大阪市立科学館研究報告 22, 71-74 (2012)

プラネタリウム投影プログラム「神秘の太陽 金環日食」制作報告
江 越航＊

概 要
当館では 2012 年 3 月から 5 月にかけて、「神 秘の太陽 金 環日食 」という内容でプラネタリウム番組を投影した。今回の番 組では 2012 年 5 月 21 日、大阪を含む日本の広い地域で観測できる金 環日食の話題 を取り上げて、日食とは何か、大 阪ではどんな具合に見えるのか、どのように観 測したらいいのか、という点について解説 した。特に大阪 での状況をプラネタリウムホールにてシミュレーションすることで、具体的な見え方について、あらかじめ体験 できるようにした。本稿では番組制 作に当たってのコンセプト、制 作した番組の内容、および番組 中で使 用した画像 処理、映 像処理の手 法について報告する。

１．はじめに 状態である訳ではない。だんだんと欠 けていき、やがて2012 年 3 月 1 日より 5 月 27 日まで、「神秘の太陽金 環 となり、またもとの姿にもどっていくという一連 の過

金 環 日 食 」と題 したプラネタリウム番 組の投影 を行 った。

程に置いて、どこを見 ればいいのか、その見どころを紹2012 年 5 月 21 日、九州から関東にかけての日 本の広介することにした。

い地 域 で、金 環 日 食 を見 ることができる。大 阪 で金 環

また、日食の観察方法についても一般に知られてい日食を見られるのは 282 年ぶりということで、一般にもるとは言 えないことから、その方 法 について 伝 えること大きな話題 となっている。これは天文 普 及のためにも、に重 点を置いた。特に金 環の状 態になっても、太 陽 はまたとないチャンスである。一方、日 食の観測は太陽をまぶしくて見えないということは、多 くの方が 理 解 してい見ることであるから正しい観測 方法が必要となる。

ないと思われる部分である。

そこでこのプログラムでは、日 食 とは何 か、大 阪ではこうした実 際 の観 測 方 法 に加 え、日 食 とは何 か、どどんな具 合に見 えるのか、どのように観 測 したらいいののような原 理 で起 こるのか、ということを説 明 することで、か、という内容を中心に、番組を制作した。

天文学に関する知識の普及を行った。

以 下 において番 組 制 作 に当 たってのコンセプト、お以下に、今回の番組の構成を示す。

よび制作した番組の内容について報告する。
３．番組の構 成
２．番組コンセプト

番組の構成は、次のように主に 7 つのパートに分け

今 回 の番 組 は、通 常 行 っている一 般 的 な天 文 学 にて作成した。（）内は、作成した sft ファイルの名称であ関する知 識の普 及という番 組とはやや趣が違い、5 月る。

21 日に起こる金環日 食を紹介するという点 を主 な内容○イントロ（intro.sft）とする事前告知型の番組である。

導入として、5 月 21 日、大 阪での日の出の様子を紹番 組 では特 に プラネタリウムの特 性 を生 かして、大介 する。科 学 館 から見 える風 景 を周 辺 に出 し、普 段 と阪での状況をプラネタリウムホールにてシミュレーション

は違う形の太陽が昇ってくる様 子を投 影することで、間することで、具 体的 な見 え方について、あらかじめ体験もなく大阪で見ることができるという期待を高める。

できるようにすることに重点を置いた。

○過去の日食（review.sft）

日食は 2 時間半ほどの現象であるが、ずっと金 環の過 去にも日 食が大変 話 題になったことを思い出してもらうため、2009 年の大阪であった部分日食観 測会の *様子を紹介する。

大阪 市 立 科学 館 事 業グループ
e-mail:egoshi@sci-museum.jp

この時 は夏 休 みということもあって、科 学 館 には-1-江越 航5000 人 ものお客 さんが来 られた。このとき大 阪 で見 ら明を行う。

れたのは部 分 日 食 であったが、南 西 諸 島 の方 では皆○マドリッド（madrid.sft）

既 日 食 となった。ここで、日 食 には部 分 日 食 、皆 既 日

大 阪 での金 環 日 食 の様 子 は あくまでシミュレーショ

食、そして今回の金環 日食という 3 種類があることを説ンであることから、実際の金環日食の例として、明する。

Live!UNIVERSE プロジェクトによって撮影された 2005

さらに、金 環 日 食 が大 変 珍 しい現 象 であることを示

年 のスペイン・マドリッドで起 こった 金 環 日 食 の様 子 を、すため、前回大阪 であった金環日 食についても触れる。

全天に投影する。

前 回 、大 阪 で金 環 日 食 を見 ることができたのは、享 保

この投 影 を通 して、たとえ金 環 日 食 といえども 太 陽

15 年（1730 年）6 月 1 日と、今から 282 年 前のことであはまぶしく、直 接 目 では見 ることができないことを説 明った。さらに今回を逃すと、次回は 300 年後、2312 年する。

までないことを触れる。

○観測方法（observe.sft）○日食の原理（principle.sft）

今 回 の金 環 日 食 をどのようにして観 察 したらいいのどのようにして日食が起こるのか、その原理についてか、具 体 的 にその方 法 をビデオで撮 影 した 映 像 を用解 説 する。全 天 周 映 像 のライブラリーの映 像 を使 用 しいて説明する。て、日 食 が起 こった際 、視 点 を変 えて宇 宙 から見 てみ

まず、日 食 観 察 用 めがねを使 う方 法 として、実 際 にると、実は月が太 陽を隠 していることが日食の起 こる原

使っている様 子、日食めがね通して見 るとどのように太因であることを説明する。

陽 が見えるのか、どうしたら手に入 れられるのかを説 明

そして月 は一 ヶ月 に一 回 、地 球 の回 りを周 っているする。

ことを示 す。そのため月が太 陽 と同 じ方 向に来ることが次に日食めがねを使わない方法として、木漏 れ日をあり、場 合によっては太 陽－月－地球が一直 線 になっ見 る方 法 を紹 介 する。普 段 の木 漏 れ日 とともに、日 食て、地 球 に影 が落 ちる、これが日 食 であるということをの際 の木 漏 れ日 を示 して、影 の形 が変 わることを説 明説明する。

する。

地球に落ちる影の様子は、2009 年の日食の際 に気さらに、ピンホール方 式 として人 工 的 に木 漏 れ日 を象 衛 星 「ひまわり」が撮 影 した、地 球 の上 を 月 の影 が作 る方 法 についても紹 介 する。この方 法 は、実際 にや横切っていく映像を使いながら解説する。ってみないと分 かりにくいことから、ざるやテレホンカー

そして、金環日 食と皆既 日食の違いについて、地球ドで影を作っている様子を動画 で紹介する。と月 の距 離が変 化 するため、月の見 かけの大 きさが変

また、簡 単 な工 作 ということで、筒 を使 ってピンホーわることが原 因 であることを、CG で月の位 置 を変 化 さルの像を見やすくする方法についても紹介する。

せながら解説する。

最 後 に観 察 の際 の注 意 事 項 として、太 陽 を直 接 見○大阪シミュレーション（simulation.sft）

ないこと、 日 食 めがね以 外 のものを 使 わないこと等 に今回のプラネタリウムのメインパートとして、大 阪 で見関する注意喚起をする。

ることができる日 食 の様 子 を見 どころとと もに詳 しく紹○エンディング（ending.sft）介する。

最 後 にもう一 度 復 習 ということで、クレジットとともに最 初 の見 どころとして、欠 け始 めに注 目 してもらう。

大 阪 でのシミュレーションの様 子 をもう一 度投 影してエ

大阪での欠け始めの時刻は 6 時 17 分で、太 陽 に向かンディングとする。って右上の方から欠け始める。
時 間 が経 つにつれてだんだんと太 陽 が欠 けてくる。

４．過去の金 環日 食

そのため、太陽からの光がさえぎられることになるため、前 回 、大 阪 で見 ることができた金 環 日 食 は、今 からあたりも少し暗くなってくる。そこで 2 番目のみどころと282 年前の享 保 15 年 6 月 1 日（1730 年 7 月 15 日）して、周りの雰囲気にも注目 してもらう。この時、映 像のである 。 この 時 の 日 食 が 記 録 されてい る 資 料 と して、明るさをやや落とすことで、その雰囲気を出 している。

「寛政暦書」がある。

そして一 番 の見 どころとして、ベイリービーズについ「寛 政 暦 書 」巻 三 十 三 の三 丁 裏 には「享 保 十 五 年て触 れる。ベイリービーズとは、金 環 日 食 になる瞬 間 、

庚 戌 六 月 戊 戌 朔 」「於 京 師 所 見 金 環 食 」という記 述 が月 の谷の部 分から太陽の光がもれてきて、光の点 がビあり、京都に於いて金環食が見えたことが分かる。

ーズのように連 なって見 える現 象 のことである。 CG で「寛 政 暦 書 」の原 本は国 立 天 文台 三 鷹 図 書 室に保ベイリービーズを再 現 し、 これに国 立 天 文 台 が撮 影 し存 されている。今 回 、プラネタリウム番 組 制 作 にあたった実際のベイリービーズの写真と、JAXA の「かぐや」がて、前回の大阪での日食が 282 年前にあったということ撮影した凸凹した月の写真を合わせて投影 しながら説を示すため、該当ページの画像を天文台から入 手して、
-2-

プラネタリウム投影プログラム「神秘の太陽 金環日食」制作報告

プラネタリウム番組 中で投影 した。
５．シミュレーション
今 回 のプラネタリウム番 組 のハイライトとなる金 環 日
食のシミュレーションは、通 常のバーチャリウムの太陽・月を表 示する機 能を使うことでは再 現することができない。これは、プラネタリウムでは、太 陽 ・月 を 実 際 よりも大 きく投 影 しているためである。もし見 かけの大 きさで投 影 したのでは、大 変 小 さく見 えてしまうため、観 客 によく分 からないものになってしまう。太 陽 、月 の大 きさを
見 かけより大 きく投 影 していることから、該 当 する時 刻の太陽・月を投影 してみると、まだ欠けていないのに欠写 真 2 ベイリービーズのシミュレーション

けて表 示 されるなど、実 際 とは異 なった姿になってしまうことになる。

７．スペインでの金 環日 食

そこで今回は、円盤 状の太 陽・月のモデルを作成 し、スペイン・マドリッドの画 像は、Live!UNIVERSE プロ

太 陽 を実 際 の時 刻 に合 わせて移 動 させつつ、月 を太ジェクトによって撮 影 された画 像 を利 用 した。このプロ

陽 の位 置 に対 して相 対 的 に表 示 させることにより、金ジェクトは、天 文・宇 宙科 学に関 する様々な現 象を、ネ環日食の様子を再現 した。

ットワークを通じて広く世界に紹 介しているもので、ハイ

なお、このプログラミングの実 際の作 業については、

ビジョン映 像 や全 天 周 動 画 など種 々の最 新 の映 像 技

飯山学芸員にお願いした。

術を用いて、中継を行っている。
今回プラネタリウムで使用したのは 2005 年に撮 影された写真であるが、この時に撮影 された全 天画 像は全周 魚 眼 ではなく、対 角 魚 眼 で撮 影 されたものとなっている。そのためこのままドームに投 影 すると、前 後 に穴が開 いたような映 像 になってしまう。そこで、画 像 全 体を前方向に 20 度傾け、前面から上 方向に画像 が来るようにして、画 像 がない部 分 が後 ろ側 になるようにして投影した。
８．観察方 法今 回のプラネタリウム中では、金 環 日 食の観 察方 法として、日 食 観 察 用 めがねを使 用 している様 子 や、ピンホール方 式 で影 をつくる方 法 を紹 介 した。これは静止 画 ではなかなか伝わりにくいことから、実際 に観 察 している様 子 をビデオカメラで撮 影 した。使 用 機 材 はデジ タ ル ハ イ ビ ジ ョ ン ビ デ オ カ メ ラ レ コ ー ダ ー SONY

写 真 １ 金環 日 食 シミュレーション

HDR-XR520V である。
撮影した動画の処理は、Adobe after effects CS5 を

６．ベイリービーズ

使 用 して、必 要 部 分 の切 り出 し、つなぎ合 わせ、拡 大

金 環 日 食 の最 大 の見 所 として、ベイリービーズが上等の画像処理を行った。

げられる。これを説 明 するために、上 記 で使 用 した太陽・月のモデルを使用した。

９．プログラミング上のテクニック

ベイリービーズの説 明 のためには、月の円 盤 状のモ

９－１．周りの風景

デルにおいて、さらにモデルの周 辺 部 を、手 作 業 によ

日 食 のシミュレーションの際 、周 りの風 景 として、科りギザギサしたものに変 更 した。これを太 陽 のモデルと学館周辺の風景を 180 度全 周に投影した。このための重 ねることで、重 なった瞬 間に月 の隙 間 から光が数 珠

画像は、科 学 館の屋上より、通 常のコンパクトデジタル繋ぎに連なっている様子を再現した。

カメラを使 用 して、少 しずつ重 なるように撮 影 したものである。
-3-

江越 航

こ の 画 像 を パ ノ ラ マ 写 真 に す る に は 、 Photoshop

表 示 する。この際 、太 陽 ・地 球 と月 は、別 のダミーオブ

CS5 の Photomerge 機能を利用した。

ジェクトに配 置 し、月 が乗 っているオブジェクト全 体 を

またこの際 、一 部 映 って欲 しくない看 板 等 について地球の位 置が中心になるよう回 転させるという手 法をとは、Phoshop の「塗りつぶし」機能において、オプションった。これにより、月 が地 球 の周 りを回 るような映 像 をで「コンテンツに応 じる」を選 択 することで、周 りの風 景表示させている。に違和感なく消去することができる。
さらに、プラネタリウムの投 影 の際 には、パノラマ写

10．おわりに真 の空 の部 分 を透 明 化 する処 理 を行 い、日 の出 の際 、今回、大阪では 282 年ぶりとなる金環日食を取 り上

建 物 の間 から太 陽 が昇 ってくる様 子 を再 現 できるようげる番 組 を制 作 した。各 方 面 で今 回 の日 食 が取 り上にした。

げられていることから、時 期 が近 づくにつれて、一 般 の関心も高まってきたようである。

９－２．月の軌道

今 回 のプラネタリウムでは実 際に大 阪 で見 える様 子

日 食 の原 理 を説 明 するため、太 陽 －月 －地 球 を表をシミュレーションしたということで、実 際 の見 え方 をあ示 して、月 が地 球 の回 りを周っていることを表 現したい。

らかじめ体 験できるものになったのではないかと考 えてしかし、バーチャリウムに最 初 からある機 能 を利 用 している。

表 示 させた場 合 、地 球 を固 定 して時 間 を進 めていくと、
確 かに月 は地 球 を回 るように動 くが、同 時 に太陽 の位一 方 、太 陽 の観 察 は危 険 を伴 うことから、正 しい観察方法について普及することも重要 な事項である。

置 も変 化 してしまう。そのため、太 陽 、地 球 を固 定 して

天 文 学 に関 してこのように関 心 が高 まる現 象 が 起 こ

月 だけを地 球 の周 りを回 るように表 示 させることができることは、普及活 動においても大 きな機 会である。今後ない。また、月 が一 周 する間 に時 間 も一 ヶ月 過 ぎるた

もより分 かりやすい投 影 手 法 について検 討 していきた

め、地球は大変高速に自転して表示 される。

いと考えている。

そこで、太陽 ・月・地球はモデルとして適 当な位 置に-4-