大阪市立科学館研究報告 17, 147-150 (2007) プラネタリウム投影プログラム「夜空の星はなぜ光る」開発報告 江 越 航 ＊ 概 要 当 館 では 2007 年 3 月 から 5 月 にかけて、「夜 空 の星 はなぜ光 る～星 の色 と光 のなぞ～」という内 容 で プラネタリウム番 組 を投 影 した。この番 組 は主 に、当 館 所 蔵 の投 影 機 「バーチャリウムⅡ」のプログラム機 能 を利 用 して作 成 したものである。本 稿 ではその番 組 の内 容 、および今 回 使 用 したプログラミング方 法 を 中 心 とした製 作 過 程 について報 告 する。 話 題 を 中 心 に す るこ とを 考 えた 。しか し、一 般 の 来 館 １．はじめに 2007 年 3 月 1 日より 5 月 27 日まで、「夜 空の星はな 者 にとって、核 融 合 といった言 葉 自 体 が難 解 な概 念 で ぜ光 る～星 の 色 と 光 のなぞ ～」と題 してプ ラネタリウム あり理 解 が困 難 という意 見 が多 かったことから、今 回 は の投 影 を行 なった。この番 組 の制 作 は主 として、当 館 これらの概 念 までは踏み込まないこととした。 所 蔵 の投 影 機 「バーチャリウムⅡ」のプログラム機 能 を その代 わりに太 陽 の光 を反 射 して光 っている星 であ 利 用 している。バーチャリウムⅡではスクリプトを用 いる る惑 星 についても詳 しく話 すこととし、今 回 の番 組 では ことで、いろいろな写 真 ・動 画をドーム上 の任 意 の位 置 理 解の目 標は、次の２点とすることにした。 に置 いたり、移 動 ・拡 大 等 の操 作 をしたりすることがで ・星は惑 星と恒 星の 2 種 類 がある きる。これによりさまざまな演 出 を行 なうことが可 能 であ ・恒 星は熱 いから光っている これをもとに、番 組の構 成 を表１のように設 定 した。 る。この投 影 プログラムは筆 者 が初 めて作 成 を担 当 し た番 組 であり、本 稿 では番 組 の内 容 、および今 回 使 用 したプログラミング方 法 を中 心とした製 作 過 程 について ３．演 出 方 法 報 告する。 ３-１．演 出 の内 容 番 組 の演 出 としては、必 要 となる様 々な写 真 や動 画 ２．番 組 の構 成 素 材 をデジタルデータの形 式 で用 意 しておいて、バー ２-１．概 要 チャリウムⅡのスクリプトファイルを用 いることでドーム上 プラネタリウムを投 影 するにあたり、番 組 の内 容 が 種 々の媒 体 により広 報 される。その際 の概 要 を次 のと に配 置 し、移 動・拡 大・縮 小 ・フェードイン・フェードアウ ト等の操 作を行なうことが主 になる。 おりとした。 また、番 組 の一 部 では全 天 周 の動 画 を再 生 した。こ ■ 概 要 「『 なぜ 星 は 光 っ ているの ？』『なぜ 明 る い星 、 れはライブラリとして販 売されている全 天 周 動 画 素 材 を 暗 い星 が ある の ？』『 星 の 色 の 違 いは 何 を 表 している 使 用 した。 の？』夜 空 に輝 く星 にはいっぱいのナゾがあります。そ さらに映 像 以 外にも 3D 定 義されたオブジェクトファイ んな星 の光 に隠 された真 実 を、『大 きい星 ・小 さい星 ラ ル（.x 形 式 ファイル）も同 様 の方 法 で表 示 できる。「夜 ンキング』などを交えながら紹 介 します。」 空 の星 」のパートの最 後 で星 の大 きさを比 較 する場 面 ２-２．主 題 においては、球 面 状 の.x ファイルを作 成 したものを利 「夜 空 の星はなぜ光る」というタイトルの番 組を作 成す 用 した。 るに当たって、当 初 は星 の内 部 エネルギー源 に関 する 「月 と 惑 星 」の パートの 最 後 では 太 陽 系 の 周 りを 惑 星 が回 っている様 子 を表 示 した。これはバーチャリウム * 大阪市立科学館 学芸課 E-mail:[email protected] に組み込 まれている表 示 機 能を用いたものである。 実 際に作 成 した番 組の一 部 を図１、２に示す。図 １ - 147 - 江越 航 表 １ 番 組 の構 成 ○ イントロ 内容 演出 夜 空 には多くの星が輝 いており、またその明るさや色も 一 等 星 の写 真 を次 々に並 べて さまざまである。星 はなぜ光 っているのか、なぜいろい 表示 ろな星があるのか。そんな疑 問を感じないだろうか。 昔 か ら人 々 は 星 の 光 に 魅 了 され てき た 。天 動 説 の 時 「天 動 説」等 のスライドを移 動 代 には、恒 星 は天 球 にあいた細 かい穴 であり、天 球 の 外の明かりが漏れて見えるものと考えた。 星 はどのようにして光 っているのか。今 日 はそんな星 の タイトル「夜 空 の星はなぜ光 る」 秘 密にせまってみよう。 ○ 月と惑 星 身 近 に 光 る も の を 考 え てみ よう 。光 る も の に は 自 分 で 光 るもの の 写 真 を いくつか 並 べ 光 っているものと、反 射 して輝 くものに分 けることができ る → 2 種 類 に分ける（図１） る。 星 も 同 様 である 。まずは 月 を見 てみる。月 には 光 と 影 月の満 ち欠けの写 真 の部 分 がある。これは太 陽 の光 を反 射 して光 っている 月のクレーターの写 真 からである。 ○ 太陽 土 星 も太 陽 の光 を反 射 して光 っている。木 星 も同 様 。 土 星の輪と影の写 真 これらの星 は惑 星 と呼 ばれている。惑 星 は、太 陽 の光 木 星と衛 星の影 を反 射して光っている。 太 陽 系の全 天 周 映 像 では太 陽 はどのように輝 いているのか。太 陽 まで飛 ん 太 陽 へ飛 んでいく（バーチャリウ でいって、近くで見 てみよう。 ムの視 点 移 動） 最 近 、「ひので」という人 工 衛 星 が太 陽 を詳 しく観 測 し 「ひので」の太 陽 表 面の映 像 ている。太 陽が巨 大 な火の玉 であることが分かる。 温 泉の映 像と比 較（図 2） 近 くで見 ると、太 陽 は熱 く 燃 えたぎった巨 大 な火 の 玉 プロミネンス全 天 周 映 像 である。太 陽 が 光 っているのは、とても熱 く燃 えている からである。 ○ 夜 空 の星 では、夜 空 の星 も同 じように太 陽 の光 を反 射 して光 っ 太 陽 系 とドームの写 真 を重 ねる ているのだろうか。太 陽 系 の大 きさをプラネタリウムドー → ズームアウトして日 本 地 図 ムの大 きさにたとえると、一 番 近 い星 でも岡 山 あたりに に星の位 置を表 示 なる。 こんなに遠 くまで、太 陽 の光 は届 くのだろうか。隣 の星 青 色 巨 星の全 天 周 映 像 ま で行 っ てみ よう 。隣 の 星 も やはり 巨 大 な 火 の 玉 であ る。惑 星 以 外 の星 は、実 はみな太 陽 と同 じように自 分 の力 で光っている。 ものは熱 く 熱 せられると光 る。加 熱 炉 で温 度 を上 げて 温 度 別 加 熱 炉 の写 真と明 るい いくと、だんだんと光 るようになる。温 度 によって色 が変 星 の写 真を表 示 して温 度と色の わる。星の色は星の温 度が違 いを表 わしている。 関 係の説 明 そして星 の 大 きさも様 々である。地 球 ・土 星 ・太 陽 ・ベ 星 の大 きさ比 較 の図 （スライドの テルギウスではこんなに大 きさが違 う。現 在 はもっと大 大 きさを変 化 させて動 きをつけ きい星 、明るい星 、重い星が見つかってきている。 る） 星 空 ランキングのスライドを表 示 ○ エンディング 現 在 の人 類 は、宇 宙 に望 遠 鏡 を浮 かべて星 を観 測 す ハッブルの写 真 による全 天 周 動 るようになった。そこではさらに驚 くべき宇 宙 の姿 が 明 画 素 材 を 使 用 して 演 出 → ク らかになってきている。とても小 さな光 の点 に見 える夜 レジット 空 の星 は、実 は熱 く燃 えたぎっている巨 大 な火 の玉 な のである。 - 148 - プラネタリウム投影プログラム「夜空の星はなぜ光る」開発報告 表 ２ スライドを貼 り付 けるためのサンプルプログラム ###################### # サンプルプログラム ###################### 0.0 show resume scene initialize all +0.5 +0.1 domef is empty # domef という仮 想 的なオブジェクトを定 義 domef position 0 0 0 # domef をドームの中 心 部に配 置 domef attitude 0 20 0 # 正 面 方 向 、仰 角 20 度、回 転 角 0 度 で配 置 scene fixed domef # domef オブジェクトを実 際 の投 影 舞 台 である scene に貼り付け script slidesetDirectory v:\shows\07spr_yozora\slides\ # デフォルトのディレクトリパスの設 定 # スライドオブジェクトの定 義 +0.5 sl1 is slideh # sl1 という名 前のスライドオブジェクトを定 義（正 方 形 画 像の場 合） sl1 slideset is v:\shows\koudan\slides\scene3.sls # ここでスライドをロードするので、この次のスクリプトの実 行まで時 間をあける +1 sl1 slideset frame 1 # スライドのコマ番 号を指 定（.sls ファイルの行 数） # コマ番 号 で 0 を指 定すると真っ黒 のスライドになる +0.1 sl1 intensity 0.01 # スライドの明るさ定 義。最 初は暗くしておく sl1 position spherical 0 0 100 # スライドの位 置を指 定 # spherical キーワードが極 座 標 。3 つの数 字は水 平 経 度 、垂 直 緯 度 、距 離 # スライドは同じ距 離 、同 じ座 標に 2 つ以 上おかない。 sl1 face domef # スライドを domef の方 向に向ける # これにより、オブジェクトが常にドーム中 心に向く sl1 scale 100 # スライドの大きさ指 定（距 離との兼ね合 いで大きさも変 わる） domef add sl1 # スライドを domef オブジェクトに貼り付ける。 # 以 上 でスライド準 備 完 了 +0.5 show pause # 一時停止 +0.1 sl1 intensity 100 duration 2 +3 show close # 2 秒 間かけてスライドの明るさを 100%にして表 示 # 終了 script end - 149 - 江越 航 は「月 と惑 星 」のパートの光 るものと光 らないものの例 、 図 ２は「太 陽 」のパートの「ひので」の太 陽 表 面 の映 像 を表 示した部 分 である。 ３-２．スライドの貼り付け スクリプト作 成 にお いて基 本 となるのは、スライドをド ーム上 に貼 り付 ける手 順 である。スライドはドーム上 の 任 意 の位 置 ・大 きさ・角 度 で配 置 することができる。た だしドームは球 面 状 であるため、適 当 に配 置 すると場 所 によって画 像 の 角 度 が 思 った方 向 を 向 か ず、見 栄 えが悪 くなる可 能 性 がある。このため基 本 的 なスクリプ トの手 順 に ついて、表 ２ にま とめた。ここではまず 始 め に domef というドーム中 心 部 にあって正 面を向いている 仮 想 的 なオブジェクトを定 義 している。そして作 成 する スライドは、この domef というオブジェクトの方 向を向くよ うに定 義する。こうすることによって、ドーム上 のどこにス ライドを配 置 しても、中 心 方 向 を向 いて正 立 したスライ 図 １ 光 るものと光らないもの ドが表 示されることになる。 ３-３．画 像 の加 工 写 真 は投 影 用 に加 工 する必 要 がある。また、説 明 の ための文 字 スライドを作 成 する必 要 もある。これらの作 業には主に Photoshop を利 用 した。また、全 天 周 動 画 素 材の切り出 しは After Effect を利 用 して行った。 複 数 のスライドをドーム上 で動かして表 示 する場 合 、 スライドが重 なった部 分 が黒 抜 きとなって見 栄 えが悪 く なる。これを避 けるためには、画 像 を 透 明 化 する 作 業 が必 要になる。このため、Phtoshop でアルファチャンネ ル（透 過 度 情 報 のチャンネル）を持った画 像 を作 成 し、 透 明 画 像を書き出して対 処 した。 ４．おわりに 今 回 番 組 作 成 に用 いた以 上 の内 容 は、職 場 の同 僚 諸 氏 に教 えていただいた手 法 をまとめたものである。し かし、プラネタリウムの番 組 はこれだけでは完 成 しない。 コンソールからボタンで制 御 するためには、光 学 式 プラ ネタリウムであるインフィニウムの制 御 、統 合 制 御 システ ムである TRAX のプログラミング等も必 要となってくる。 今 回 はこれらの作 業 まで手 が回 らなかった。また実 際 に解 説 してみると、内 容 をうまく説 明 できない部 分 や、 前 後 の つながりが 悪 い部 分 がある。次 回 の 番 組 制 作 では今 回の経 験を踏 まえて改 善を図っていきたい。 - 150 - 図 ２ 「ひので」が観 測 した太 陽 の映 像
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