EYE POINT (PUNTO DE VISTA)

Los medios de reproducción de imágenes, incluidos la TV y el cine, están diseñados para que el espectador se ubique en la perpendicular al centro de la pantalla y a una determinada distancia de ella. Sólo desde la posición adecuada (eye point) se verá la perspectiva correcta. Esa es la posición de la cámara que tomó las imágenes. Incluso en el caso de imágenes generadas por ordenador, el software define una posición de cámara virtual. Esto quiere decir que solamente un espectador (UNO) puede ver la imagen correcta, el resto la verá deformada. En el caso de pantallas planas, y siempre que no exageremos el ángulo de visualización, la impresión será aceptable porque la deformación es pequeña y además, generalmente no conocemos los objetos originales capturados por la cámara.

La deformación de perspectiva en el domo

Cuando la superficie de proyección es curva, la deformación de la imagen vista desde un punto inadecuado es mucho más severa. En las pantallas cilíndricas el eye-point normalmente se define en el centro del eje de curvatura de la misma, y en los domos de proyección es el centro de la esfera. Aquí aparece otro gran problema de los planetarios tradicionales, porque el proyector opto-mecánico sólo puede funcionar en el centro, despojándonos del sitio de preferencia para los espectadores. Es decir, en un planetario opto-mecánico nadie puede ver la perspectiva correcta de las imágenes, todos los espectadores verán un cielo deformado. Y no hablo de pequeñas deformaciones sino bastante importantes. Además los dispositivos opto-mecánicos obstaculizan la visión de algunas zonas de la pantalla desde algunas butacas. 

  Un ejemplo Imaginemos que la escena proyectada en el domo digital es el interior de una habitación. En un cuarto normal las líneas rectas prevalecen: los muebles, cuadros, puertas, ventanas; pero además, esta habitación virtual tiene vigas de madera visibles que sostienen el techo. Si esta imagen proyectada en el domo se observa desde el punto correcto todas esas líneas, incluso las vigas del techo, se verán perfectamente rectas y tendremos la sensación de estar bajo un techo plano, pero apenas nos alejemos un poco del centro, todo se curva y la ilusión se pierde.

  El cielo deformado Las imágenes astronómicas padecerán la misma deformación. Tal vez no sea tan obvio para alguien que no conoce el cielo y no lo note al ver estrellas, pero las constelaciones cambiaran su forma para los espectadores situados en los bordes de la sala.

Espectador en el centro

Espectador a la izquierda

Espectador a la derecha En la imagen se ve un ejemplo de la tierra y la luna observadas desde distintas butacas en un domo de planetario.

Los planetarios digitales permiten ubicar los proyectores en la periferia reservando el lugar de privilegio para el público. Esto es posible porque es el proyector el que asume el trabajo de compensación para darle al público la imagen corregida y sin deformaciones.

Lo recomendable al diseñar un planetario es utilizar los bordes de la sala como pasillos y reservar el centro para los asientos. Además la tendencia actual de inclinar el domo y presentar el centro de atención hacia delante en vez de hacerlo en el zenit como antes, brinda mayor comodidad a los asistentes y permite ubicar mas asientos al no tener que estar tan recostados. Otra gran ventaja adicional de esta configuración es que la sala puede usarse además para teatro, conferencias y otros fines.

LA LUMINOSIDAD

El ojo es un órgano extraordinariamente adaptable. Podríamos hacer un experimento con un grupo de voluntarios elegidos al azar, en una sala de cine capaz de oscurecerse por completo y con un proyector de doble lámpara de unos 5000 ANSI-lúmenes. Los voluntarios verían una película usando el proyector en modo lámpara simple, es decir, 2500 ANSI-lúmenes (sin que lo sepan), luego salen un rato de la sala, 10 o 15 minutos en luz ambiente normal y vuelven a entrar para ver de nuevo la misma película, esta vez con el proyector en doble lámpara, 5000 ANSI. Luego los consultamos respecto de cual de las dos proyecciones se vio mejor, difícilmente alguno de ellos notaría la diferencia. Tal vez alguno responderá que las escenas oscuras se veían mejor la primera vez. Los ojos se adaptan en pocos minutos a la luminosidad media que están recibiendo para lograr ver la imagen más inteligible posible. Este mecanismo es absolutamente involuntario e imperceptible y es capaz de regular en un enorme rango de valores, desde la luz de día hasta penumbras.

En ambientes de poca iluminación la pupila se agranda para permitir mayor ingreso de luz, pero ese no es el único mecanismo de adaptación, en las células sensibles de la retina se producen cambios fotoquímicos que aumentan su sensibilidad. La adaptación completa a la oscuridad demora entre 30 minutos y una hora. En cambio la adaptación a la luz intensa es mucho más rápida.

 

Pero volviendo a los voluntarios de nuestro experimento, si los convencemos de repetir la prueba, es decir, que vean la misma peli dos veces más, pero ahora dejaremos una suave luz ambiente en la sala, y nuevamente, primero proyectamos con una lámpara y luego con las dos, sorprendentemente, ahora sí se darán cuenta del cambio de luminosidad del proyector. Y también dirán que las dos primeras veces se vió más luminosa que las dos últimas. ¿Por qué ahora lo perciben? El ojo se adapta a la luz media, y la iluminación de la sala actúa como referencia. Cuando la sala estaba a oscuras la referencia era la luz media de la película, sea cual fuera, y los ojos se adaptan sin que nos enteremos. Para más información a cerca de los mecanismos de adaptación recomiendo este artículo del doctor Ocularis El 99% de los proyectores de video del mundo son utilizados con alguna luz ambiental: en presentaciones de empresas, clases en colegios y universidades, shows de música, etc., casi siempre hay luz ambiente en las proyecciones, y cuando hay luz hace falta proyectores más potentes. Por eso normalmente se tiende a calcular por exceso la potencia para proyecciones en oscuridad. .

La gran capacidad de adaptación de nuestros ojos los convierte en órganos de respuesta no lineal. Si vemos (de a una por vez) una luz blanca y luego otra del doble de intensidad no podremos diferenciarlas. Pero sí nos daremos cuenta de un cambio en el negro de doble potencia porque los proyectores emiten una luz residual sobre el negro, que también será del doble de intensidad. Los planetarios son salas perfectamente oscurecibles, por lo que no es necesaria una gran potencia de proyección, si nos pasamos, corremos el riesgo de deslumbrar al público al pasar de escenas nocturnas a blancos súbitos, incluso hasta llegar al punto del dolor, y perderemos el negro que se convertirá en un fondo grisaceo. Lo que sí se hace necesario es una gran capacidad de regulación de la salida de luz (dimer). Si se ajustan en el punto correcto se puede ubicar la luz residual del proyector por debajo del umbral de sensibilidad del ojo para que se vean los cielos nocturnos perfectamente negros al mismo tiempo que las imágenes diurnas vivas y coloridas.

Imagenes tomadas del domo de un planetario 

Proyectores DLP SIM5

BLACK LEVEL

En busca del negro absoluto 

Derribando mitos: El negro absoluto no existe. Es un mito, mentira, ilusión.

Las definiciones

Las definiciones tradicionales de las profesores decían: “los colores son luz de determinada longitud de onda visible; el blanco es luz de todas las longitudes de onda visibles; y el negro no es un color, sino la ausencia de luz”. Pues estas son verdades a medias, ya que siempre hay luz, aunque no seamos capaces de verla (refiriéndonos a lugares de la superficie terrestre, por si alguien estaba pensando en los agujeros negros, exceptuémoslos) siempre existe algún nivel de radiación luminosa. La definición correcta de negro es menos absoluta y más subjetiva: Negro es todo nivel de luz por debajo del umbral de sensibilidad del ojo.

Explicación fisiológica

El umbral de sensibilidad es el mínimo nivel de luz necesaria para estimular los fotorreceptores de la retina, y no es un valor fijo, los ojos varían su sensibilidad dependiendo de la luz media que reciben y están en constante adaptación a la iluminación ambiente.

Nuestros ojos pueden diferenciar 10exp10 niveles diferentes de luz (escalones de grises), aunque no todos al mismo tiempo. Una vez completada la adaptación, el ojo distingue unos 50 niveles. El nivel más bajo que es capaz de percibir se llama umbral de sensibilidad y el máximo será el punto de saturación. Toda la luz de menor intensidad que el umbral se verá como negro y las zonas con luz por encima de la saturación provocarán deslumbramiento.

El gráfico intenta representar que el ojo humano sólo diferencia algunos de los niveles de luz disponibles, pero mediante la adaptación este rango puede desplazarse, también se ve como la luz residual del proyector puede "esconderse" debajo del umbral de sensibilidad y que el blanco del proyector no debe superar el el nivel de saturación del ojo porque deslumbraría al público.

En cualquier ambiente iluminado, los objetos reflejan luz en un rango amplio de niveles continuos, cuanto más iluminación mayor es el rango disponible, pero llegado un punto no somos capaces de ver detalles en las zonas más oscuras, las vemos negras, ni tampoco en las zonas más claras, nos deslumbramos. Si fijamos la vista en algún objeto muy luminoso, en seguida notaremos que hay más zonas negras en nuestro campo, porque la adaptación del ojo a ese punto hace que lo tomemos como nivel medio.

Para más información a cerca de los mecanismos de adaptación recomiendo este articulo del doctor Ocularis.

Negro proyectado

Los proyectores de imágenes, tanto de cine, diapositivas o video, nunca proyectan negros absolutos, siempre emiten algo de luz en las zonas negras de la imagen. En cualquier proyección de imágenes debemos regular la luminosidad media de modo que la luz residual del proyector quede por debajo del umbral de sensibilidad para que veamos el negro realmente negro. En una simulación del cielo nocturno ese ajuste es muy delicado, ya que la luz media de un cielo con estrellas es muy baja, pero es posible lograrlo con proyectores de calidad. En el caso de tecnologías CRT (tres tubos) y siempre hablando de equipamiento de calidad y bien ajustado, la luz residual casi siempre será invisible, aunque el CRT tiene otros inconvenientes que analizaremos cuando hablemos de tecnologías de proyección. En LCD es imposible evitarlo y en DLP se puede ocultar con facilidad, excepto al dejar la pantalla en completo negro por varios minutos, situación que siempre debe evitarse, porque si le damos tiempo al ojo para adaptarse a una oscuridad mayor, empezará a ver que nuestro negro no es perfecto. Todos los sistemas de visualización, incluyendo la TV y el cine se basan en un astuto engaño de nuestros ojos.

FOTOS REALES

Proyector SXRD

Proyector CRT 909

proyector DLP SIM5

Las fotos son reales tomadas de domos de planetarios de España, en la primera el negro no es adecuado para representaciones de astronomía, en las otras dos se ve un buen negro con dos tecnologías diferentes.

3D, LA PERCEPCIÓN TRIDIMENSIONAL DEL MUNDO REAL

PARTE I de III

La moda del 3D

Las proyecciones en 3D se han puesto muy en boga en los últimos años y los planetarios no escapan a esta moda, sin embargo hay mucha confusión de conceptos y varias tecnologías en uso, por este motivo dedicaré varias entradas a clarificar ideas y describir técnicas y aplicaciones. En esta primera sólo mencionaremos conceptos relacionados con la percepción del mundo tridimensional real. Luego hablaremos de tecnologías de proyección disponibles y finalmente de la aplicación a planetarios.

Formas de reconocer el entorno tridimensional

La habilidad de percibir la distancia a la que se encuentran los objetos que nos rodean ha sido trascendental durante la evolución de las especies animales. Básicamente porque de ello ha dependido la supervivencia. La vida suele sustentarse en la capacidad de advertir peligros y oportunidades, por ejemplo, saber a qué distancia se encuentra un animal feroz, un enemigo, fuego, etc. y por otro lado, la necesidad de ubicar cosas útiles (comida, agua, herramientas). Además, la percepción de la distancia también ha resultado imprescindible en muchos otros aspectos como la coordinación de movimientos para el desplazamiento sobre el terreno, las relaciones sociales, etc.
En el ser humano existen varios mecanismos que le aportan información sobre el mundo tridimensional a su alrededor a partir de los datos de sus sentidos. Todos estos mecanismos son inconscientes e imperceptibles.
Los murciélagos y algunas aves son capaces de interpretar los ecos de sus propios chillidos para orientarse en el espacio, pero este mecanismo no se ha desarrollado en los humanos. Sin embargo, si los objetos emiten sonido, nuestro cerebro puede tener una idea aproximada de la distancia, no sólo por la intensidad, sino porque cuando las ondas sonoras atraviesan el aire, éste atenúa unas frecuencias más que otras, también sabemos la dirección de procedencia mediante nuestra audición estereofónica.
Existe un efecto parecido con la luz: los pintores del Renacimiento hicieron de la perspectiva y la profundidad un culto. Así, en las pinturas de Leonardo Da Vinci (sin ser 3D) nos damos cuenta perfectamente de cuales objetos están más cerca porque tienen mayor contraste. En La Gioconda se ven paisajes detrás de la protagonista en los que se pueden distinguir claramente las diferentes distancias. El Gran Genio plasmó perfectamente el efecto que provoca la atmósfera sobre la luz que la atraviesa, ya que el aire no es totalmente transparente. Nuestro cerebro se encarga de interpretar la pérdida de contraste apreciable a grandes distancias.

La estereoscopía

Por otra parte, a distancias más cortas se aplican otros mecanismos como la estereoscopia. Éste es el artilugio más desarrollado en especies como la nuestra, ya que al tener dos ojos al frente de nuestra cabeza podemos ver la misma imagen, al mismo tiempo, desde dos puntos de observación ligeramente diferentes. Con esta información visual nuestro cerebro elabora un mapa tridimensional del entorno basado en dos imágenes planas, efectuando un trabajo inconsciente de triangulación. Algo así como hacer múltiples cálculos complejos de trigonometría en forma casi instantánea ¡sin que nos demos cuenta!

Otras estrategias

Las gallinas, en comparación, usan otra estrategia. Ellas tienen los ojos a los costados de su cabeza y su campo de visión superpuesto es muy pequeño, por lo que no pueden ver dos imágenes simultáneas del mismo objeto. Sin embargo, también han desarrollado un tipo de visión estereoscópica. Si nos acercamos a un pollo, veremos que nos mira de costado, es decir, con uno solo de sus ojos, pero cada tanto hace un rápido movimiento con la cabeza. El truco consiste en que su cerebro retiene la imagen desde la primera posición y la compara con otra imagen del mismo ojo pero desde una posición diferente. De esta manera el ave puede hacer un cálculo utilizando imágenes secuenciales en vez de simultáneas, así puede decidir cuándo estamos demasiado cerca y empezar a correr. Las gallinas pierden algo de eficiencia en su visión 3D, pero con el otro ojo mantienen vigilada la retaguardia.

Algo parecido hacemos las personas cuando nos movemos respecto del paisaje, los planos lejanos parecen moverse más lentamente que los próximos. O, si un gran objeto rota frente a nosotros y podemos por transparencia ver las partes posteriores al mismo tiempo que las frontales también percibimos el volumen del objeto por la diferente percepción de las velocidades relativas de sus partes.
Un tercer mecanismo, válido para distancias aún más cercanas es el enfoque. En el ojo humano, el cristalino es una lente flexible que se tensa mediante músculos para enfocar sobre la retina las imágenes de objetos cercanos. Es un mecanismo inconsciente, pero el cerebro «sabe» en qué posiciones están los músculos que controlan el enfoque y mediante esa información también nos percatamos de la distancia de los objetos vistos.
Como ejemplo de usuarios de este mecanismo mencionaré a los camaleones. Ellos se alimentan de insectos que capturan mediante un rápido y certero «latigazo» de su lengua. Para ese fin deben saber con mucha precisión la distancia a la que se encuentra su presa, ya que sólo la punta de la lengua es pegajosa, y si fallan, el insecto no le dará una segunda oportunidad. A pesar de que los ojos de este reptil tienen una gran capacidad de orientación y pueden ponerse los dos hacia delante, se han hecho experimentos que demuestran que no es la estereoscopia la técnica utilizada para calcular la distancia, sino el enfoque. Un camaleón tuerto se puede alimentar bastante bien, pero uno miope se moriría de hambre.

Limitaciones

Aunque usamos varios de estos mecanismos simultáneamente, la visión estereoscópica es, en nuestra especie, el artilugio más útil y más elaborado de percepción tridimensional, por eso es el que utiliza el cine para mostrarnos la profundidad, sin embargo un 5% de la población carece de esta habilidad y no notan ninguna minusvalía ya que han desarrollado más los otros métodos y realizan su vida con total normalidad, pero es inútil sentarlos en una butaca y ponerle unas gafas, verán imágenes dobles y no disfrutarán del espectáculo.
Todos estos mecanismos son muy útiles en un rango que va desde distancias muy cortas (casi en contacto) hasta medianamente largas (el horizonte del paisaje), pero para distancias muy grandes como las que nos separan de los astros, no tenemos ningún truco. La humanidad nunca supo a qué distancia están las estrellas, ni la misma Luna, hasta que contó con artificios tecnológicos para medirlas.

EL DOMO DE PROYECCIÓN

El domo es la pantalla del sistema de proyección del planetario. Cuando digo –sistema- me refiero a un conjunto de elementos relacionados y acordes entre si para un propósito. Cada elemento se define en función de los demás y, al cambiar uno de ellos, deberá modificarse el resto para seguir cumpliendo el objetivo para el que el conjunto fue diseñado.

Hay muy pocos fabricantes de domos y tienen un estándar muy establecido. Lamentablemente el estándar más utilizado no es muy adecuado para planetarios digitales. Lo normal es que el domo se construya con una estructura de perfiles curvos sobre la que se fijan, con remaches, unas chapas de aluminio micro-perforado. La cara visible de estas chapas está recubierta con un material reflectante del tipo “ojo de gato”, que reflejan la luz preferentemente en la dirección desde la cual son iluminados. Todas estas características tienen (o tuvieron) su razón, pero también generan consecuencias negativas.

La superficie reflectante

El recubrimiento reflectante se utiliza desde hace muchos años, cuando la potencia lumínica de los proyectores opto-mecánicos era escasa y la fuente de luz era única en el centro de la semiesfera. Este tipo de pantallas se conocen también como de ganancia mayor que 1, de ganancia, reflectantes o direccionales, pero privilegian una determinada posición del espectador. Este efecto era conveniente en las condiciones de proyección de planetarios tradicionales. Actualmente, en los planetarios digitales, las fuentes de luz suelen estar distribuidas en el perímetro, generalmente los proyectores se ubican por debajo de la línea del ecuador del domo y, al usarse una pantalla de respuesta direccional, cada espectador verá más luminosa la zona cubierta por el proyector que tiene más cerca, haciendo imposible la uniformidad de la imagen.

Por otro lado, actualmente no tenemos restricciones en cuanto a la luminosidad de los proyectores, por lo que deja de ser útil esta característica y es recomendable reducir la ganancia de la pantalla para mejorar el nivel de negro, condición fundamental en la representación de cielos nocturnos.

La reflexión cruzada

Cuanto más cóncava es la pantalla, más inmersivo es el sistema. Pero en los sistemas de visualización cóncavos cada zona proyectada tiene en frente otra parte de la misma pantalla y recibe luz de la imagen de ese sector. Para explicarlo con un ejemplo astronómico: si tenemos un cielo nocturno muy oscuro y colocamos una enorme luna a un lado del domo, es imposible conservar el negro del otro lado porque la luna lo iluminará. Este efecto se puede atenuar (hasta hacerlo virtualmente invisible) usando una pantalla de baja ganancia 0,7-0,8 y escogiendo la potencia de proyección adecuada.

Los micro-orificios

Si cubrimos una sala llena de público con un techo completamente impermeable, estamos generando un problema, porque la gente suele tener la mala costumbre… de respirar.

Los micro-orificios de las chapas fueron ideados para permitir la circulación del aire, pero este arrastra polvo y pelusa de la sala y de la ropa del público por lo que con el paso del tiempo va ensuciando la pantalla. El domo termina funcionando como un enorme filtro del sistema de aire acondicionado. Con el agravante de que la suciedad no se deposita en forma pareja, sino que las zonas donde las perforaciones están obstruidas porque la chapa esta apoyada contra la estructura quedan más claras y otras donde el aire circula mas intensamente, acaban más sucias. Esta suciedad afecta muy pronto la calidad de la imagen, y la limpieza de un domo instalado es costosa y difícil.

 

El efecto “Moiré”

El moiré es causado por la interacción entre la matriz de píxeles del proyector de imágenes y el patrón mecánico de perforaciones de la pantalla. Ambos patrones se intersectan en forma no lineal generando molestas bandas de claroscuros visibles en imágenes brillantes.Para eliminarlo basta con quitar uno de los dos patrones. Con proyecciones analógicas no aparece, (opto-mecánico, diapositivas fotográficas, film de cine o proyectores de video de CRT).

En proyecciones digitales la mejor opción es usar una pantalla lisa, (sin orificios)

La luz perdida

Las perforaciones permiten que una porción de la luz del proyector atraviese la pantalla y se proyecte sobre las paredes por detrás del domo, lo que significa una pérdida de potencia lumínica. Además, esta luz reflejada en las paredes vuelve a la pantalla desde atrás mucho mas atenuada y difundida pero perjudicando el nivel de negro.

La transparencia acústica

A favor de las pantallas perforadas podemos decir que permiten ubicar los altavoces detrás del domo, de modo que el espectador recibe el sonido desde la misma dirección donde está viendo la imagen. Esto aumenta la sensación de realidad e inmersión del espectáculo. En el caso concreto de un planetario, la transparencia acústica es útil cuando se representan personajes o elementos capaces de producir sonido, para imágenes astronómicas no tiene sentido, (no podemos escuchar los sonidos de las estrellas).

Ejemplos, intentos y anécdotas

La mayoría de los planetarios después de un par de años de funcionamiento quedan con su domo bastante sucio, a pesar de los intentos de limpieza. En algún planetario, cansados de este problema, decidieron pintar la cara interior del domo de blanco, con lo que se libraron del molesto efecto ojo de gato y, al mismo tiempo, ocluyeron los orificios con la pintura.¡Genial!...Excepto por el problema del vapor de agua que la gente exhala al respirar. Cuanto más público, más vapor. Al ser exhalado a mayor temperatura que el ambiente, ese aire húmedo tiende a subir, y arriba se encuentra con una superficie de aluminio fría, se condensa y escurre dejando manchas bastante desagradables. (Peor el remedio que la enfermedad)

Otra forma sería instalando un domo no convencional de plástico reforzado con fibra de vidrio, no tiene orificios ni juntas visibles. A primera vista es “el domo perfecto”. El PRFV tiene como ventaja frente al aluminio, una conductividad térmica mucho menor pero hay que ubicar varias tomas de aspiración de aire justo debajo de la línea del ecuador.

En la foto, lo que se ve arriba de la cúpula es nieve.

Si consultáramos a un ingeniero civil, seguramente nos hablaría de la barrera de vapor, el punto de rocío y esas cosas que ellos conocen, y nos recomendaría que usemos placas de yeso (Durlok- Pladur) y pintarlo de color gris perla mate.

HISTORIA Y EVOLUCIÓN

La historia de los planetarios tradicionales se puede encontrar en la Wikipedia. El primero fue construido en Alemania por Carl Zeiss cerca de la década del ´20. Nacen como una herramienta didáctica para la divulgación de la astronomía. Un planetario es un aula.
El núcleo del sistema tradicional es un artificio electromecánico capaz de reproducir los movimientos de los astros sobre el que se fijan una gran cantidad de pequeños proyectores de imágenes astronómicas.

La pantalla es una semiesfera cóncava que sirve de techo interior de la sala. En el planetario tradicional, el dispositivo optomecánico se ubica en el centro de la sala y los espectadores en butacas alineadas en círculos concéntricos. Los asientos, en esta configuración tradicional, están muy recostados para mirar hacia arriba con mayor comodidad. Pronto estos edificios con cúpula adquieren su propio simbolismo y en muchas ciudades del mundo se construyen como emblema de cultura y modernidad.

Los edificios crecen en dimensiones y llegan a tener más de mil butacas y domos de más de 30 metros de diámetro. Con el tiempo se agregan proyectores de diapositivas fotográficas para ampliar las posibilidades de la sala.


La tendencia actual
En la actualidad se construyen planetarios en ciudades de tamaño medio, más pequeños, los diámetros de domo rara vez superan los 12 metros y ya no albergan cientos de espectadores sino decenas; (un aula). Incluso en las grandes ciudades ya no hay un único gran planetario sino (o además) varios pequeños.
El domo ya no es completamente horizontal, ahora se inclina unos grados, los asientos se orientan en el sentido de la inclinación en vez de círculos concéntricos.
El centro de atención del espectáculo se ha desplazado hacia delante, permitiendo al espectador una posición sentada más incorporada y el proyector optomecánico se está reemplazando por sistemas de proyección digital que no necesitan ubicarse en el centro de la sala.


Antecedentes del domo digital
Como muchas otras tecnologías los primeros domos de proyección digital fueron desarrollados para aplicaciones militares. Los pilotos de aviones caza deben estar atentos a amenazas o blancos en todo el espacio circundante, por lo que desde hace décadas son entrenados en simuladores de vuelo envueltos en un domo de proyección.
Las exigencias de calidad de la Fuerza Aérea Norteamericana o la OTAN son muy altas, por lo que pocos proveedores son capaces de cumplir los requisitos.


Las empresas mas conocidas que desarrollaron equipamiento para esas aplicaciones son Evans&Southerland en software y generadores de imagen y BARCO en proyectores especializados para simuladores.
Ambas han volcado su experiencia en domos de simulación militar al mercado de planetarios digitales. Luego surgieron compañías especializadas en planetarios, RSA-Cosmos, Ski Skan. Y más tarde se unieron a la nueva tendencia las más tradicionales como Zeiss y Goto.
El sistema de proyección digital en domos permite ampliar el espectro de posibilidades tanto didácticas como recreativas

Aunque los aficionados a la astronomía suelen rechazar su uso para otros temas.

Se puede ver información mas detallada sobre la historia y evolución en esta nota del Lic. Luis Martorelli.
http://www.cielosur.com/planetarios.php

EL DOMO DE PROYECCIÓN

El domo es la pantalla del sistema de proyección del planetario. Cuando digo –sistema- me refiero a un conjunto de elementos relacionados y acordes entre si para un propósito. Cada elemento se define en función de los demás y, al cambiar uno de ellos, deberá modificarse el resto para seguir cumpliendo el objetivo para el que el conjunto fue diseñado.
Hay muy pocos fabricantes de domos y tienen un estándar muy establecido. Lamentablemente el estándar más utilizado no es muy adecuado para planetarios digitales. Lo normal es que el domo se construya con una estructura de perfiles curvos sobre la que se fijan, con remaches, unas chapas de aluminio micro-perforado. La cara visible de estas chapas está recubierta con un material reflectante del tipo “ojo de gato”, que reflejan la luz preferentemente en la dirección desde la cual son iluminados. Todas estas características tienen (o tuvieron) su razón, pero también generan consecuencias negativas.

La superficie reflectante
El recubrimiento reflectante se utiliza desde hace muchos años, cuando la potencia lumínica de los proyectores opto-mecánicos era escasa y la fuente de luz era única en el centro de la semiesfera. A este tipo de pantallas se conocen también como de ganancia mayor que 1, de ganancia, reflectantes o direccionales, pero privilegian una determinada posición del espectador. Este efecto era conveniente en las condiciones de proyección de planetarios tradicionales.
Actualmente, en los planetarios digitales, las fuentes de luz suelen estar distribuidas en el perímetro, generalmente los proyectores se ubican por debajo de la línea del ecuador del domo y, al usarse una pantalla de respuesta direccional, cada espectador verá más luminosa la zona cubierta por el proyector que tiene más cerca, haciendo imposible el match de la imagen.
Por otro lado, actualmente no tenemos restricciones en cuanto a la luminosidad de los proyectores por lo que deja de ser útil esta característica y es recomendable reducir la ganancia de la pantalla para mejorar el nivel de negro, condición fundamental en la representación de cielos nocturnos.

La reflexión cruzada
Cuanto mas cóncava es la pantalla, más inmersivo es el sistema. Pero en los sistemas de visualización cóncavos cada zona proyectada tiene en frente otra parte de la misma pantalla y recibe luz de la imagen de ese sector.
Para explicarlo con un ejemplo astronómico: si tenemos un cielo nocturno muy oscuro y colocamos una enorme luna a un lado del domo, es imposible conservar el negro del otro lado porque la luna lo iluminará. Este efecto se puede atenuar (hasta hacerlo virtualmente invisible) usando una pantalla de baja ganancia 0,6-0,8 y escogiendo la potencia de proyección adecuada.

Los micro-orificios
Si cubrimos una sala llena de público con un techo completamente impermeable, estamos generando un problema, porque la gente suele tener la mala costumbre… de respirar.

Los micro-orificios de las chapas fueron ideados para permitir la circulación del aire, pero este arrastra polvo y pelusa de la sala y de la ropa del público por lo que con el paso del tiempo va ensuciando la pantalla. El domo termina funcionando como un enorme filtro del sistema de aire acondicionado. Con el agravante de que la suciedad no se deposita en forma pareja, sino que las zonas donde las perforaciones están obstruidas porque la chapa esta apoyada contra la estructura quedan más claras y otras donde el aire circula mas intensamente, acaban más sucias. Esta suciedad afecta muy pronto la calidad de la imagen, y la limpieza de un domo instalado es cara y difícil.

El efecto “Moiré”
El moiré es causado por la interacción entre la matriz de píxeles del proyector de imágenes y el patrón mecánico de perforaciones de la pantalla. Ambos patrones se intersectan en forma no lineal generando molestas bandas de claroscuros visibles en imágenes brillantes.
Para eliminarlo basta con quitar uno de los dos patrones. Con proyecciones analógicas no aparece, (opto-mecánico, diapositivas fotográficas, film de cine o proyectores de video de CRT).
En proyecciones digitales la mejor opción es usar una pantalla lisa, (sin orificios)

La luz perdida
Las perforaciones permiten que una porción de la luz del proyector atraviese la pantalla y se proyecte sobre las paredes por detrás del domo, lo que significa una pérdida de potencia lumínica. Además, esta luz reflejada en las paredes vuelve a la pantalla desde atrás mucho mas atenuada y difundida pero perjudicando el nivel de negro.

La transparencia acústica
A favor de las pantallas perforadas voy a decir que permiten ubicar los altavoces detrás del domo, de modo que el espectador recibe el sonido desde la misma dirección donde está viendo la imagen. Esto aumenta la sensación de realidad e inmersión del espectáculo. En el caso concreto de un planetario, la transparencia acústica es útil cuando se representan personajes o elementos capaces de producir sonido, para imágenes astronómicas no tiene sentido, (no podemos escuchar los sonidos de las estrellas).

Ejemplos, intentos y anécdotas
La mayoría de los planetarios después de un par de años de funcionamiento quedan con su domo bastante sucio, a pesar de los intentos de limpieza. En cierto planetario del norte de España, cansados de este problema, decidieron pintar la cara interior del domo de blanco, con lo que se libraron del molesto efecto ojo de gato y, al mismo tiempo, ocluyeron los orificios con la pintura…

Genial!!

Excepto por el problema del vapor de agua que la gente exhala al respirar. Cuanto más público, más vapor. Al ser exhalado a mayor temperatura que el ambiente, ese aire húmedo tiende a subir, y arriba se encuentra con una superficie de aluminio fría, se condensa y escurre dejando manchas bastante desagradables. (Peor el remedio que la enfermedad)

Otro intento interesante se está llevando a cabo en el planetario del Centre d´Observació de l´Univers de Ager. Allí se ha instalado un domo no convencional, está realizado en plástico reforzado con fibra de vidrio, no tiene orificios ni juntas visibles. A primera vista es “el domo perfecto”. Veremos que pasa después del primer año completo de funcionamiento. Ager está en Los Pirineos y hace mucho frío en invierno. El PRFV tiene como ventaja frente al aluminio, una conductividad térmica mucho menor y han previsto varias tomas de aspiración de aire justo debajo de la línea del ecuador.

En la foto, lo que se ve arriba de la cúpula es nieve. El año que viene veremos el resultado.
Si consultáramos a un ingeniero civil, seguramente nos hablaría de la barrera de vapor, el punto de rocío y esas cosas que ellos conocen, y nos recomendaría que usemos placas de yeso (Durlok- Pladur) y pintarlo de color gris perla mate.