ПЛАНЕТАРИЙ Российский патент 2012 года по МПК E04H14/00 G09B27/00 

Изобретение относится к конструкции планетария и может быть использовано для демонстрации новейших видов зрелищных программ и проведения тематических экскурсий с целью популяризации естественных наук, обучения и развлечения.

Сегодня планетарии - это учреждения, которые ведут широкую научную, образовательную и культурно-развлекательную деятельность. Основной областью их интересов является не только астрономия и астрофизика, но и смежные науки: космонавтика, планетология, история астрономии и философия.

Известен планетарий для демонстрации информации на космические темы, содержащий здание куполообразной формы, на внутренней поверхности купола которого расположен многоплоскостной экран для демонстрации информации о небесной сфере с видео- и телеустановок (SU 1770977, G09B 27/00, 1989).

Недостатком планетария является то, что его функциональные возможности ограничены только изучением астрономии.

Известен планетарий, входящий в состав обучающего развлекательного аттракциона, размещенный в специальном здании «космической архитектуры» и содержащий вращающуюся оранжерею и бар, расположенный под «звездным небом», высвечиваемым на полусферическом непрозрачном потолке (RU 2183490, А63G 31/00, 2000).

Недостатком такого планетария является низкая зрелищность показа реального вида звездного неба, низкие функциональные возможности.

Задачей изобретения является создание конструкции многофункционального комплекса, сочетающего в себе научно-просветительский и образовательный ресурс с центром семейного досуга, обеспечивающего высокую зрелищность за счет уникального оборудования, предназначенного для демонстрации реального звездного неба, научно-популярных и культурно-развлекательных программ.

Поставленная задача решается тем, что планетарий, размещенный в круглом здании, содержит зал с куполом для демонстрации звездного неба и научно-популярных программ, озелененную зону, зону отдыха, включающую предприятия питания. Новым в планетарии является то, что зал для демонстрации звездного неба оснащен купольным экраном, оптическим проектором звездного неба и полнокупольной, панорамной и стереовидеопроекционными системами, а круглое здание дополнено зданием-подиумом, плоская кровля которого располагается на такой высоте, чтобы был обеспечен свободный обзор ночного неба, при этом озелененная зона находится на кровле здания-подиума, на которой размещены, по меньшей мере, одна обсерватория и открытая астрономическая площадка, при этом зал для демонстрации звездного неба посредством переходов связан с астрономической площадкой и дополнительными музейно-выставочной, учебно-методической, познавательно-развлекательной функциональными зонами, размещенными внутри круглого здания и здания-подиума.

Познавательно-развлекательная функциональная зона содержит 4D-кинотеатр и малый зал, имеющие друг с другом и с залом для демонстрации звездного неба единую систему управления.

Открытая астрономическая площадка содержит размещенные на ней астрономические приборы различных эпох, солнечные часы различных конструкций, экспонаты солнечной энергетики и модели планет.

Совокупность заявляемых существенных признаков изобретения обеспечивает планетарию технический результат - создание уникального высокотехнологичного многофункционального комплекса, расширение демонстрационных возможностей за счет показа на куполе круглого здания не только имитации звездного неба в целом, но и реальных отдельных небесных тел, наблюдаемых в данный момент через телескопы обсерватории, облегчение перемещения посетителей из одной функциональной зоны в другую. Реализация такого результата невозможна отдельным применением каждого из элементов планетария.

Оснащение зала для демонстрации звездного неба купольным экраном, оптическим проектором звездного неба в совокупности с полнокупольной, панорамной и стереовидеопроекционными системами обеспечивает высокое качество показываемых изображений и видеоматериалов.

Дополнение круглого здания зданием-подиумом, плоская кровля которого располагается на такой высоте, чтобы был обеспечен свободный обзор ночного неба, при этом озелененная зона находится на кровле здания-подиума, на которой размещены, по меньшей мере, одна обсерватория и открытая астрономическая площадка, обеспечивает значительное расширение демонстрационных возможностей за счет показа на куполе круглого здания не только имитации звездного неба в целом, но и реальных отдельных небесных тел, наблюдаемых в данный момент через телескопы обсерватории.

Наличие в круглом здании переходов, связывающих зал для демонстрации звездного неба с астрономической площадкой и дополнительными музейно-выставочной, учебно-методической, познавательно-развлекательной функциональными зонами, размещенными внутри круглого здания и здания-подиума, облегчает перемещение внутри планетария большого числа посетителей и обеспечивает многообразие экскурсионных маршрутов. Все публичные функциональные зоны планетария объединены в единое тематическое пространство и предназначены как для самостоятельного посещения, так и для проведения логически выстроенных экскурсий по заданной программе.

Наличие в познавательно-развлекательной функциональной зоне 4D-кинотеатра и малого зала, имеющих друг с другом и с залом для демонстрации звездного неба единую систему управления, позволяет максимально использовать возможности проекционных систем в их взаимодействии, обеспечивающем высокую зрелищность демонстрируемых в планетарии программ.

Оснащение открытой астрономической площадки астрономическими приборами различных эпох, солнечными часами различных конструкций, экспонатами солнечной энергетики и моделями планет обеспечивает планетарию расширение технологических возможностей демонстрации информации о небесной сфере.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид здания планетария; на фиг.2 - общий вид круглого здания в разрезе; на фиг.3 - разрез вида сверху на главный демонстрационный зал; на фиг.4 - представлена схема связи различных функциональных зон планетария; на фиг.5 - схема единой системы управления главным залом демонстрации звездного неба, 4D-кинотеатром и малым залом.

Планетарий представляет собой отдельно стоящее сооружение, состоящее из круглого четырехуровневого здания 1 с куполом в виде параболоида и здания-подиума 2. На верхнем уровне здания 1 размещен зал 3 демонстрации звездного неба, в который из главного вестибюля 4 ведут основная двухмаршевая лестница 5, лифт 6, две винтовые лестницы 7, идущие вдоль окружности стены здания. Музейно-выставочная зона планетария представлена двумя залами 8 и 9 классического музея, размещенными на двух уровнях в круглом здании 1. Лестницы 7 связывают между собой зал 3, вестибюль 4, залы 8 и 9 классического музея и кафе 10, размещенного на нижнем уровне здания 1. На кровле здания-подиума 2 размещена астрономическая площадка 11, а также малая 12 и большая 13 обсерватории. Учебно-методическая зона включает учебный центр 14 и конференц-зал 15, которые связаны между собой и с большой обсерваторией 13, а также с залами 8 и 9 классического музея и залами 16 и 17 музея интерактивных экспонатов, входящими в познавательно-развлекательную функциональную зону планетария и размещенными внутри здания-подиума 2. В познавательно-развлекательную функциональную зону планетария входят также зал 4D-кинотеатра 18 и малый зал 19, которые также расположены в здании-подиуме 2. Зал 4D-кинотеатра 18 и малый зал 19 имеют с залом 3 единую систему управления с диспетчерского пункта, размещенного в помещении 20.

В центре зала 3 на специальном подъемно-опускном механизме 21 установлен оптический проектор 22 звездного неба, например, марки Универсариум М9, который демонстрирует изображение звезд на полусферическом экране 23. По периметру зала 3 установлены три видеопроекционные системы: полнокупольная 24, панорамная 25 и стереосистема 26 для демонстрации стереофильмов. Вдоль всего периметра главного зала 3 установлены специальные программно-управляемые световые приборы 27. В зале 3 установлены также акустические системы 28 звукового сопровождения программ.

Оптический проектор 22 звездного неба через свою систему 29 управления и систему 30 управления демонстрационным залом 3 связан с единой системой 31 управления с диспетчерского пункта (фиг.5). Все три видеопроекционные системы 24, 25 и 26, связанные между собой, также через систему 30 управления демонстрационным залом 3 связаны с единой системой 31 управления с диспетчерского пункта.

4D-кинотеатр 18 оснащен системой 32 управления и проекционной системой 33, соединенными между собой, с системой 34 управления малым залом 19 и его видеопроекционной системой 35. Все системы 4D-кинотеатра 18 и малого зала 19 соединены с единой системой 31 управления с диспетчерского пункта.

Планетарий функционирует следующим образом.

Посетители через главный вход попадают в зал 9 классического музея, откуда получают возможность проследовать в его зал 8, а затем в главный демонстрационный зал 3 по двухмаршевой лестнице 5 или на лифте 6. После просмотра сеанса в главном демонстрационном зале 3 посетители переходят по винтовой лестнице 7 в вестибюль 4. Отсюда они могут выйти на открытую астрономическую площадку 11 с обсерваториями 12 и 13 или могут перейти в зону главного входа, откуда могут проследовать в кафе 10, 4D-кинотеатр 18, в малый зал 19 или в залы 16 и 17 интерактивного музея. В учебную зону 14 и конференц-зал 15 посетители попадают либо через отдельный вход, либо через зал 9 классического музея. Из учебной зоны 14 посетители могут попасть в большую обсерваторию 13.

Главный демонстрационный зал 3 на 350-450 мест - это основа всей функциональной композиции планетария. Оптический проектор 22 например, Универсариум М9, позволяет с максимально возможной точностью имитировать реальный вид звездного неба, включая мерцание звезд и астрономические явления в промежутке времени 10000 лет. Универсариум М9 состоит из 32 проекторов, показывающих 9100 звезд, к каждой из которых свет подводится индивидуальным оптоволокном, за счет чего достигается очень высокая яркость оптической проекции. Кроме того, оптический проектор 22 проецирует фигуры созвездий, планеты, Солнце, Луну и другие виды небесных тел, наблюдаемых невооруженным глазом.

Полнокупольная видеопроекционная система 24 состоит из 14 DLP видеопроекторов с разрешением 2560×1600 пикселей, сгруппированных в два стека по семь проекторов в каждом. Оба стека могут работать как одновременно, так и по раздельности. При одновременной работе 14-ти проекторов обеспечивается удвоенная яркость изображения. С другой стороны, такая конфигурация оборудования существенно увеличивает надежность системы, поскольку при выходе из строя одного из 14 каналов полнокупольная система 24 сможет работать и с одним стеком.

Полнокупольная проекционная система 24 не может работать одновременно с оптическим проектором 22 звездного неба, поскольку он, находясь в рабочем положении, экранирует часть изображения. Чтобы этого не происходило, проектор 22 может опускаться в нерабочее положение с помощью подъемно-опускного механизма 21, имеющего рабочий ход 2,3 м.

Панорамная видеопроекционная система 25 состоит из 4 DLP видеопроекторов с разрешением 2560×1600 пикселей и предназначена для одновременной работы с проектором 22 звездного неба. Это возможно потому, что проекторы панорамной системы 25 проецируют изображение в обход центра зала, где расположен оптический проектор 22. Таким образом, проектор 22 звездного неба не экранирует изображение, создаваемое панорамной системой 25. При одновременной работе оптического проектора 22 и панорамной видеопроекционной системы 25 система 25 может проецировать, например, панораму Марса, а оптический проектор 22 - звездное небо.

Видеопроекционная стереосистема 26 главного зала 3 позволяет демонстрировать стереоскопические программы. Ширина прямоугольного изображения на купольном экране 23, создаваемого видеопроекционной стереосистемой 26, составляет 18 м. Эта система может демонстрировать как обычные научно-популярные фильмы, так и стереофильмы.

Все проекционные системы 24, 25 и 26 объединены автоматизированной системой 30 управления главного зала и в зависимости от сценария могут работать как по отдельности, так и совместно в рамках одной программы.

Синхронно с оптическим проектором 22 могут работать программно-управляемые световые приборы 27, которые позволяют создавать динамические эффекты, например зарево от восхода и захода Солнца, подсветку купольного экрана при демонстрации солнечного затмения и т.д. Световые приборы 27 могут быть точно синхронизированы со всеми видеопроекционными системами зала 3, поскольку они связаны единой программируемой системой 30 управления главного зала, которая может реализовать все возможные сочетания работы отдельных систем.

Последовательность событий для каждого показа программируется и оператор запускает сложную цепь событий единственной кнопкой на беспроводной (Wi-Fi) сенсорной консоли системы 30 управления главного зала.

Малая обсерватория 12 имеет диаметр купола 5 м и здесь установлен автоматизированный телескоп для видеонаблюдений Луны, планет и других вечерних и ночных объектов. Параллельно этому телескопу установлен специализированный солнечный телескоп для наблюдения Солнца, его протуберанцев и вспышек. На обоих телескопах установлены специализированные видеокамеры, которые передают получаемое изображение на специальный сервер, где оно может записываться на диск и передаваться практически в режиме реального времени на видеопроекционную систему 25 главного зала 3 или в другие публичные зоны. Таким образом, посетители планетария могут увидеть, как сегодня выглядит Солнце (днем) или Луна и планеты (в вечернее время).

Большая обсерватория 13 с куполом диаметром 9 м предназначена для визуальных наблюдений. Здесь установлен большой телескоп, например, производства Карл Цейсе с диаметром объектива 300 мм, а параллельно ему установлен визуальный солнечный телескоп для наблюдения Солнца, его протуберанцев и вспышек. Большая обсерватория 13 обслуживает посетителей в познавательных целях, что стимулирует посещаемость планетария как в дневное время (наблюдения Солнца), так и в вечернее время, когда можно наблюдать Луну, планеты и звезды. В сочетании с открытой астрономической площадкой 11, где демонстрируются модели солнечной системы, отдельных планет, луны, различные исторические и современные приборы для изучения звездного неба, обсерватории 12 и 13 дополняют основную функцию планетария. Вход в большую обсерваторию 13 - с астрономической площадки 11 или из учебного центра 14.

В двухуровневое помещение познавательно-развлекательной зоны, представленное залами 16 и 17 музея интерактивных экспонатов, размещенное под астрономической площадкой 11, можно попасть через главный вход, а также из главного зала 3 через вестибюль 4 по лестнице 7. Здесь расположены современные интерактивные экспонаты, демонстрирующие различные астрономические и физические явления. Посетители могут самостоятельно взаимодействовать с интерактивными экспонатами, ставя занимательные физические эксперименты. Интерактивные экспонаты иллюстрируют оптические явления, радиоизлучение, гравитационные эффекты, взаимодействие элементарных частиц, волновые процессы, механические и гидродинамические явления, принципы работы телескопов и многое другое. Всего здесь находится более 50 экспонатов. Основная цель экспозиций музея интерактивных экспонатов - не только возбудить интерес к астрономии и физике, но и сыграть учебно-познавательную роль.

К познавательно-развлекательной зоне планетария относятся также зал многофункционального 4D-кинотеатра 18 и малый зал 19, которые находятся на уровне нижнего зала 17 музея интерактивных экспонатов и посетители могут попасть сюда из зоны главного входа, воспользовавшись винтовой лестницей 7.

4D-кинотеатр 18 оборудован индивидуальными динамическими креслами с электроприводом, которые имеют шесть степеней свободы. Электропривод позволяет креслам двигаться практически бесшумно в отличие от стандартных для 4D-кинотеатров групп кресел, оснащенных пневматическим приводом или гидравлическим приводом. На потолке кинотеатра установлены несколько систем спецэффектов: генераторы снега, генераторы ветра, генераторы тепла, генераторы запахов. Такая комбинация оборудования позволяет демонстрировать специальные фильмы по космической тематике.

Малый зал 19 оснащен подвесным подвижным купольным экраном диаметром 4.6 м, на котором установлена видеопроекционная система 35. Возможность перемещения купола позволяет организовать удобный проход зрителей на первый ряд кресел. Перед началом демонстрации купол приближается к зрителям, что увеличивает эффект погружения в происходящее на купольном экране. В малом зале 19 также установлены динамические кресла, аналогичные установленным в 4D-кинотеатре 18, которые еще больше подчеркивают эффект от полнокупольного фильма за счет использования дополнительных динамических эффектов. В целом малый зал 19 имеет уникальное сочетание оборудования, не имеет аналогов в мире и является новым видом аттракционов, в котором можно демонстрировать программы по космической тематике.

Система 32 управления 4D-кинотеатром контролирует множество отдельных систем: кинопроектор, динамические кресла, все спецэффекты, а также освещение зала 4D-кинотеатра 18. Система 34 управления малым залом 19 контролирует видеопроекционную систему 35 малого зала 19, двигатель перемещения его купола и систему освещения зала 19.

Система 32 управления 4D-кинотеатром 18, система 34 управления малым залом 19 унифицированы с системой 30 управления залом 3 демонстрации звездного неба и входят в единую технологическую сеть. Преимущество такой системы заключается в том, что управление малым залом 19 может осуществляться из 4D-кинотеатра 18 и наоборот. Таким образом, один оператор может одновременно управлять разными зонами.

В свою очередь все системы 30, 32 и 34 управления, соответственно зала 3, 4D-кинотеатра 18 и малого зала 19 контролируются из центральной диспетчерской, расположенной в отдельном офисном помещении 20. Отсюда, используя 3 30-ти дюймовых монитора, можно подключиться к любому видеопроектору и увидеть, что он демонстрирует. Отсюда можно дистанционно управлять показом в зале 3, малом зале 19 и 4D-кинотеатре 18. В любой момент времени квалифицированный инженер может оказать мгновенную поддержку работающему в каждом зале оператору, подключившись к любому из 35 медиасерверов, отвечающих за демонстрацию программ.

Изобретение относится к конструкции планетария и может быть использовано для демонстрации новейших видов зрелищных программ и проведения тематических экскурсий с целью популяризации естественных наук, обучения и развлечения. Технический результат: создание высокотехнологичного многофункционального комплекса, обеспечивающего высокую зрелищность демонстрации звездного неба, научно-популярных и культурно-развлекательных программ, позволяющего посетителям легко перемещаться из одной функциональной зоны в другую. Планетарий размещен в круглом здании и содержит зал с куполом для демонстрации звездного неба и научно-популярных программ, озелененную зону, зону отдыха, включающую предприятия питания. Зал для демонстрации звездного неба оснащен купольным экраном, оптическим проектором звездного неба и полнокупольной и панорамной и стереовидеопроекционными системами, а круглое здание дополнено зданием-подиумом, плоская кровля которого располагается на такой высоте, чтобы был обеспечен свободный обзор ночного неба, при этом озелененная зона находится на кровле здания-подиума, на которой размещены, по меньшей мере, одна обсерватория и открытая астрономическая площадка, при этом зал для демонстрации звездного неба посредством переходов связан с астрономической площадкой и дополнительными музейно-выставочной, учебно-методической, познавательно-развлекательной функциональными зонами, размещенными внутри круглого здания и здания-подиума. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Планетарий, размещенный в круглом здании, содержащий зал с куполом для демонстрации звездного неба и научно-популярных программ, озелененную зону, зону отдыха, включающую предприятия питания, отличающийся тем, что зал для демонстрации звездного неба оснащен купольным экраном, оптическим проектором звездного неба и полнокупольной и панорамной и стереовидеопроекционными системами, а круглое здание дополнено зданием-подиумом, плоская кровля которого располагается на такой высоте, чтобы был обеспечен свободный обзор ночного неба, при этом озелененная зона находится на кровле здания-подиума, на которой размещены, по меньшей мере, одна обсерватория и открытая астрономическая площадка, при этом зал для демонстрации звездного неба посредством переходов связан с астрономической площадкой и дополнительными музейно-выставочной, учебно-методической, познавательно-развлекательной функциональными зонами, размещенными внутри круглого здания и здания-подиума.

2. Планетарий по п.1, отличающийся тем, что познавательно-развлекательная функциональная зона содержит 4D-кинотеатр и малый зал, имеющие друг с другом и с залом для демонстрации звездного неба единую систему управления.

3. Планетарий по п.1, отличающийся тем, что открытая астрономическая площадка содержит размещенные на ней астрономические приборы различных эпох, солнечные часы различных конструкций, экспонаты солнечной энергетики и модели планет.