Wie funktioniert ein Sternenprojektor?
Gestern Abend war ich mit Madame_Hutch, Shakkes und Stefan im Planetarium um "Die Welt durch Hubbles Augen" zu sehen.
Das Planetarium Manheim hat 2003 oder so ein Upgrade bekommen. Sie haben mit dem "Universarium" der Zeiss-Modellreihe IX den modernsten Projektor der Welt.
by http://www.flickr.com/photos/nseika/
Nach der Vorstellung, die übrigens sehr cool war, bin ich natürlich sofort zu dem Shop gerannt, um mir ein Buch über den Projektor zu kaufen....
Sie hatten keins!
Ich verstehe das nicht, der Projektor fährt majestätisch, von 20 Lampen (Ich hab gezählt) angestrahlt in die Kuppel, begleitet von dramatischer Musik als wollte er sagen "Hier bin ich, schaut mich an!" Dann projeziert er durch ein Gebilde von mindestens 19 Linsen einen perfekten Sternenhimmel an die Decke und ich kann nirgendwo nachlesen wie es funktioniert?
Man könnte fast meinen im Planetarium ginge es um die Sterne 
Naja, man hat ja Internet... Alles kein Problem
Hier also die spärlichen Infos, die ich sammeln konnte.
Die alten Projektoren funktionierten noch mit Lochblenden, welche einfach vor einer Linse für die Sternenprojektion sorgten. Bewegungen der Himmelskörper wurden dabei durch komplexe Getriebe im Projektor realisiert. Sie Bestanden meist aus zwei Kugeln, eine für die Nord und eine für die Südhalbkugel. Der Projektor kann so, durch drehen um die Vertikale oder Horizontale Achse, den Sernenhimmel jeder beliebigen Stelle der Erde, zu jeder beliebigen Zeit projezieren.
Der alte Projektor. Er arbeitet noch mit Lochblenden und Getriebe.
Die neuen Projektoren wie in Mannheim, arbeiten nicht mehr mit Lochblenden, diese wurden durch Lichtleiter ersetzt, welche auf einer Art Dia enden. So sind auch mehrfarbige Darstellungen (durch Filter vor den Fasern) und eine wesentlich kompaktere Bauform möglich. Durch die schrittmotorgesteuerte Sternenkugel (den Starball), können die Sterne auch von anderen Punkten als der Erde beobachtet werden, man kann die Betrachterposition virtuell im Raum verändern. Das geht so weit, dass man die Betrachterposition sogar aus dem Sonnensystem schieben kann, wenn man das möchte. Mit der alten Technik war das so nicht möglich. Zusätzlich zu dem Hauptprojektor sind noch Nebenprojektoren für die veränderlichen Himmelskörper wie Mond, Merkur, Venus und so weiter vorhanden.Durch die Einzelprojektion dieser Himmelskörper, kann auf die komplexe Getriebemechanik verzichtet werden. Was wiederum eine wesentlich einfachere Mechanik zur Folge hat.
Der Projektor in Mannheim. Die Nebenprojektoren kann man hier nicht sehen.
Die neueste Generation funktioniert mit Lasern, welche die Sternenpunkte an die Decke werfen. Das bringt eine wesentlich größere Bildschärfe bei geringerer Anschlussleistung und wahrscheinlich auch geringere Herstellkosten. Genniale Lösung wie ich finde. Leider habe ich kein Bild von einem solchen Gerät.
Mehr konnte ich leider nicht herausfinden, nichtmal ein Bild von einem geöffneten Projektor habe ich gefunden 
Vielleicht könnt ihr mir helfen, habt ihr noch Infomaterial zur Hand? Habt ihr ein Bild von einem geöffneten Projektor oder vielleicht sogar Insiderinfos? Immer her damit, ich bin was dieses Thema angeht wie ein Schwamm.
thinkJD
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August 14th, 2010
also das planetarium hamburg sagt auch, sie hätten den geilsten sterprojektor der welt. wer hat jetzt recht?
(ich kenn ein paar leute aus dem planetarium und könnte mir das ding wahrscheinlich auch erklären lassen, aber das problem ist, dass der techniker mich mal daten wollte, und jetzt anscheinend beleidigt ist *HUST* XD)
Twitter: thinkJD
August 14th, 2010
Die haben auch recht
Hamburg hat das selbe Modell im Planetarium stehen.
Das mit dem Techniker ist natürlich blöd. Wie ist das gelaufen? Du warst im Planetarium und er hat dich am Ausgang abgefangen?
Twitter: thinkJD
August 14th, 2010
HALT ICH HAB GELOGEN!
Hamburg hat den geilsten!
Die haben den Digistar 3, das ist ein Laser soweit ich weiß.
Ich hab den im Artikel nur nicht zu den Projektoren gezählt, weil
Ich brauch Bilder von dem Ding *sabber*
Twitter: thinkJD
August 14th, 2010
OMG!
Sie haben biedes in Hamburg.
Ein Universarium von Zeiss, wie er auch in Mannheim steht und den Digistar 3 Projektor. Wobei dieser kein richtiger Sternenprojektor ist, sondern eher so etwas wie ein gigantischer Beamer.
Digistar 3 kann dann auch so etwas hier:
httpvh://www.youtube.com/watch?v=GgU-90qI8Wc
Was mache ich noch hier? Ich muss da hin! Es gibt sogar Führungen in denen die Technik erklärt wird.
Das steht auf jeden Fall auf meiner Liste für den nächsten Hamburgbesuch.
April 26th, 2011
Das sieht ja aus wie das Kino der Zukunft. Nur schaut man dann immer nach oben und muss sich umdrehen?
August 15th, 2010
Hallo,
ich kann euch helfen. zumindest, was ein altes Planetariumsgerät betrifft… unseres ist nämlich gerade zwecks Überholung auseinandergenommen worden. Bilder findet ihr hier: http://www.sternenguckerin.de/blog
Ja, wir benutzen es noch
bekommen allerdings zum Herbst zusätzlich ein Fulldome-Beamersystem.
Ich bin die Leiterin des Berliner PLanetariums, entsprechend könnt ihr die Bilder gerne verwenden.
Ansonsten, was die neuen Projektoren betrifft, schaut mal bei Zeiss, da wird einiges erklärt:
http://www.zeiss.de/planetarien
Die meisten mittelgroßen bis großen Planetarien in Deutschland haben ja Zeiss-Geräte, wie man auf http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Planetarien_in_Deutschland sieht.
Twitter: thinkJD
August 15th, 2010
Vielen Dank für deinen tollen Kommentar!
Die Bilder sind echt schön anzuschauen, ich werde da definitiv noch einen Post nachschieben.
Stimmen die Informationen so, wie ich sie zusammen getragen habe? Kannst du evtl. noch ein spannendes Detail dazu erzählen?
August 15th, 2010
neeeh, ich bin da irgendwie halb/viertel/beruflich involviert bei einem projekt…. vielleicht. daher kenn ich sie.
den projektor hab ich versucht zu fotofieren, aber da war’s duuuunkeeeel. und als es hell war, hatte ich die kamera nicht mit. XD
also wenn du mal in hamburg bist, sag bescheid, ich will auch mal wieder hin. vielleicht schaff ich’s dann auch, mich mit dem techniker zu vertragen und umsonst reinzukommen. ^^
Twitter: thinkJD
August 15th, 2010
@*ASU*
Das Problem mit dem Projektor hatte ich auch, es war zu dunkel um ein tolles Bild zu machen.
Die Frau, welche den Raum während der Vorstellung betreut, hat auch schon ganz böse geschaut, als alle anderen Gäste schon raus wahren und ich immer noch staunend am Projektor stand. Die sind so viel Aufmerksamkeit wohl nicht gewohnt
Darf man mehr über dein Projekt erfahren? Machst du wieder etwas mit Animation?
Sobald ich dort bin (kann aber noch etwas dauern), komm ich auf dich zurück!
August 15th, 2010
ich blick da selber noch nicht ganz durch, deswegen kann ich auch noch nichts erzählen. ^^°
Oktober 5th, 2010
Da muss ich mich mal kurz einmischen:
Der Digistar ist kein Projektionssystem, sondern eine digitale Echtzeit-Planetariumssoftware. Theoretisch arbeitet sie mit jedem beliebigen Projektionssystem zusammen. Natürlich auch mit dem Laser von E&S. Ein solcher steht aber bisher nur in England. Der Laser in Hamburg ist ein (recht fetter) Showlaser, der nichts mit der astronomischen Projektion zu tun hat.
Dass man dort so viel Aufmerksamkeit nicht gewohnt ist, glaube ich nicht. Es ist wohl eher so, dass Hamburg sehr viele Shows hat und die Pausen dazwischen demzufolge recht kurz sind. Ich selber stehe nach einer Veranstaltung gerne noch für Fragen zur Technik bereit, was unser Publikum hier in Wolfsburg auch dankend annimmt. Wir haben als Sternenprojektor den Starmaster, ebenfalls versenkbar. Außerdem waren wir das weltweit erste Haus mit den neuen Velvets *stolz sei*. Du kannst auch gerne uns besuchen, wenn Berlin zu weit sein sollte. Wobei wir “nur” eine 15m Kuppel und leider keine Sternwarte nebendran haben. *neidisch sei*
Twitter: thinkJD
Oktober 5th, 2010
Ach so,
Digistar berechnet also nur die Bilder, welche dann mit einem geeigneten Projektor an die Kuppel geworfen werden.
Kannst du noch etwas zu dem Velvet System erzählen?
Genau genommen handelt es sich dabei um einen Beamer, richtig?
Wie werden die hohen Schwarzwerte erreicht und denkst du sie werden in Zukunft ein “richtiges” Planetariumsgerät ersetzen?
Oktober 5th, 2010
Digistar berechnet nicht einfach “nur” Bilder, sondern enthält viele Vollständige Datenbanken bis hin zum “Digital Universe” vom AMNH (Digistar 4). Er ermöglicht es durch die Sterne zu fliegen und ist vom Ansatz her eben eine digitale Variante der optomechanischen Projektoren aber eben erweitert um die Möglichkeiten, die Computer heute so bieten, beispielsweise die Einbindung von Videos, 3D-Objekten etc. und das alles eben in Echtzeit, also auf Knopfdruck.
“Velvet” selber beschreibt erst einmal wirklich nur den Projektor, der von Zeiss entwickelt wurde und meiner Meinung nach derzeit mit das Beste an Projektionstechnologie ist, was man für Geld kaufen kann. Und zwar genau wegen des angesprochenen Schwarzwertes, der wirklich seines gleichen sucht.
Wie genau Zeiss das nun erreicht, da bin ich der falsche Mann, um das zu beantworten. Das ist sicher auch ein Wissen, das Zeiss so lange als möglich für sich behält.
Und nein: Einen optomechanischen Sternenprojektor werden digitale Projektoren wie der Velvet trotz aller Entwicklung auf absehbare Zeit nicht ersetzen können. Deswegen bin ich so froh, dass wir in Wolfsburg den Starmaster behalten haben. Hierbei handelt es sich nicht nur um eine Frage eine Auflösung, sondern auch der Darstellungsart: Die Glasfasertechnik unseres Starmaster zum Beispiel erlaubt sichtbare Szintillation und Helligkeitsunterschiede auch bei kleinsten Sternen. Das geht mit DLP-Projektoren (auch Velvet basiert auf DLP Technik) meiner Meinung nach einfach nicht.
Es gibt zwar durchaus einige Planetarien, die ausschließlich über Digitalprojektion verfügen (Mediendom Kiel – 6 DLP Projektoren und Digistar;Cosmodrome Genk/Belgien – 2 DLPs mit fisheye-Optik und Digistar), das sind aber meist kleinere Kuppeln (bis ca. 12m) die ihren Schwerpunkt oft auch eher auf dem “Show”-Element als auf der Astronomie haben.
Irgendwann wird es vielleicht eine neue Technik geben, die optomechanische Projektoren wie wir sie heute kennen, überflüssig macht. Aber das ist jetzt nicht absehbar.
Januar 5th, 2012
Eine sehr gute Erklärung, vielen Dank!
Januar 14th, 2012
Habe mal im Rahmen eines Proseminars am ILP (Institut für Laserphysik) einen kleinen Vortrag über Laserprojektoren gehalten. Unteranderem auch über die Technik des 4k x 8k von E&S.
Da ich leider nicht über die Rechte der verwendeten Bilder verfüge, kann ich die Präsentation natürlich nicht hoch laden, aber ein bisschen was zur Technik:
Der E&S verfügt über ein so genanntes GLV (Grating Light Valve). Dies ist ein variables Beugungsgitter, welches elektrisch angesteuert werden kann. Das GLV bildet eine vertikale Spalte mit 1px Breite und 4000px höhe. Diese Spalte wird mittels eines Galvanometerscanners horizontal abgelenkt und baut so das gesamte Bild auf. Das Beugungsgitter kann je nach vorliegender Gitterkonstante eine bestimmte Wellenlänge Richtung Austritt beugen, und so bestimmen welche Farbe das jeweilige Pixel annehmen soll.
Vorteil, der Kontrast (On/off 15.000:1) ist ist noch mals deutlich größer als bei DLP Technik vergleichbarer Leistung, des weiteren benötigt es keine Fokussierung, da das Bild in jeder Ebene Scharf ist. Der Farbraum lässt sich quasi bis an die Grenzen des menschlichen Auges entwickeln. Des weiteren, ist der Wirkungsgrad moderner Laserquellen (DPSS) günstig. Der E&S verfügt z.B. über eine Lichtleistung von etwa 15W (entspricht etwa 8000 Lumen) RGB (635nm, 532nm, 465nm), bei einer angegebenen Lebenserwartung von >10.000 std . Hin zu kommt, dass er nur wenige mechanische Elemente beinhaltet.
Nachteil, bei coherentem Licht treten Speckelmustern auf. Deren Reduktion ist optomechanisch nicht ganz unaufwendig. (Akustoptische-Phasenmodulation, Hadamard Defusor, Polarisation, Pulsen, wobei das Pulsen natürlich mit Vorsicht zu genießen ist, da so hohe Impulsleistungen auftreten.)
Wenn zu nem speziellen Thema fragen sind, würde ich die auch noch mal ausführlicher beantworten.
Januar 14th, 2012
Achja, DPSS ist nicht ganz korrekt, verwendet werden so genannte „VECSEL“ Vertical Cavity Surface Emittind Laser.
Entwickler der GLV Technologie
http://www.siliconlight.com/
Und hier noch eine sehr nützliche Adresse für Information zu Technologien:
http://www.patentstorm.us/
US 7,193,765 „Reduction of speckle and interference patterns for Laser Projectors“
US 6,747,781 „Method, apparatus and Diffuser for reducing Laser Speckle“
US 2005/0014349 A1 „Method of fabrication of a support structure for a semiconductor device“