איך לבחור פלנטריום מקצועי למוסדות - הקמת פלנטריומים

 

פלנטריום הינה מערכת המורכבת משלושה חלקים עיקריים

נתחיל בהיכרות קצרה עם הרכיבים הנדרשים לפלנטריום מקצועי למוסדות לימוד, אוניברסיטאות ומוזיאונים

כל אחד מהחלקים הינו חשוב בפני עצמו וכחלק אינטגרלי מהמערכת השלמה :

א. מקרן פלנטריום

ב. כיפה ייעודית להקרנה

ג. מערכת קול 

IMG 2119

תמונה: מקרן וכיפת פלנטריום EMERALD

 

 

  

 

מקרן פלנטריום

מאפייני הקרנה של מקרני פלנטריום

 

1. אנלוגי

מיועדים להקרנה בשני ממדים 2D: מציג כוכבים ופלנטות בתור נקודות נעות. המודלים המוצגים הנם פשוטים יחסית ומאפשרים הצגה 'שטוחה' של היקום (לא אפשרי להקיף פלנטה או לצאת למסע בין הכוכבים ביקום בתלת ממד).

עקרון הפעולה: לרוב מורכבים כדור/דיסק מחורר בעל נורה במרכזו, אלומות האור שיוצאות מהחורים מוצגות על הכיפה. קיימים דגמים שונים אולם עקרון הפעולה הנו דומה.

הם אינם ניתנים לעדכון רציף של מידע אסטרונומי דרך רשת האינטרנט, לא מאפשרים הקרנה של מופעים מתחומי דעת שונים ומציגים מידע מוגבל בנוגע ליקום אשר נשען גם על דיוק מכאני שנתון לטעויות (מחזוריות וספורדיות כאחד).

starball

תמונה: מקרן פלנטריום אנלוגי. Credit: Wikipedia

 

 

2. דיגיטלי

מיועדים להקרנה בשלושה ממדים (3D,2D ו-5D עם פלטפורמות נעות): מאפשרים להקיף את הפלנטות, לצאת למסע ברחבי הגלקסיה ולהציג את היקום באורכי גל שונים.

עקרון הפעולה: מקרן דיגיטלי (אחד או יותר) בעל מערכת עדשות מיוחדת המאפשרת פיזור התמונה על הכיפה. העדשות בשילוב תוכנת הפלנטריום מעניקים תיקון גיאומטרי לתוכן המוקרן, כך שהתוכן מקיף את הצופה ב-360 מעלות.

 

תמונה: מקרן פלנטריום נייד GOLD-LITE

 

 

ישנן מערכות פלנטריום בהן על המפעיל להתעסק עם חיווט וחיבור חלקי המערכת בכל פירוק והפעלה הכוללות אפילו הרכבה ושינוי של רכיבים שונים.

דבר שאורך זמן, עלול להוציא את האופטיקה מאיפוס וגורם לבלאי-מואץ של חלקי המערכת. 

חשוב לוודא שמערכת ההקרנה נמצאת בתוך קופסאת מגן סגורה, ומאפשרת הפעלה פשוטה וישירה. (אינה מצריכה הרכבה של עדשות או מתאמים שונים בכל הפעלה).

 

באמצעות המקרן הדיגיטלי ניתן להקרין תוכן מתחומי דעת שונים כגון אסטרונומיה, ביולוגיה, פיזיקה, גיאוגרפיה, רפואה, סימולאטור טיסה אמנות ועוד.

המקרן הדיגיטלי מאפשר להציג מודלים מורכבים של היקום שלנו, כדוגמאת מסלולי הפלנטות והירחים שלהן, ואפילו תנועתם של אסטרואידים בודדים.

המקרן מחובר למערכת מחשוב ובקרה הכוללת שלטים, מסכים ותוכנות ייעודיות לפלנטריום.

 

 

IMG 2186

 תמונה: הקרנת תוכן דיגיטלי ב-360 מעלות, כיפת פלנטריום אמרלד

 

תוכנות הפלנטריום המתקדמות ביותר - מקנות למפעיל הפלנטריום את האפשרות לערוך מופעים בהכרת שמי הלילה לקהל בזמן אמת, וכן 'לנוע' בין תוואי השטח של כוכבי הלכת והירח בשלושה ממדים. עד כדי יציאה מהגלקסיה שלנו ומידול מדויק של גלקסיות רחוקות.

 

צפו בסרטון מקרן הפלנטריום אמרלד: 

פלנטריום בשפה האנגלית  |  פלנטריום בשפה הספרדית  

פלנטריום בשפה הערבית  |  פלנטריום בשפה הסינית 

 

 

 

'צפייה ישירה' בהקרנה: ללא הסתרה על-ידי המקרן

 

אחד הפרמטרים החשובים ביותר במקרן פלנטריום מקצועי הוא שעליו לאפשר צפייה ישירה בתוכן המוקרן ללא הסתרה. (כפי שנהוג בבתי קולנוע מקצועיים)

דהיינו שהמקרן והעדשות יהיו נמוכות ככל הניתן ביחס לקהל. אסור שהמקרן יוגבה על עמוד או במה מכל סוג, שמא יגרום להסתרה של התוכן/כיפה לצופה.

הגבהת המקרן בהקרנה רדיאלית גורמת להסתרה של חלק מהתוכן המוקרן בזוויות שונות (פגיעה בחוויית הצפייה) ובכך סותרת את מהות הפלנטריום כסביבת 360 Immersive.

במערכות הפלנטריום המקצועיות קיימים פתרונות אופטו-מכאניים המונעים הסתרה זו.

 

יש למקם את המקרן על-גבי הרצפה ללא הגבהה בכדי לאפשר הקרנה אופטימאלית, ללא הסתרת הכיפה בזוויות צפייה נמוכות

IMG 2097 

תמונה: מסע בתחנת החלל הבינלאומית ISS באמצעות תוכנת הפלנטריום MultiVers2

 המקרן ממוקם על גבי הרצפה -  ומאפשר צפייה ישירה, ללא הסתרה לקהל

 

 

 

  

כאמור בכדי לאפשר חוויה אופטימאלית בפלנטריום על המערכת האופטית לאפשר הקרנה מדויקת של 180°X360° על הכיפה (180°X360° Angle of projection) ללא הגבהה.

בפלנטריומים קבועים מקצועיים המיועדים למוסדות לימוד, אוניברסיטאות וכן מוזיאונים - מייצרים מודולי אופטיקה המתוכננים באופן מיוחד למקום ההתקנה (Customized planetarium optics), כך שתתקבל הקרנה איכותית ואופטימאלית בזוויות הקרנה מדויקות למערכת הנתונה.

איור א: עיצוב אופטימאלי, עם זווית הקרנה של 180 מעלות

 איור ב: עיצוב נחות, עם זווית הקרנה של פחות מ -180 מעלות

 

 

 

איכות התמונה הסופית של המערכת - תלויה בגורמים רבים, אלו דורשים חישובים מורכבים בשלב תכנון הפלנטריום, הנדסה זהירה ויישום אופטימאלי.

בראשם רזולוציית המקרן, ניגודיות ההקרנה, בהירות ההקרנה ואופי המסך.

רזולוציה - כל שזו תגדל הדמות תיראה 'חדה' יותר. רזולוציות ההקרנה כיום נעות בין 1K בפלנטריומים ניידים ל-8K בפלנטריומים קבועים.

בהירות - עם עליית הבהירות הדמות תהיה בהירה יותר. בהירות גבוהה עלולה לגרום להחזרי אור והפחתה באיכות הדמות המוצגת עד כדי אי נוחות לצופה.

ניגודיות - ככל שהניגודיות גדלה כך הדמות תופיע 'חיה' יותר, דהינו ההפרש בין הפיקסל הבהיר ביותר לכהה ביותר תהה מרבית.

 מסך (כיפה) - אלבדו המסך באורכי הגל השונים משפיע באופן מהותי על איכות ההקרנה הסופית. מסך הפלנטריום הינו האלמנט האופטי הגדול ביותר במערכת(!). חלק חשוב מתכנון פלנטריום הינו יצור והתאמה נכונים של מערכת ההקרנה לכיפה. ראו בהקשר זה 'כיפת פלנטריום' בסעיף הבא.

 

 

אחד הפיתוחים החדישים והמרגשים בתחום הפלנטריומים המקצועיים מאפשר להקרין תוכן אסטרונומי שמצולם על-ידי מפעיל הפלנטריום בטלסקופים בזמן אמת (L.O.P.C system), כך שניתן לערוך מחקר אסטרונומי הלכה למעשה בפלנטריום.

 

 

 

 

כיפת פלנטריום

ניתן לחלק את אופי ההתקנה לפי כיפות פלנטריום ניידות וכיפות פלנטריום קבועות בהתאמה.

למטרות חינוכיות התלויות תקציב, הפלנטריום הנייד הינו התאמה נהדרת. בייחוד אם המטרה לאפשר אחסנה מהירה ופשוטה של הציוד ומעבר בין בתי ספר שונים.

הכיפות הקבועות ניתנות להתקנה שתאפשר המשך הפעלה של החדר ככיתת מחשבים/ספרייה באמצעות הנדסה מחושבת. כך ניתן להתקין מערכת פלנטריום ותוך כדי לשמור על מעבר תלמידים שוטף וציוויון החדר הנוכחי.

 

 

1. כיפת פלנטריום ניידת

כיפות הפלנטריום הניידות  מתוכננות עם דגש על התקנה מהירה, ניידות וקלות שימוש. מבנה עמיד זה מתאים באופן מושלם לאזורים מרוחקים, לכיתות קטנות, לירידי מדע ולמפעילי פלנטריום שיש להם צורך בניידות.

 עקרון פעולה: בד בעל שכבה כפולה, האחת ייעודית להקרנת תוכן דיגיטלי (Micro-Elements-Fabric - MEF) ושומרת על יחס ניגודיות גבוהה, והשכבה השנייה מונעת כניסת אור כלפי פנים. המבנה מתנפח באמצעות מפוח המעלה את לחץ האוויר הפנימי ושומר על צורתו הכדורית.

יש להימנע ממאווררים שהינם בעלי כושר דחיסה קטן, אחרת הכיפה תקרוס עם כניסה/יציאה של תלמידים, וכן מכיפות עם בד נחות (כדוגמת PVC ופלסטיקים אחרים) שאינו מיועד להקרנה דיגיטלית.

המבנים הטובים בעולם כוללים בנוסף טבעת אופקית משולבת, המעניקה אופק גבוה יותר ויציבות מבנית רמה כך שהמבנה נשאר מנופח גם בעת כניסה ויציאה של קהל (אינו קורס) וידידותי לכיסאות גלגלים.

כיפות פלנטריום ברמת 'פרימיום' כוללות בנוסף גם כיסוי חיצוני (Double skinned dome), המאפשר הפעלה בתנאי תאורה גבוהים במיוחד וכן אורך חיים גבוהה בפעילות אינטנסיבית, תוך כדי שמירה על 'חושך-מוחלט' בתוך הכיפה.

תמונה: כיפת פלנטריום ניידת ומפוח

 

תמונה: כיפת פלנטריום ומקרן נייד טרם פעילות, ניתנים להקמה על-ידי איש אחד

 

 

 

 

 

 

2. כיפת פלנטריום קבועה

 

כיפות פלנטריום מהוות "בתי קולנוע 360 מעלות". כיפות פלנטריום הקבועות מצריכות התקנה של צוות מקצועי ומיועדות למקומות סגורים.

קיימים מספר סוגים של כיפות קבועות:

א. כיפות פלנטריום קלות Fabric-LITE - איכות גבוהה מאוד ביחס תועלת הגבוה ביותר. אינן מצריכות קונסטרוקציה מיוחדת וניתנות לפירוק במידת הצורך.

הכיפות הקלות בנויות משילדה קשיחה ומסך בעל דופן כפולה. המסך נמתח על-גבי המסגרת ומעניק משטח הקרנה חלק ומרשים.

 

סרטון: תהליך מתיחת הבד בכיפה הקלה

תמונה: הקרנה על כיפה קלה מדגם Fabric-LITE

הכיפה הותקנה כך שתאפשר מעבר תלמידים חופשי באולם כאשר הפלנטריום מכובה

 

 

ב. כיפות פלנטריום קשיחות - עשויות מסגמנטים של פייברגלס או פח/אלומיניום מחורר. מחירן גבוה ביחס לכיפות הקלות, משקלן גדול ביחס לקוטר, מצריכות קונסטרוקציה מיוחדת ואינן ניתנות לפירוק מהיר. אומנם משטח ההקרנה בכיפות הקשיחות מקצועיות הינו ברמה גבוהה, עם זאת אינו עולה בהכרח באיכותו על זה של הכיפות הקלות. אלו מתאימות בדרך כלל למוסדות אקדמיים ומוזיאונים.

 IMG 1887

 IMG 2203

 תמונות: כיפות פלנטריומים קבועות מפח מחורר עם מערכת Emerald GOLD-PLUS-FIXED

 

 

 

 

 

מערכת קול

מערכת קול והתאמתה לפלנטריום באופן מיטבי הינו תחום בפני עצמו. אופי ההגברה, מיקום הרמקולים ועוד ישפיעו על חוויית הקהל בפלנטריום.

בעוד וההגברה הפשוטה ביותר לפלנטריום דיגיטלי הנה סטריאו-2.1, ניתן להגיע לחוויית שמע רב ממדית המגרה את החושים באמצעות סראונד-7.2 שגם מוטמע בתוך כסאות האולם.

1. סטריאו-2.1 - פשוט, זמין ואקונומי. מצריך הנדסת קול מדויקת.

2. סראונד7.2 - מורכב, משך הטמעה ארוך ויקר. מצריך אפיון ומיפוי מקומי דקדקני. לאלו השואפים לטוב ביותר ובעלי תקציב מתאים.

 קיימות בנוסף אפשרויות ביניים לבחירת מערכת אודיו -  7.1,6.1,5.1 Channel 

 ההעדפה בדרך כלל הינה שהסאונד יגיע אל הקהל מהצד האחורי של הכיפה, לשם כך החומר ממנו מורכבת הכיפה צריך לאפשר מעבר קול אופטימאלי. כמו שמתאפשר בכיפות הפלנטריום FABRIC-LITE לדוגמה.

 

 

 

 

 

תוכן לפלנטריום

על אודות 3 הרמות העיקריות בהפעלת פלנטריום

 

1. מופעים

הפעלה של סרטים ותוכן מוכן. קיימים מופעים בנושאים שונים ובמגוון רחב של שפות. מופעי הפלנטריום הנם פשוטים להפעלה ואינם מצריכים ידע טכני או מדעי מצד המפעיל.

החיסרון נעוץ בכך שהמופעים הנם קבועים ברמת התוכן והאורך, כך שמפעיל הפלנטריום מוגבל לתוכן הקיים.

 

2. תוכנה - הרצאה חיה

הרמה השניה הינה מורכבת יותר ומצריכה ידע טכני בסיסי לכל הפחות, שכן על המפעיל להפעיל את תוכנות הפלנטריום בכדי להעביר מופעים ב'שידור ישיר'.

כך ניתן להעביר לקהל היכרות עם שמי הלילה, קבוצות הכוכבים, תנועות מחזוריות ואפילו לנחות על אחד מכוכבי הלכת. תוך כדי הפעילות הקהל יכול להפנות שאלות ולבקש לנוע בזמן אמת אל עבר אובייקט מסויים.

זוהי הזדמנות נהדרת להעברת תכנים חינוכיים המותאמים בדיוק לקהל היעד.

 

3. יצירת תוכן פלנטריום עצמאי

מערכות הפלנטריום הטובות בעולם מאפשרות יצירה של תוכן עצמאי, כך שמפעיל הפלנטריום יכול ליצור ולהקרין מופעי פלנטריום באופן בלתי תלוי.

מערכות הפלנטריום של Emerald מאפשרות ליצור תוכן לפלנטריומים על-ידי המשתמש, באופן עצמאי בתחומי עניין רבים  כגון אסטרונומיה, גיאולוגיה, מסע ביקום בסקאלות של 10 ועוד ...

התוכנה MultiVers2 מכילה כלים רבי עוצמה, באמצעותם ניתן לנתח נתונים מורכבים בקלות תוך שימוש בנתונים אסטרונומיים עדכניים.

התוכנה מאפשרת הטמעת של מוסיקה, הנפשות, תמונות וקריינות מותאמת אישית (בכל שפה).

אפשר גם להוריד ולשתף מופעים עם קהילת הפלנטריומים הגלובלית. ניתן להשתמש במערכת הן במצב מקוון והן במצב לא מקוון - ללא חיבור לאינטרנט.

 

 

 

תוכנת הפלנטריום MultiVers2 מאפשרת בנוסף לראות את השמים באורכי גל שונים;

לנוע בחלל בין כוכבים וכוכבי לכת; להתקרב ולהתרחק לאובייקטים בחלל; ואת היכולת ליצור, לחפש ולהציג סיורים מודרכים ביקום.

באמצעות התוכנה ניתן להציג בפלנטריום את כל מערכת השמש בשלושה ממדים עם אור וצללים שנוצרו מאור השמש ולחקור לדוגמה את כדור הארץ או מאדים בפירוט מדהים. 

לצפות במסלוליהם של כוכבי הלכת סביב השמש, ואת מסלולי הירחים סביב כוכבי הלכת. באופן פשוט וקל למשתמש.

 

תמונה: א. כדה"א והירח ב. מסע סביב כוכב הלכת שבתאי באמצעות תוכנת הפלנטריום של Emerald planetariums

 

 

 

 

 

נכתב על-ידי צוות Emerald planetariums  'פיתוח כחול-לבן, מיוצר בישראל '

המפתחים, מייצרים ומתקינים פלנטריומים מקצועיים וסימולאטורים ברחבי העולם

 

פיתוח, תכנון ושירות טכני של פלנטריומים בישראל

טלפונים ליצירת קשר

08-9264150 , 08-631-3233