподвижных звезд, Солнца, Луны и планет, а также различные туманности. Более крупные проекторы также включают кометы и гораздо большее количество звезд. Дополнительные проекторы могут быть добавлены для отображения сумерек по краям экрана (вместе с городскими или сельскими пейзажами), а также Млечного Пути. Другие добавляют координатные линии и созвездия, фотослайды, лазерные дисплеи и другие изображения. Каждая планета проецируется с помощью остро сфокусированного прожектора, создающего световое пятно на куполе. Планетные проекторы должны иметь механизм для изменения их положения и, следовательно, имитации движения планет. Они могут быть следующих типов: Коперниковский. Ось представляет Солнце. Вращающаяся часть, представляющая каждую планету, несет источник света, который должен быть расположен и направлен таким образом, чтобы он всегда был направлен к вращающейся части, представляющей Землю. Это создает механические проблемы, в том числе: источники света планет должны питаться от проводов, которые должны изгибаться при вращении планет, а многократное изгибание медных проводов имеет тенденцию вызывать их обрыв из-за усталости металла. Когда планета находится в оппозиции к Земле, ее свет может быть заблокирован центральной осью механизма. (Если механизм планеты повернут на 180° относительно реального положения, источники света расположены на Земле и светят на каждую планету, и риск блокировки возникает при соединении с Землей.) Птолемеевский. Здесь центральная ось представляет Землю. Каждый источник света планеты находится на основании, которое вращается только вокруг центральной оси и направляется направляющим устройством, управляемым деферентом и эпициклом (или как их называет производитель планетария). Здесь необходимо пересмотреть числовые значения Птолемея, чтобы исключить суточное вращение, которое в планетарии учитывается иным образом. (В одном планетарии для этого потребовались орбитальные константы птолемеевского типа для Урана, о котором Птолемей не знал.) Компьютерное управление. Здесь все источники света планет находятся на основаниях, которые вращаются только вокруг центральной оси и направляются компьютером. Несмотря на то, что традиционные проекторы «звездных шаров» обеспечивают хорошее качество просмотра, они имеют ряд присущих им ограничений. С практической точки зрения, низкий уровень освещенности требует нескольких минут, чтобы зрение зрителей «привыкло к темноте». Проекция «звездного шара» ограничена в образовательном плане своей неспособностью выйти за пределы земного взгляда на ночное небо. Наконец, в большинстве традиционных проекторов различные наложенные системы проекции не способны к правильному затмению. Это означает, что изображение планеты, проецируемое поверх звездного поля (например), все равно будет показывать звезды, просвечивающие сквозь изображение планеты, ухудшая качество просмотра. По связанным причинам некоторые планетарии показывают звезды ниже горизонта, проецируя их на стены ниже купола или на пол, или (при яркой звезде или планете) светя в глаза зрителям. Однако новое поколение оптико-механических проекторов, использующих оптоволоконную технологию для отображения звезд, демонстрирует гораздо более реалистичное изображение неба.

Traditional planetarium projection apparatus use a hollow ball with a light inside, and a pinhole for each star, hence the name "star ball". With some of the brightest stars (e. g. Sirius, Canopus, Vega), the hole must be so big to let enough light through that there must be a small lens in the hole to focus the light to a sharp point on the dome. In later and modern planetarium star balls, the individual bright stars often have individual projectors, shaped like small hand held torches, with focusing lenses for individual bright stars. Contact breakers prevent the projectors from projecting below the "horizon". The star ball is usually mounted so it can rotate as a whole to simulate the Earth's daily rotation, and to change the simulated latitude on Earth. There is also usually a means of rotating to produce the effect of precession of the equinoxes. Often, one such ball is attached at its south ecliptic pole. In that case, the view cannot go so far south that any of the resulting blank area at the south is projected on the dome. Some star projectors have two balls at opposite ends of the projector like a dumbbell. In that case all stars can be shown and the view can go to either pole or anywhere between. But care must be taken that the projection fields of the two balls match where they meet or overlap. Smaller planetarium projectors include a set of fixed stars, Sun, Moon, and planets, and various nebulae. Larger projectors also include comets and a far greater selection of stars. Additional projectors can be added to show twilight around the outside of the screen (complete with city or country scenes) as well as the Milky Way. Others add coordinate lines and constellations, photographic slides, laser displays, and other images. Each planet is projected by a sharply focused spotlight that makes a spot of light on the dome. Planet projectors must have gearing to move their positioning and thereby simulate the planets' movements. These can be of these types:
Copernican. The axis represents the Sun. The rotating piece that represents each planet carries a light that must be arranged and guided to swivel so it always faces towards the rotating piece that represents the Earth. This presents mechanical problems including:
The planet lights must be powered by wires, which have to bend about as the planets rotate, and repeatedly bending copper wire tends to cause wire breakage through metal fatigue. When a planet is at opposition to the Earth, its light is liable to be blocked by the mechanism's central axle. (If the planet mechanism is set 180° rotated from reality, the lights are carried by the Earth and shine towards each planet, and the blocking risk happens at conjunction with Earth.) Ptolemaic. Here the central axis represents the Earth. Each planet light is on a mount which rotates only about the central axis, and is aimed by a guide which is steered by a deferent and an epicycle (or whatever the planetarium maker calls them). Here Ptolemy's number values must be revised to remove the daily rotation, which in a planetarium is catered for otherwise. (In one planetarium, this needed Ptolemaic type orbital constants for Uranus, which was unknown to Ptolemy.) Computer controlled. Here all the planet lights are on mounts which rotate only about the central axis, and are aimed by a computer. Despite offering a good viewer experience, traditional star ball projectors suffer several inherent limitations. From a practical point of view, the low light levels require several minutes for the audience to "dark adapt" its eyesight. "Star ball" projection is limited in education terms by its inability to move beyond an Earth bound view of the night sky. Finally, in most traditional projectors the various overlaid projection systems are incapable of proper occultation. This means that a planet image projected on top of a star field (for example) will still show the stars shining through the planet image, degrading the quality of the viewing experience. For related reasons, some planetariums show stars below the horizon projecting on the walls below the dome or on the floor, or (with a bright star or a planet) shining in the eyes of someone in the audience. However, the new breed of Optical Mechanical projectors using fiber optic technology to display the stars show a much more realistic view of the sky.

Цифровые проекторы

Все большее число планетариев используют цифровые технологии для замены всей системы взаимосвязанных проекторов, традиционно используемых вокруг звездного шара, чтобы преодолеть некоторые из их ограничений. Производители цифровых планетариев утверждают, что такие системы обеспечивают снижение затрат на обслуживание и повышение надежности по сравнению с традиционными "звездными шарами", поскольку они содержат мало движущихся частей и, как правило, не требуют синхронизации движения по куполу между несколькими отдельными системами. Некоторые планетарии сочетают традиционную оптико-механическую проекцию и цифровые технологии на одном куполе. В полностью цифровом планетарии изображение на куполе генерируется компьютером и затем проецируется на купол с использованием различных технологий, таких как электронно-лучевые трубки, ЖК-дисплеи, DLP или лазерные проекторы. В некоторых случаях используется один проектор, установленный вблизи центра купола, с широкоугольным объективом ("рыбий глаз") для равномерного освещения всей поверхности купола, а в других конфигурациях несколько проекторов, расположенных по периметру купола, обеспечивают плавное смешение изображений. Все цифровые проекционные системы работают, создавая изображение ночного неба в виде большого массива пикселей. Как правило, чем больше пикселей может отобразить система, тем выше качество изображения. Хотя проекторы первого поколения не могли генерировать достаточное количество пикселей для достижения качества изображения лучших традиционных "звездных шаров", современные высококлассные системы предлагают разрешение, приближающееся к пределу зрительного восприятия человека. ЖК-проекторы имеют принципиальные ограничения в способности проецировать глубокий черный цвет и яркий свет, что ограничивает их применение в планетариях. Проекторы LCOS и модифицированные LCOS улучшили контрастность ЖК-дисплеев и устранили эффект "сетки" – видимость зазоров между пикселями. DLP-проекторы с "темным чипом" улучшают стандартную конструкцию DLP и могут предложить относительно недорогое решение с ярким изображением, однако для достижения глубокого черного цвета требуется физическая защита от паразитного света. По мере развития и снижения стоимости лазерная проекция представляется перспективной для купольных проекций, поскольку она обеспечивает яркие изображения, широкий динамический диапазон и очень широкую цветовую гамму.

An increasing number of planetariums are using digital technology to replace the entire system of interlinked projectors traditionally employed around a star ball to address some of their limitations. Digital planetarium manufacturers claim reduced maintenance costs and increased reliability from such systems compared with traditional "star balls" on the grounds that they employ few moving parts and do not generally require synchronisation of movement across the dome between several separate systems. Some planetariums mix both traditional opto mechanical projection and digital technologies on the same dome. In a fully digital planetarium, the dome image is generated by a computer and then projected onto the dome using a variety of technologies including cathode ray tube, LCD, DLP, or laser projectors. Sometimes a single projector mounted near the centre of the dome is employed with a fisheye lens to spread the light over the whole dome surface, while in other configurations several projectors around the horizon of the dome are arranged to blend together seamlessly. Digital projection systems all work by creating the image of the night sky as a large array of pixels. Generally speaking, the more pixels a system can display, the better the viewing experience. While the first generation of digital projectors were unable to generate enough pixels to match the image quality of the best traditional "star ball" projectors, high end systems now offer a resolution that approaches the limit of human visual acuity. LCD projectors have fundamental limits on their ability to project true black as well as light, which has tended to limit their use in planetaria. LCOS and modified LCOS projectors have improved on LCD contrast ratios while also eliminating the "screen door" effect of small gaps between LCD pixels. "Dark chip" DLP projectors improve on the standard DLP design and can offer relatively inexpensive solution with bright images, but the black level requires physical baffling of the projectors. As the technology matures and reduces in price, laser projection looks promising for dome projection as it offers bright images, large dynamic range and a very wide color space.

Показывать содержимое

Во всем мире большинство планетариев проводят сеансы для широкой публики. Традиционно популярны представления на темы вроде «Что видно на небе сегодня вечером?» или шоу, затрагивающие актуальные события, такие как религиозные праздники (часто рождественская звезда), связанные с ночным небом. Многие планетарии предпочитают живой формат, так как ведущий может отвечать на вопросы зрителей. С начала 1990-х годов полнофункциональные 3D цифровые планетарии предоставили ведущим дополнительную свободу, позволяя моделировать вид из любой точки пространства, а не только с Земли, к которому мы привыкли. Эта новая возможность виртуальной реальности путешествовать по Вселенной дает важные образовательные преимущества, поскольку наглядно демонстрирует, что космос имеет глубину, помогая зрителям избавиться от древнего заблуждения о том, что звезды прикреплены к внутренней поверхности гигантской небесной сферы, и понять истинное устройство Солнечной системы и того, что за ее пределами. Например, планетарий теперь может «отправить» аудиторию к знакомому созвездию, такому как Орион, показывая, что звезды, кажущиеся с Земли объединенными в определенную фигуру, на самом деле находятся на огромных расстояниях друг от друга и не связаны между собой, кроме как в человеческом воображении и мифологии. Для людей с развитым визуальным или пространственным мышлением этот опыт может быть более эффективным с образовательной точки зрения, чем другие демонстрации.