Avatar-elokuva on kaivanut naftaliinista ns. kolmiulotteisen (3D) elokuvan. Mitään uuttahan tämä tekniikka ei ole. Tällaisia elokuvia tehtiin jo elokuvan alkuaikoina, ja tehdään edelleen silloin tällöin. Elokuvissa on yleensä mukana jotain, josta toivotaan 3D teknologialla lisää huomioarvoa: usein autolla kaahaamista, vuorstoratoja, syvätarkkoja maisemia ja lentämistä. Ja tietenkin on tehty myös 3D pornoa.
Kaikille näille elokuville on yhteistä, että ne eivät oikeasti esitä kolmiulotteista kuvaa. Kyseessä on stereoskopia. Sen vanhimmassa muodossa kuvaa tai elokuvaa katsellaan erityisellä kiikarilla. Tällaisia katselulaitteita oli sirkuksissa ja muissa huvipaikoissa jo 1800- luvulla. Kun suurempi joukko katsoo kuvaa valkokankaalta, katsojien pitää käyttää silmälaseja. Ne ovat puna-vihreät, tai niissä on polarisaatiosuodatin tai elektroniset LCD-sulkimet.
Todellinen 3D kuva voidaan tuottaa hologrammeilla, mutta niille on ominaista huono värintoisto ja kapea katsomiskulma – eikä niitä osata projisoida elektronisesti. Muitakin järjestelmiä on kokeiltu, mutta teknologia on hyvin vaikeaa ja vasta kehitysasteella. Stereoskooppisessa elokuvassa kuvan esittämiseen tarvitaan sama (punavihreät lasit) tai kaksinkertainen informaatiomäärä kuin normaaliin elokuvaan, mutta aito 3D kuva vaatisi vähintäänkin monikymmenkertaisen informaatiomäärän (riippuu katselukulmasta ja kuvan yksityiskohtien määrästä).
Mutta kannattaako 3D elokuva? Sillä saavutetaan hyvä huomioarvo – niin kauan kun se ei ole jokapäiväistä. Ainakaan tähän asti siitä ei ole tullut merkittävää lisäominaisuutta. Avatarin kaltaisessa elokuvassa, joka tuotetaan pitkälle digitaalisena animaationa, stereoskooppinen kuva syntyy oikeastaan sivutuotteena. Tällaisessa elokuvassa lavasteet tehdään osin 3D tietokonemalleina. Näyttelijöistä otetaan erityistä videokuvaa, joka muutetaan niin ikään 3D tietokonemalliksi. Sitten mallit yhdistetään ja animoidaan. Lopuksi mallista renderoidaan tavallinen videokuva. Tekniikka on suunnattoman vaivalloista, ja kuvan renderointi samalla kertaa stereoskooppiseksi videokuvaksi on vain pieni lisä kaikkeen muuhun verrattuna.
Stereoskooppisella kuvalla on maaginen vaikutus – joissakin olosuhteissa. Stereomikroskooppi on huima laite elektroniikan laadunvalvonnassa. Ehkä puhtaimmillaan stereoskopia toimii amerikkalaisessa View Master katselulaitteessa, jota pidetään lasten leluna. Sen avulla voi myös tutkia, minkälainen materiaali toimii ja minkälainen ei. Laitetta saa edelleen lelukaupoista – se on ollut kestohitti yli puoli vuosisataa, ja monissa lapsiperheissä löytyy laitteita ja kuvakiekkoja. Mutta muistan myös, millainen valtava pettymys oli katsella laitteella sarjakuvasankareita, kuten Aku Ankkoja. Nehän ovat kolmiulotteisina vain typerän näköisiä nukkeja. Jostain syystä piirretty ja paperille painettu sarjakuva tuottaa hyvin voimakkaan illuusion. Se on kokonaan oma maailmansa, joka tuhoutuu ja latistuu täysin stereoskoopissa. Tämä on mysteeri, jota on vaikea selittää. Jätän sen selittämisen yrittämisen toiseen kertaan. En ole käynyt Disneyworldissa mutta kuvien perusteella vaikutelma on kuin menisi suuren View Master laitteen sisään: lattea ja typerä. Ehkä siinä on sen paikan viehätys.
Harrastin myös itse aikoinaan stereoskooppista diakuvausta. Otin jalustalla kaksi perättäistä kuvaa hieman eri paikoista, eli siirsin kuvien välillä kameraa sivusuunnassa ns. stereokannan verran, noin 7-8 senttiä. Kuvia katselin rakentamallani kiikarilla. Kokeilin erilaisia kohteita ja eri suuruisia kantoja. Parhaiten toimi lähikuvaus ja suhteellisen normaali kanta. Olen ymmärtänyt, että myös Avatar- elokuvassa käytetään suurimmaksi osaksi pientä stereokantaa, jopa nollaa. Ymmärrän sen, sillä jatkuva stereokuvan tiiraus on vain rasittavaa.
perjantai 18. joulukuuta 2009
maanantai 14. joulukuuta 2009
Gernsbackin jatkumosta kyberpunk-nykyaikaan
William Gibson on science fiction kirjailija ja eräs kyberpunkin perustajista. Hän on kirjoittanut novellin ”Gernsbackin jatkumo” (Gernsback's continuum). Sen päähenkilö joutuu vahingossa outoon rinnakkaistodellisuuteen. Siinä ihmiset ovat pukeutuneet outoihin univormuihin. He lentelevät sulavalinjaisilla lentoautoilla ja avaruusaluksilla, ja tekevät piknik-retkiä, joilla jyrsitään ravintopillereitä.
Päähenkilö ymmärtää joutuneensa Gernsbackin jatkumoon. Siinä maailma onkin muuttunut scifi-kirjallisuuden luoman todellisuuden mukaiseksi. Gibsonin kuvaama Gensbackin jatkumo on metafora scifi-kirjallisuudessa. Aikanaan scifi syntyi ajatuksesta yhdistää uusimpaa tiedettä esittelevä tietokirjallisuus ja fiktiivinen romaanimuoto. Tämä Jules Vernestä alkanut lajityyppi on edelleen hengissä, ja siitä käytetään nimitystä hard core. Mutta valtavirta scifistä otti toisen suunnan. Se kehitti aivan oman todellisuutensa, johon on valittu juonenkehittelyn kannalta käteviä aineksia: tähtienväliset lennot, sädepistoolit, mulkosilmäiset avaruushirviöt, avaruuden merirosvot ja geneettisesti muokatut ihmislajit. Suurin osa tieteiskirjallisuutta hyödyntää näitä aineksia, ja samalla sekä scifi että puhe scifistä on täynnä viittauksia muihin scifi-kirjoihin ja elokuviin. Se on oma kulttuurialansa, oma todellisuutensa.
Gernsbackin jatkumo on myös metafora kulttuurista. Ei kulttuuri käsittele todellisuutta, vaan enintään tapaamme käsitellä todellisuutta. Kulttuuri on itseensä viittaava käsite- ja ymmärrysjärjestelmä.
Gibsonin novelli oli ironinen ja sillä oli tarkoitus. Kyberpunkin piti olla uusi scifin virtaus, joka palauttaisi siihen realismin ja yhteiskuntakriittisyyden. Gibsonin kyberpunk on kummallisen tuttu, tietoverkkojen varassa toimiva kapitalistinen dystopia. Käytännössä taisi kuitenkin käydä niin että Gernsbackin jatkumo imaisi sisäänsä myös kyberpunkin. Osittain siksi, että Gibsonin kirjat olivat niin tavattoman nerokkaita ja kiehtovia. Niitä kannattaa jäljitellä.
Gibson, s. 1948, on USAssa ja Kanadassa vaikuttava kirjailija. Hänen näkemyksellisissä teoksissaan ennustettiin tietoverkkojen ja virtuaalitodellisuuden syntyminen ennen kun useimmilla ihmisillä oli niistä minkäänlaista kokemusta. Urbaanin legendan mukaan Gibson kirjoitti legendaariset kirjansa maaseutumökissä, ilman tietokoneita ja sähkövirtaa, mekaanisella kirjoituskoneella.
Hugo Gernsback (1884-1967) perusti vuonna 1926 Amazing Stories – lehden, joka julkaisi scifi-novelleja. Hän teki scifistä todellista massaviihdettä, ja monien mielestä myös roskakirjallisuutta. Scifi oli Amerikassa suunnattoman suosittua. Emme voi oikeastaan ymmärtää lainkaan Yhdysvaltoja ilman tätä tietoa. Gernsbackin mukaan on nimetty alan tärkein tunnustus, Hugo-palkinto.
Vaikka Suomessa on julkaistu scifistä lähinnä vain sen helmiä, oma kulttuuriväkemme on omaksunut sitkeästi (ja ulkomaisia esikuvia imitoimalla) käsityksen roskaviihteestä. Ei meillä ole oikeaa pulp-scifiä oikeastaan edes nähty!
Entä miten Gibsonin novellihenkilö pääsi ulos Gernsbackin jatkumosta? Se vain haihtui ilmaan kuin paha uni.
Päähenkilö ymmärtää joutuneensa Gernsbackin jatkumoon. Siinä maailma onkin muuttunut scifi-kirjallisuuden luoman todellisuuden mukaiseksi. Gibsonin kuvaama Gensbackin jatkumo on metafora scifi-kirjallisuudessa. Aikanaan scifi syntyi ajatuksesta yhdistää uusimpaa tiedettä esittelevä tietokirjallisuus ja fiktiivinen romaanimuoto. Tämä Jules Vernestä alkanut lajityyppi on edelleen hengissä, ja siitä käytetään nimitystä hard core. Mutta valtavirta scifistä otti toisen suunnan. Se kehitti aivan oman todellisuutensa, johon on valittu juonenkehittelyn kannalta käteviä aineksia: tähtienväliset lennot, sädepistoolit, mulkosilmäiset avaruushirviöt, avaruuden merirosvot ja geneettisesti muokatut ihmislajit. Suurin osa tieteiskirjallisuutta hyödyntää näitä aineksia, ja samalla sekä scifi että puhe scifistä on täynnä viittauksia muihin scifi-kirjoihin ja elokuviin. Se on oma kulttuurialansa, oma todellisuutensa.
Gernsbackin jatkumo on myös metafora kulttuurista. Ei kulttuuri käsittele todellisuutta, vaan enintään tapaamme käsitellä todellisuutta. Kulttuuri on itseensä viittaava käsite- ja ymmärrysjärjestelmä.
Gibsonin novelli oli ironinen ja sillä oli tarkoitus. Kyberpunkin piti olla uusi scifin virtaus, joka palauttaisi siihen realismin ja yhteiskuntakriittisyyden. Gibsonin kyberpunk on kummallisen tuttu, tietoverkkojen varassa toimiva kapitalistinen dystopia. Käytännössä taisi kuitenkin käydä niin että Gernsbackin jatkumo imaisi sisäänsä myös kyberpunkin. Osittain siksi, että Gibsonin kirjat olivat niin tavattoman nerokkaita ja kiehtovia. Niitä kannattaa jäljitellä.
Gibson, s. 1948, on USAssa ja Kanadassa vaikuttava kirjailija. Hänen näkemyksellisissä teoksissaan ennustettiin tietoverkkojen ja virtuaalitodellisuuden syntyminen ennen kun useimmilla ihmisillä oli niistä minkäänlaista kokemusta. Urbaanin legendan mukaan Gibson kirjoitti legendaariset kirjansa maaseutumökissä, ilman tietokoneita ja sähkövirtaa, mekaanisella kirjoituskoneella.
Hugo Gernsback (1884-1967) perusti vuonna 1926 Amazing Stories – lehden, joka julkaisi scifi-novelleja. Hän teki scifistä todellista massaviihdettä, ja monien mielestä myös roskakirjallisuutta. Scifi oli Amerikassa suunnattoman suosittua. Emme voi oikeastaan ymmärtää lainkaan Yhdysvaltoja ilman tätä tietoa. Gernsbackin mukaan on nimetty alan tärkein tunnustus, Hugo-palkinto.
Vaikka Suomessa on julkaistu scifistä lähinnä vain sen helmiä, oma kulttuuriväkemme on omaksunut sitkeästi (ja ulkomaisia esikuvia imitoimalla) käsityksen roskaviihteestä. Ei meillä ole oikeaa pulp-scifiä oikeastaan edes nähty!
Entä miten Gibsonin novellihenkilö pääsi ulos Gernsbackin jatkumosta? Se vain haihtui ilmaan kuin paha uni.
Tässä itse Hugo Gernsback katselee televisiota vuonna 1928. Kannattaa panna merkille kahden tuuman kuvaruutu.
(wikimedia commons).
perjantai 11. joulukuuta 2009
Galileo ja nanotekniikka
Muinaiset rakennusmestarit yrittivät varmistaa rakennustensa kestävyyden laatimalla niistä pienoismalleja. Valitettavasti menetelmä ei oikein toiminut. Kun mallia aletaan suurentamaan, se jossain vaiheessa romahtaa oman painonsa alla. Rooman Pietarinkirkon kupoli on tästä kuuluisa esimerkki. Kupolista rakennettiin puinen peinoismalli. Kun oikeaa kupolia sitten alettiin rakentaa, se alkoi murtua jo rakennusvaiheessa, ja sitä jouduttiin vahvistamaan rautaketjuilla. Ketjut on ovelasti piilossa, turistin silmää ne eivät häiritse.
Nanotekniikassa hyödynnetään niitä ilmiöitä, joita skaalaus aiheuttaa, kun rakenteet menevät aivan pieniksi. Toisaalta ne ovat myös teknologisia haasteita. Luin Richard Jonesin nanotekniikkaa esittelevän kirjan ”Pehmeät koneet” (Terra Cognita 2008). Olin valaistunut.
Oletteko koskaan ihmetelleet, miksi itiöt ja siitepölyhiukkaset leijuvat vaivatta ilmassa? Se ei johdu niiden ”keveydestä”. Lapsena tutkin tuntikausia mikroskoopilla siitepölyhiukkasia. Ne olivat muodoltaan ällistyttäviä: palloja, piikkipalloja, tetroja, kuutioita, tähtiä. Mutta ne ovat kovia, ei niissä ollut rakkoja, siipiä tai purjeita. Jos hiukkanen olisi jalkapallon kokoinen, se painaisi viisi kiloa.
Miksi lentokoneet eivät räpytä siipiään? Kyse on aerodynaamisten voimien skaalautumisesta. Pienet linnut räpyttelevät nopeasti, mutta isot jo hitaasti. Sorsat ja hanhet lentävät vaivalloisesti, koska ne ovat lentotapaansa nähden liian suuria. Ne joutuvat kehittämään valtavat rintalihakset, onneksemme, sillä ne ovat makoista syötävää. Suurimmat linnut liitelevät vaivattomasti, ja se on lentokoneellekin edullisin tapa liikkua. Vain harvat hyönteiset liitävät. Hyönteisten skaalassa aerodynamiikka on aivan erilaista ja viskositeetti alkaa haitata liikkumista. Kalvomaiset siivet ovat parhaita sitkeän ilman kauhomisessa. Koon pienentyessä ne joutuvat räpyttämään yhä kiivaammin, jopa 1000 kertaa sekunnissa. Mäkärää pienemmille olioille aktiivinen lento alkaa jo olla fysiikan takia mahdotonta. Niiden valinta on passiivinen leijuminen.
Viskositeetin takia pienille olioille on vaikeaa myös uiminen. Bakteerien ja siittiöiden näkökulmasta vesi on kuin sitkeää liimaa. Niille on paras metodi luikerrella eteenpäin kiivaasti piiskaavien siimojen avulla. Eräät liikkuvat pyörittämällä siiman muodostamaa korkkiruuvia muistuttavaa potkuria.
Suuri tähtitieteilijä ja fyysikko Galileo Galilei ratkaisi tämän arvoituksen. Hän ymmärsi mittakaavan suunnattoman merkityksen. Vaikka fysiikan lait ovat samoja kaiken kokoisille esineille, ei ole yhdentekevää, missä mittakaavassa ne vaikuttavat. Galileo osoitti, että kun rakenteen kokoa muutetaan, sen lujuus ei skaalaudu samassa suhteessa kuin koko.
Nanotekniikassa hyödynnetään niitä ilmiöitä, joita skaalaus aiheuttaa, kun rakenteet menevät aivan pieniksi. Toisaalta ne ovat myös teknologisia haasteita. Luin Richard Jonesin nanotekniikkaa esittelevän kirjan ”Pehmeät koneet” (Terra Cognita 2008). Olin valaistunut.
Oletteko koskaan ihmetelleet, miksi itiöt ja siitepölyhiukkaset leijuvat vaivatta ilmassa? Se ei johdu niiden ”keveydestä”. Lapsena tutkin tuntikausia mikroskoopilla siitepölyhiukkasia. Ne olivat muodoltaan ällistyttäviä: palloja, piikkipalloja, tetroja, kuutioita, tähtiä. Mutta ne ovat kovia, ei niissä ollut rakkoja, siipiä tai purjeita. Jos hiukkanen olisi jalkapallon kokoinen, se painaisi viisi kiloa.
Syynä leijuntaan on hiukkaseen kohdistuvien voimien skaalautuminen koon pienetessä. Ilma on viskoosia, aivan kuten vesi tai öljy tai siirappi. Ratkaisevaa on hiukkasen painon ja viskositeetin tuottaman vastuksen suhde. Pienen hiukkasen näkökulmasta ilma on kuin paksua siirappia. Jos ihminen hyppää neljännen kerroksen ikkunasta, hän putoaa maahan alle kahdessa sekunnissa ja pahoin seurauksin. Pieni itiö samasta ikkunasta pudotettuna alkaa vaivalloisesti vajota sitkeän ilman läpi, ja tuo vajoaminen veisi siltä päiviä, jopa kauemminkin. Maahan se ei kuitenkaan ehtisi, sillä pienkin ilman virtaus vie sen mennessään.
Miksi lentokoneet eivät räpytä siipiään? Kyse on aerodynaamisten voimien skaalautumisesta. Pienet linnut räpyttelevät nopeasti, mutta isot jo hitaasti. Sorsat ja hanhet lentävät vaivalloisesti, koska ne ovat lentotapaansa nähden liian suuria. Ne joutuvat kehittämään valtavat rintalihakset, onneksemme, sillä ne ovat makoista syötävää. Suurimmat linnut liitelevät vaivattomasti, ja se on lentokoneellekin edullisin tapa liikkua. Vain harvat hyönteiset liitävät. Hyönteisten skaalassa aerodynamiikka on aivan erilaista ja viskositeetti alkaa haitata liikkumista. Kalvomaiset siivet ovat parhaita sitkeän ilman kauhomisessa. Koon pienentyessä ne joutuvat räpyttämään yhä kiivaammin, jopa 1000 kertaa sekunnissa. Mäkärää pienemmille olioille aktiivinen lento alkaa jo olla fysiikan takia mahdotonta. Niiden valinta on passiivinen leijuminen.
Viskositeetin takia pienille olioille on vaikeaa myös uiminen. Bakteerien ja siittiöiden näkökulmasta vesi on kuin sitkeää liimaa. Niille on paras metodi luikerrella eteenpäin kiivaasti piiskaavien siimojen avulla. Eräät liikkuvat pyörittämällä siiman muodostamaa korkkiruuvia muistuttavaa potkuria.
Ei bakteerin tarvitsekaan liikkua (vaikka jotkut innokkaimmat niin tekevät). Brownin liikkeen (se olisi jo toisen jutun aihe) aiheuttama diffuusio työntää niiden ulottuville jatkuvasti ruokaa. Oikeita laiskiaisia!
Tilaa:
Blogitekstit (Atom)
