Stereoskopická projekce v planetáriu – móda nebo dlouhodobý trend?

Podle jedné z definic je „stereoskopie“ považována za schopnost lidského mozku sloučit dva dílčí, navzájem poněkud odlišné obrazy, zachycené levým a pravým okem, ve výsledný jediný prostorový obraz. Samotné slovo „stereoskopie“ vzniklo z řeckého stereos (pevný, tvrdý, objem, přeneseně prostorový) a skopeo (vidím, pozoruji). Zkušenosti s využitím stereoskopie v planetáriu potvrzují, že si návštěvníci pamatují více detailů z prezentovaných programů, a dokonce profesionální astronomové z observatoří na Mauna Kea uváděli, že si při stereoskopické projekci uvědomili některé nové souvislosti.

Stereoskopické vidění

Evolučním vývojem se u některých živočichů vyvinula schopnost prostorového vnímání. Vnějším znakem této schopnosti jsou dva zrakové orgány. Každé oko poskytuje poněkud jiný pohled na okolí (z jiného místa v prostoru). Prostorové vnímání reálného světa je podpořeno celou řadou tzv. vodítek (neboli klíčů). Pro vlastní prostorové vnímání je klíčový proces zpracování vjemů obou očí naším mozkem do jediného prostorového obrazu (tzv. fusion). Tuto schopnost však postrádá přibližně 12 % populace!

Stereoskopické zobrazování (projekce)

Při stereoskopickém zobrazování se „prostorovost“ objektů pouze simuluje. Celý proces můžeme rozdělit do dvou částí. Nejprve je nutné pořídit nebo vygenerovat tzv. stereopár, tedy snímek odpovídající pohledu pravým a levým okem. Při vlastním zobrazování (projekci) je pak třeba zajistit, aby každé oko vnímalo jen snímky jemu určené.

Podle principů, které tento požadavek zajišťují, lze rozdělit stereoskopickou projekci do několika skupin. Nejčastější metodou je použití brýlí. Tzv. aktivní brýle mají s dostatečnou frekvencí (synchronizovanou s projekcí snímků) zatemňována „skla“. Jinou metodou je použití tzv. pasivních brýlí, které k selekci snímků pro pravé a levé oko využívají polarizační, barevné nebo interferenční filtry. Docela zvláštní metodou je tzv. autostereoskopie, která nepoužívá brýle, je však omezena na speciální monitory s úhlopříčkou do cca 120 cm.

Aktivní stereoskopická projekce

Aktivní projekce se skládá z obrazového signálu, který tvoří střídavě snímky pro levé a pravé oko, a brýlí s LCD „skly“ pro každého diváka. Synchronizace mezi brýlemi a projektorem je řešitelná také bezdrátově (rádiový signál nebo IR signál). Projekce je plně barevná, stačí jeden projektor a běžná projekční plocha. Je však třeba použít dražší a těžší brýle, které lze snadněji poškodit. Zanedbatelná není v tomto případě ani ztráta světelného výkonu.

Pasivní stereoskopická projekce

Polarizační brýle
Jde o projekci dvojicí projektorů s polarizačními filtry a o využití polarizačních brýlí. Používá se jak lineární, tak kruhová polarizace. V obou případech je však nutné promítat obraz na speciální projekční plochu, která musí zachovávat polarizaci i po odrazu promítaného světla. Projekce je plně barevná a je možné využít i levnější projektory. Brýle pro diváky jsou lehké a levné. Nevýhodou je nezbytnost dvou projektorů, které je třeba synchronizovat. Další technickou komplikací je potřeba speciální projekční plochy a ztráta světla na filtrech a brýlích.

Barevné brýle
Při této projekci je kromě projektoru potřeba vytvořit barevné stereopáry (anaglyfy) promítaného obrazu a poskytnout barevné brýle každému divákovi. Barevné páry nejčastěji tvoří barvy červená/azurová, popř. modrá/zelená. Stereopár je možné vložit do jediného promítaného snímku, brýle jsou velmi levné a metoda funguje také na tiskovinách a videu. Na druhé straně je velmi těžké dosáhnout plné barevnosti.

Interferenční brýle
Technologie Infitec využívá toho, že filtry rozdělí světelné spektrum do šesti pásem: R1, G1, B1 pro levé oko a R2, G2, B2 pro pravé oko. Podobnými filtry jsou vybaveny brýle pro každého diváka. Výhodou je možnost zachovat plnou barevnost a použít běžnou projekční plochu, což je velmi výhodné pro použití například v sále planetária. Nevýhodou je velká ztráta světelného toku na filtrech projektorů a na brýlích. Je nezbytné použít dva velmi výkonné projektory, jejich světelný výkon musí být po celou dobu provozu přibližně stejný.

Stereoskopická projekce v planetáriu

Pravděpodobně nejjednodušším způsobem, jak zařídit v planetáriu stereoskopickou projekci, je využít systému Infitec. Pro srovnání uvádím tři různé instituce využívající tří různých pojetí stereoskopické projekce Infitec:

• planetárium Laupheim (Německo) – stereoskopický segment,


• planetárium Ostrava – širokoúhlý stereoskopický segment,


• planetárium Imiloa (Havajské ostrovy) – „full‑dome“ stereoskopická projekce.

Co promítat?

Stereoskopickou projekci však nestačí jen pořídit, ale je potřebné ji „naplnit“ potřebným obsahem – tedy atraktivními pořady pro návštěvníky. Podle technologie výroby je možné takovou „náplň“ rozdělit do několika skupin:

• vizualizační software (Uniview atd.) – výhodou je velká variabilita, možnost živě provázených pořadů, ale i náročnějších „videoexportů“, dále cenová dostupnost; jde o prostředí pro další tvorbu, samotné se po nějaké době „okouká“,


• vytvořené animacemi (např. postava mimozemšťana Uffa v ostravském planetáriu v pořadech pro děti) – zde je nutná spolupráce s externími výtvarníky a animátory; samotné renderování stereoobrazu není nijak triviální, ale je snadnější než stereoskopické natáčení reálných scén,


• „reálné“ stereosnímky či stereovideosnímky – pro tento účel nestačí jen pořídit techniku; je to velmi náročná práce, patrně je vhodnější spolupracovat s externím profesionálním studiem.

Pokud se budeme zamýšlet nad vlastními záběry, zjistíme, že jsou velmi působivé scény, které i v realitě vnímáme prostorově. Například pohled na vzdálené hory nás asi nijak nenadchne, ale záběr propasti, která se nachází jen krok před námi, vzbudí u diváků až reálný pocit závrati. Mezi další vhodné motivy je možné zařadit časosběrné záběry, makrofotografie, záběry z mikrosvěta a zpomalené děje („časové lupy“). Hledání nových obsahových témat je velmi obtížné a je možná také příčinou, proč se stereoskopická projekce dosud více nerozšířila, přestože se s ní experimentuje déle než jedno století.

Přínos pro návštěvníka planetária

U nás v Ostravě máme zatím zkušenosti jen s vizualizačním software Uniview. Návštěvníci si pochvalují názornost projekce, u mnohých projekce dokázala rozšířit možnosti jejich „abstraktního vnímání“ a představivost – podle jejich sdělení si např. konečně dokáží představit, jak je uspořádán prstenec Saturnu apod. Ukazuje se, že využití stereoskopická projekce v planetáriích by mohlo být dlouhodobým trendem, který si najde místo mezi ostatními vizualizačními prostředky používanými v pořadech uváděných ve zcela výjimečném prostředí planetárií. Současně platí, že rozhodující pro další využití této technologie jsou a budou především dobré nápady.

Trojrozměrné zážitky

Kromě kin řetězce IMAX můžete 3D snímky obdivovat např. také v informačních centrech Jaderné elektrárny Temelín (Uskutečněná utopie – psali jsme o ní v článku http://www.3pol.cz/cz/rubriky/reportaze-cestovani/1233-informacni-centrum-temelin-uvadi-3d-film-uskutecnena-utopie a uhelné elektrárny Ledvice (Setkání s dinosaury – více o něm na http://www.cez.cz/cs/kontakty/informacni‑centra/ic‑ledvice.html)