百年天文館 發(fā)布時間：2022-11-29 07:34:00 人類歷史上用于演示天象的儀器裝置，根據(jù)不同的演示內(nèi)容可分為多種類型；其中?來演示太陽系運動的機械模型，我們稱之為太陽系儀（orrey）；

在球形外表面上標記恒星位置的儀器，稱之為天球儀(celetial globe)或渾象.

此外，古希臘和古代中國都曾出現(xiàn)的一種用于展示天體軌跡，測量天體坐標位置的復(fù)雜儀器，我們一般稱之為渾儀(armillary sphere)。

真正可以用來模擬肉眼所見的天空的裝置，可追溯至中國宋代。根據(jù)文獻記載，當(dāng)時天文家蘇頌、韓公廉曾研制了可以在室內(nèi)模擬星點的“假天儀”。其主要原理是在巨大的木制球面內(nèi)開鑿大量模擬恒星分布的小孔，再在外圍點亮大量燭火照亮球體。當(dāng)人進到球內(nèi)后，就可以看到透過小孔的點點光亮，以此模擬天空中的恒星。

1913年美國也制造了一臺被稱為阿特伍德球的相似機械儀器，球體直徑約5米，表面鉆有 692 個孔，觀眾進入后可觀賞模擬的芝加哥夜空。該裝置現(xiàn)存于芝加哥阿德勒天文館，今天仍可以供游客參觀體驗。

20世紀20年代，歐洲出現(xiàn)了一種被稱之為“天象儀”的儀器，它專指通過光學(xué)投影天象的儀器，可將恒星、?星、太陽、?亮及其他天?現(xiàn)象投映到半球狀的天幕，演示星空中不同天體的運轉(zhuǎn)；安置這個天象儀的建筑，以及運?這座功能建筑的機構(gòu)，我們稱之為“天?館”。而在英語中，天象儀和天?館是同?個單詞：planetarium。

1923年，德國耶拿的蔡司光學(xué)??制造成功了世界上第?臺光學(xué)天象儀，成為了天?館事業(yè)的開端。天?館伴隨天象儀技術(shù)的精進和?新發(fā)展迅猛。最初的天象儀只能演示北緯48度慕尼?當(dāng)?shù)氐男强?；到?925年，新款天象儀已經(jīng)可以演示地球任何一處，任何時間的實際星空了。之后伴隨著天?學(xué)領(lǐng)域?規(guī)模的巡天計劃及深空探測的開展，以及數(shù)字媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，新時代的天?館的功能已經(jīng)不單單用于模擬演示?造星空，它已經(jīng)成為了傳播最新宇宙學(xué)進展和太空知識的沉浸式劇場。

本?旨在“天?館誕??百年”之際，回溯這段發(fā)展歷史。原?作者來?于制作第?座天象儀的德國卡爾·蔡司公司；?章聚焦于天象儀的技術(shù)演進和天文館事業(yè)的發(fā)展，引述內(nèi)容準確詳盡。但?較可惜的是，其中未能提及有關(guān)中國天?館發(fā)展及最近十年來國際天文館領(lǐng)域進展的內(nèi)容。為?便讀者了解相關(guān)信息，在編譯過程中，加?了若?條相關(guān)內(nèi)容。

1923

1923年9月16日，第一座天象儀在德國卡爾·蔡司光學(xué)工廠的實驗圓頂投射出投出了它的第一束光：蔡司天文館I型（Mark I）天象儀。一個月之后，它在位于慕尼黑德意志博物館(Deutsches Museum)的一次閉門會議上向官員們展示。1924年初，天象儀在耶拿（Jena）首次公開亮相，被稱為“耶拿的奇跡”。

1925

世界上第一座帶有天象儀的天文館于1925年5月7日在德意志博物館揭幕。

1926

第一臺“啞鈴”式天文館的天象儀，來自于蔡司天文館的II型 (Mark II)，于1926年在德國巴門天文館（Planetarium Barmen）首次亮相，這也是第一臺同時包含南北半球星空的天象儀。雖然現(xiàn)今從技術(shù)上已經(jīng)有了許多現(xiàn)代化的更新，并且有很多不同的公司在生產(chǎn)天象儀，然而這種風(fēng)格的天象儀至今依然流行。不幸的是，巴門天文館在1943年被毀。

1930

歐洲以外的第一座天文館是位于美國伊利諾伊州芝加哥的阿德勒天文館（Adler Planetarium）；從1930年5月12日對外開放開始，阿德勒天文館內(nèi)令人驚嘆的星空演示，持續(xù)吸引著觀眾來訪。

館內(nèi)最初所使用的天象儀的控制臺視圖。外觀看上去是一個被按鈕和線纜所覆蓋的大正方形。

1931

世界上第一臺非蔡司生產(chǎn)的天象儀安裝在德國呂貝克（Lübeck）的一所學(xué)校里。“星空室”（Sternkammer)中的天象儀是由教師Hans Cassebaum博士和呂貝克當(dāng)?shù)氐墓綞. Nachtigall & Co設(shè)計的，這使他們成為世界上第二家天象儀生產(chǎn)商，也很可能是第一款專門為學(xué)校設(shè)計的天象儀。其專利于1933年6月6日被確認。

1936

20世紀30年代，美國發(fā)明了三種獨特的天象儀。

第一臺由美國人制造的使用針孔投影天象儀來自哈維.斯賓塞.劉易斯的設(shè)計。

這臺天象儀是專門為玫瑰十字會公園（ Rosicrucian Park ）的天文館和加利福尼亞圣何塞玫瑰十字會埃及博物館（Rosicrucian Egyptian Museum in San Jose）制作的。在一次到訪德國的旅行中，劉易斯看到了天文館，他強烈認為這座公園應(yīng)該有一個專門學(xué)習(xí)天文學(xué)的地方。回到美國后他自行設(shè)計并建造了天文館的天象儀。天文館于1936年7月13日落成，其天象儀一直使用到1950年。

第二臺獨特的投影儀是科爾克斯天象儀，它是由弗蘭克.科爾克斯和約翰.科爾克斯兄弟為馬薩諸塞州斯普林菲爾德博物館（Springfield Museum ）的西摩天文館（Seymour Planetarium)設(shè)計和建造的。1937年，天文館對外開放，光機式天象儀則作為核心展品。至此，這臺天象儀已經(jīng)在每一個單獨表演的星空節(jié)目中使用了將近81年，甚至還將持續(xù)更久……因為這臺“老古董” 直至今天仍然還在使用！

十年后，科爾科斯兄弟為波士頓科學(xué)博物館的查爾斯.海登天文館建造了他們的第二個也是最后一臺天象儀。

最后但同樣重要的第三臺美國人自己研發(fā)制作的天象儀，位于舊金山加州科學(xué)院(CAS)的莫里森天文館(Morrison Planetarium)。二戰(zhàn)后，加州科學(xué)院想要建立一個天文館，問題是他們無法從德國得到天象儀。不過，加州科學(xué)院的工作人員因在戰(zhàn)爭期間曾幫助修復(fù)美國海軍的光學(xué)系統(tǒng)，他們就決定設(shè)計和建造他們自己的、獨一無二的天象儀。

1937

亞洲第一座天文館是大阪電氣科學(xué)館天文館。它于1937年作為日本大阪市電氣科學(xué)博物館的一部分開放?，F(xiàn)在，它是大阪市立科學(xué)館的一部分，經(jīng)過2004年的翻修及2022年的改造，重新對外開放。

1947

斯皮茨I型天象儀的第一個生產(chǎn)模型由阿曼德·斯皮茨（ Armand Spitz ）于1947年制造，并安裝在弗吉尼亞州哈里森堡的東門諾學(xué)院（Eastern Mennonite College in Harrisonburg）。這臺造型獨特且造價低廉的十二面體式投影儀(形狀源于阿爾伯特·愛因斯坦的建議)，經(jīng)歷了兩年的設(shè)計研發(fā)，可適用于不同類型的機構(gòu)場所。

1948

第一座便攜式天文館于1948年在馬薩諸塞州的波士頓問世。波士頓科學(xué)博物館(MOS)開展了一場“路演”，恰逢當(dāng)時位于波士頓市中心老牌的自然歷史博物館關(guān)門，而查爾斯河上的科學(xué)博物館正在興建。這次“路演” 在該地區(qū)進行了巡回表演，將科學(xué)實驗、活體動物和星空演示帶入社區(qū)。

建造這座移動天文館是為了將天象儀的展示帶到新英格蘭地區(qū)的學(xué)校、圖書館和教堂。流動天文館的穹頂由木結(jié)構(gòu)組成，高約18英尺（約5.5米），使用斯皮茨的天象儀，可以容納大約50名觀眾 !

1951年前后，移動天文館被安裝在科學(xué)公園的新博物館旁邊，直至1958年查爾斯·海登天文館開放。此后，這座可移動的圓頂被送給了當(dāng)?shù)氐囊凰咧?，一直使用?006年。

1955

拉丁美洲的第一座天文館是位于烏拉圭蒙得維的亞的Agrim. Germán Barbato 天文館即蒙得維的亞天文館。天文館于1955年開幕，很快就受到蒙得維的亞市民的歡迎。

1957

1957年9月29日，北京天文館落成，這是中國最早的一座專業(yè)天文館。在2021年上海天文館建立之前，也一直是大陸唯一的一座專業(yè)天文館。天文館建筑的設(shè)計出自著名建筑師張開濟；建筑的主體——天象廳，其外徑25米，內(nèi)徑達到23米，配置有一臺當(dāng)時最先進的由東德生產(chǎn)的蔡司23/2型啞鈴式天象儀。

亞洲制造的第一臺天象儀來自日本柯尼卡美能達公司于1957年制造的信岡式天象儀。

1959

日本五藤公司（GOTO Inc）于1959年首映的M(Mars)-1型天象儀。

大洋洲的第一座天文館是奧克蘭戰(zhàn)爭紀念博物館的天文館。該天文館于1959年10月22日開放，參觀的觀眾們興致勃勃。

1960 – 1975

當(dāng)提及美國國家航空航天局(NASA)的時候，相關(guān)聯(lián)最多的應(yīng)該就是關(guān)于“太空競賽”、“登月”等內(nèi)容；你會把NASA和“天文館”聯(lián)系到一起嗎? 從1960年到1975年，在莫爾黑德天文館和科學(xué)中心（Morehead Planetarium & Science Center），有超過60名宇航員為“水星計劃”、“雙子星計劃”、“阿波羅計劃”、“天空實驗室”和“阿波羅-聯(lián)盟號”測試計劃接受訓(xùn)練!  訓(xùn)練的目的是為了讓宇航員能夠在他們的導(dǎo)航計算機內(nèi)找到目標恒星。這種訓(xùn)練是必要的，因為他們中的許多人對星座或天文學(xué)知識沒有寬泛的了解。事后也證明這其實是非常有必要的。當(dāng)阿波羅13號出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，宇航員Lowell就使用了六分儀尋找到了導(dǎo)航恒星，為航天器在太空中指引了方向。

1960

南非約翰內(nèi)斯堡金山大學(xué)的約翰內(nèi)斯堡天文館于1960年10月12日開放。它是非洲的第一個天文館，也是南半球的第二座天文館。為了加快天文館的開放，他們決定購買最初在漢堡天文館使用的蔡司III型天象儀，并將其進行工廠完全翻新和現(xiàn)代化。該天象儀從1930年安裝在漢堡天文館，到1956拆除，1960年再安裝到約翰內(nèi)斯堡天文館。前后使用時間80多年，這可能是迄今為止運營時間最長的天象儀了。

1968

1968年，由Sky-Skan公司制作的第一臺商用特效投影器在天文館應(yīng)用。之后類似像“移動中的云”、“旋轉(zhuǎn)的黑洞”等光學(xué)天象廳內(nèi)畫面的視覺特效，不再需要在圓頂附近用其他粗糙方式來模擬。這些特效投影器經(jīng)常和天象儀配合使用，他們?yōu)樘煳酿^的節(jié)目增加了更好的表演效果。

1970

ISPE，即國際天文館教育者協(xié)會，于1970年10月21-23日在位于美國密歇根州東蘭辛市的密歇根州立大學(xué)艾布拉姆斯天文館（Abrams Planetarium）召開的一次會議上成立。第一次會議則在兩年后在位于美國加州庫比蒂諾DeAnza & Foothill學(xué)院的美能達天文館舉行。ISPE是當(dāng)今國際天文館學(xué)會(IPS)的前身。IPS在過去的50年里確實壯大了! 我們熱切盼望它能茁壯成長，并把全世界所有的天文館聚集在一起。

1973

作為天文館激光音樂會的首演，“Laserium”于1973年11月19日首次出現(xiàn)在格里菲斯天文臺天文館（Griffith Observatory planetarium）的圓頂內(nèi)。

演出的門票不斷售罄，很快這種現(xiàn)象就蔓延到美國各地的天文館，吸引了更多的游客來到球幕內(nèi)。伊凡·德瑞爾（Ivan Dryer）對現(xiàn)場激光表演的熱情在過去幾年里催生出了許多令人難忘的演出。

今天，“Laserium”的激光秀節(jié)目，連同LaserFantasy，AudioVisualImagineering和許多其他公司，以他們的激光秀節(jié)目，為不同時期的觀眾們提供了愉悅的體驗。

1975

中國制作出第一臺大型天象儀。北京天文館的誕生，開創(chuàng)了中國的天文館事業(yè)。經(jīng)過多年的努力，1975年北京工業(yè)學(xué)院 （現(xiàn)北京理工大學(xué)）研制出中國第一臺大型天象儀。這臺具有中國特色的天象儀取代了北京天文館最初的蔡司天象儀，使用了30年。此后北京理工大學(xué)與其它公司合作開發(fā)小天象儀投入量產(chǎn)，推動了中國天文館的發(fā)展。

第一套數(shù)字投影天象儀(基于矢量圖形的)來自埃文斯和薩瑟蘭公司（Evans & Sutherland）的 Digistar I。這些數(shù)字天象系統(tǒng)的源頭來自于該公司早期開發(fā)的專為美國軍方提供服務(wù)的飛行模擬器。這些模擬器用于空中加油、航母降落、預(yù)警機和B-52轟炸機的訓(xùn)練。1983年，這套數(shù)字系統(tǒng)被安置在弗吉尼亞州的科學(xué)博物館。同年，Sky-Skan發(fā)布了第一套天文館數(shù)字多媒體控制系統(tǒng)。天文館開啟了數(shù)字化時代。在接下來的幾年里，許多天文館開始在其球幕內(nèi)添置上這些技術(shù)進步中的一項或兩項。

1990

1990年7月，IPS會議首次在北美以外地區(qū)舉行。

位于瑞典博倫厄（Borl?nge）的Galaxen天文館榮幸地承擔(dān)了主辦的任務(wù)，其主題是“無邊界天文館”。

1991

21歲的大平貴之在大學(xué)三年級時獨立完成了一臺擁有32片式的光學(xué)天象儀“Astroliner”，可投影星數(shù)達到32000顆。這是世界上首次以個人身份完成了被認為是不可能由個人獨立制作的鏡頭投影式天象儀。

20世紀90年代末——21世紀初

快速發(fā)展的全球幕影像天文館誕生于20世紀90年代末:1996年在日本大阪舉行的IPS會議上，日本的五藤公司分享了世界上第一套全球幕視頻投影系統(tǒng)的演示:“Virtuarium”。

不久之后，在1998年，Sky-Skan發(fā)布了“SkyVision”，這是世界上第一個商業(yè)上可用的全球幕視頻播放系統(tǒng)。2002年，第一個實時全球幕投影系統(tǒng)問世，“DigitalSky”來自 SkySkan:

來自法國的RSA COSMOS 推出了他們的第一套數(shù)字星空系統(tǒng)：SkyExplorer

2002年，蔡司天文館和JENOPTIK AG首次推出了ADLIP(全球幕激光圖像投影 All-Dome Laser Image Projection)。

至此，球幕領(lǐng)域刮起一股數(shù)字化風(fēng)暴，系統(tǒng)的獨創(chuàng)性和多樣性能帶給觀眾們的如此令人驚嘆的旅程。

2001

一個新穎的建筑概念在2001年被引入:開放的水平天文館。2001年，位于圣路易斯科學(xué)中心的麥道天文館（ McDonnell Planetarium ）在耗資1000萬美元的波音空間站體驗改造后重新開放。

The Orthwein Star Bay （劇院）沒有防光門，在墻壁上的大開口，使得游客可以在Star Bay 和展覽畫廊之間自由流動。在學(xué)習(xí)在空間站生活和工作是什么感覺的同時，還包括在 24 米的圓頂內(nèi)進行每小時兩次的公開星空講座，星空畫面會一直開啟。大家可以席地而坐，也沒有固定座椅。這樣的開放式樓層也允許在 Star Bay里 舉辦眾多獨特的活動。

2004

北京天文館新館落成開幕，建成世界上第一個中間未設(shè)置光學(xué)天象儀的，全球幕激光投影數(shù)字宇宙劇場。

2007

2007年，Domecasting被首次推出。這項技術(shù)有潛力改變我們在天文館領(lǐng)域里合作的方式，因為它允許天文館不僅在其球幕中進行現(xiàn)場演示，而且可以在世界各地的球幕中同時放映。第一次在丹佛自然科學(xué)博物館進行了測試。2008年，這項技術(shù)在芝加哥首次公開展示。

至此，天文館就開始利用云和類似的軟件來制作數(shù)字投影系統(tǒng)。通過這種新能力可以讓天文數(shù)據(jù)“無縫交付”，Data2Dome平臺是由歐洲南方天文臺(ESO)率先建立的。

2008

2008年，由Sky-Skan研制的世界上第一個達到8k x 8k超高分辨率的數(shù)字投影系統(tǒng)在北京天文館問世。

2011

全球第一套8K分辨率的球幕3D系統(tǒng)誕生于澳門科學(xué)館天文館，2011年錄入吉尼斯世界紀錄大全，被列為全球最高分辨率的立體天文館。

2015

大平技研與SONY DADC JAPAN合作，成功開發(fā)出世界最小的直徑200納米的極微孔加工技術(shù)。其結(jié)果就是：超精密恒星原板“GIGAMASK”，該原板能夠投影10億顆以上的恒星。

2017

2017年11月，世界上最大的天文館在俄羅斯圣彼得堡正式對外開放。該天文館建于一座巨大的廢棄儲氣罐內(nèi)，球幕直徑達37 米，配置多達40臺投影機，屏幕分辨率達到10K。場館可同時容納800人。在這棟建筑正式改造為天文館之前，已經(jīng)100多年無人使用了。

2018

大平技研開發(fā)出超高亮天象儀GIGANUIM，可滿足直徑500米級的巨大圓頂?shù)耐队靶枨螅^原有提高10倍以上。

2021

經(jīng)過將近10年的論證、立項、設(shè)計和建設(shè)，上海天文館建成開放。上海第一次計劃建設(shè)天文館，是在“七五”期間，后因種種原因擱置。直到2012年，葉叔華院士再次倡議擁有超過2000萬人口的上海 “應(yīng)該要有自己的天文館”。建成后的上海天文館是中國大陸地區(qū)的第二家專業(yè)天文館。

世界首座 LED 天文館——15米圓頂直徑的“滿天”天文館于2021年10月27日在日本名古屋開幕 。館內(nèi)安裝了 8K LED Dome 系統(tǒng)結(jié)合RSA COSMOS的SkyExpoler數(shù)字天象演示系統(tǒng)，以最令人難以置信的渲染、最高的畫質(zhì)、最高水平的亮度和對比度、最廣的色域、鮮艷的色彩和深黑色所呈現(xiàn)出的星空，具有前所未有的品質(zhì)。

和過去的100年里所經(jīng)歷的一樣，天象演示軟硬件技術(shù)的革新，一直以來都是推動天文館事業(yè)進步的強大動力之一。

2022

前文中所提及的建造于1937年的亞洲第一座天文館——日本大阪市立科學(xué)館天文館，就在近期，在它的26.5m 直徑的圓頂中完成了最新的數(shù)字系統(tǒng)更新。

世界上很多的天文館已經(jīng)走過了幾十年的光陰，也有更多的新的天文館在絡(luò)繹不絕地建設(shè)?，F(xiàn)在的天文館，也已經(jīng)不僅僅只是演繹星空，模擬宇宙運行的單一場所，越來越多的活動和儀式在此舉行，越來越多的興奮和感動，在此體驗。

無論如何，對于星空的無限向往和好奇，才是把越來越多的人聚集在天文館穹頂之下的最根本原因。

在天文館，就在這里，引領(lǐng)我們通往繁星。