Jak natočit světlo a ukázat lidem jeho cestu prostorem

liebermanperex1Američan Jeff Lieberman je mužem mnoha dovedností. Vystudoval bakalářské obory zaměřené na matematiku a fyziku, navíc získal magisterský titul ve strojním inženýrství a mediální uměnovědě. V současnosti se věnuje doktorským studiím a spolupráci s bostonskou MIT Media lab v oblasti robotické skulptury, aktivně se však zabývá fotografií, hudbou a příležitostně i herectví.

Jeff Lieberman je pro veřejnost nejviditelnější díky televizní stanici Discovery, pro niž natáčí i moderuje vědecko-populární pořad Time Warp. Lieberman byl také jedním z nejvýznamnějších hostů letošního ročníku festivalu populárně-vědeckých dokumentů AFO 2009, kde se nechal naším webem vyzpovídat a vznikl obsáhlý rozhovor, jehož první část vám dnes nabízíme.

RadioTV: Jelikož jste v otázce Time Warpu a metodách vysokorychlostního snímání obrazu osobou více než znalou, můžete nám stručně připomenout, které zásadní momenty utváří historický profil této techniky?

I když se jako bod vzniku obecně prezentuje období dvacátých let minulého století, samotný princip zrychleného snímání sahá až do devatenáctého století k Edwardu Muybridgeovi, fotografovi, který se zabýval studií pohybu. Určitě znáte jeho pokus zachytit běh koně. Chtěl dokázat, že koně se v určité fázi nedotýkají země, a proto za pomocí několika fotoaparátů, kterými s použitím systému lanek zachytil plynulou sekvenci snímků, stvořil první filmový záběr. To už je v jistém smyslu prazáklad vysokorychlostního snímání. První, kdo se naplno věnoval vysokorychlostním snímacím technologiím byl Harold „Doc“ Edgerton. V meziválečné industriální éře lidé vynalezli různé stroje, jež se pohybují cyklicky s ohromnou rychlostí, a které přivedly Edgertona k nápadu stroboskopicky rozfázovat světlo tak, aby je ozařovalo ve stejném rytmu. Výsledkem byl statický obrázek stroje. Pokud však nastavil frekvenci světel o něco málo delší, pohyb stroje se jevil jako zpomalený, i když ve skutečnosti pracoval tisíckrát rychleji. Stejný princip pak využil ve fotografii a filmu. S nástupem videa už bylo vše jednodušší, přestože jste museli na každou vteřinu využít nehorázné množství pásu, který nebyl levný. Dnes už jsou vysokorychlostně snímající kamery dostupné běžným uživatelům.

Rozfázovaný běh koně na fotografiích Edwarda MuyBridge

Rozfázovaný běh koně na fotografiích Edwarda Muybridge

RadioTV: Kde už se filmovací techniky spojené s deformací času osvědčily? Mnozí si nejspíš vybaví děsivé záznamy crash testů.

Je to naprosto unikátní způsob, jak detailně zkoumat něco námi stvořeného, v tomto případě automobil, a co následně můžeme ještě zdokonalit. Nejlepším příkladem je ale určitě příroda. Můžeme studovat nekonečné množství jevů, jakoby se nám odehrávaly pod čočkou mikroskopu. Našemu oku muselo po milióny let stačit něco kolem třiceti snímků za vteřinu, narozdíl od jiných zvířat, které svět vnímají několikanásobně rychleji. Třeba obyčejní korýši mají barevné spektrum, které je schopno rozlišit základních 32 barev, zatímco lidské pouhých osm. Je zřetelné, že lidské pozorovací schopnosti jsou na nízké úrovni. Evoluce nás nevybavila přirozenými schopnostmi dokonale pozorovat a chápat přírodu, takže si musíme vytvořit nástroje, abychom překonali lidská omezení.

Lze tak například zkoumat zákonitosti reakcí, jejichž rychlost se u různých živočišných druhů pohybuje na diametrálně odlišných úrovních. Nejzajímavější, velmi známý případ, je kolibřík. Pokud se na něj díváme, připadá nám, že doslova stojí ve vzduchu, ale při detailním, zpomaleném rozboru vidíme jeho dokonalý pohyb. Podobné je to třeba i s hmyzím světem, kde díky zanedbatelné váze a velikosti probíhají procesy ve vysokých frekvencích. Včetně reakcí, které jsou logicky rychlejší díky kratší vzdálenosti mezi nervovými zakončeními a mozkem. U člověka je to samozřejmě jiné, jednou jsme dělali na epizodě, kde mi strhávali chlupy na nohou, propichovali uši a tetovali mě. Mohli jsme pak pozorovat, jak pomalé ve skutečnosti lidské reakce jsou. V přírodě je neuvěřitelné množství  různých superrychlých procesů a chemických reakcí, které bez vysokorychlostního snímaní nemáme šanci zaregistrovat.

RadioTV: Existují i videa plná zpomalených záběrů fyzikálních jevů, např. tlakových a zvukových vln. Nezkoušeli jste něco podobného?

Ano, samozřejmě jsme pracovali i s výbuchy, kde je krásně vidět to ohromné rozpínání tlaku, co rozmetává hlínu všude kolem. Zkoušeli natočit také výstřel supersonické kulky překonávající rychlost zvuku a bylo úžasné sledovat, jak doslova trhá vzduch. Pokud vytvoříte dobré podmínky, není těžké zaznamenat narušené zvukové vlny i při prásknutí bičem, což je mimochodem první lidský nástroj, jenž překonává rychlost zvuku. Bohužel, stejné metody využívá také armáda, aby zdokonalila své neskutečně rychlé palebné systémy. Na YouTube jsem našel záznam testů jednoho z takových obranných mechanismů. Jedna raketa míří přímo na dům, vedle nějž je instalovaný obranný raketový systém, který na ní v mžiku vypálí malou naváděnou raketu. Vše trvá asi půl vteřiny, ale bez zpomaleného záběru nemáte šanci něco zpozorovat, natož pak efektivně zkonstruovat. Sice podobné věci nesnáším, ale fascinuje mě, že ruku v ruce s novými technologiemi je zapotřebí nových způsobů jejich analyzování.

Stále se mi však honí hlavou sen, že se v jedné epizodě Time Warpu pokusíme natočit pohyb světla. Existují totiž způsoby s jejichž pomocí zpomalíte světlo na třicet kilometrů za vteřinu, a mě fascinuje ta možnost ukázat lidem, jak cestuje prostorem.

Jeff Lieberman (vpravo)

Jeff Lieberman (vpravo)

RadioTV: Chtěli byste se podívat i pod hladinu moře?

Je to jedna z věcí, kde by jsme trochu stříleli naslepo. Jedna autorka knih z podmořského prostředí vydala soubor hlubinných fotografií z míst, kam světlo nemá šanci proniknout, a kde pořídila neskutečné záběry opravdu podivných tvorů, o nichž jsme dosud nevěděli. Vtip je v tom, že každá z těchto fotografií je vlastně unikátem, jediným záběrem, protože nikdy potom už ony tvory nikdo nezahlédl. K dnešnímu dni lidstvo prozkoumalo tak 1% z těchto končin a mnozí se domnívají, že právě tam vznikl život. Bylo by skvělé podívat se až dolů do hloubky a pořídit tam zpomalené záběry, ale s naším, řekněme čtyčicetitisícovým rozpočtem na epizodu, si nemůžeme dovolit strávit týden někde, kde nejsou jisté výsledky.

RadioTV: Jsou tedy zásoby takto zkoumatelných jevů nevyčerpatelné?

Jelikož člověk neustále produkuje nové a nové technologie a my jsme se sotva otřeli o pytel nepřeberných možností světa přírody, tak moje odpověď zní určitě ano. Vůbec jsme se zatím nedostali k mikroskopickým záběrům mikrokosmu, živočišným buňkám a podobně. Pro Time Warp je však důležité, aby jsme se zabývali věcmi, kterým normální divák dokáže porozumět. Nejúčinnější je ukázat lidem něco, co dokonale znají, jako je prásknutí bičem nebo dopad kapky vody, ale my jim ve spojení s vysokorychlostním snímáním odkryjeme mnoho navíc, o čem neměli tušení. Je to jako jiný vesmír.

Rozhovor vznikl ve spolupráci s Ondřejem Kuhnem. Foto: Petr Pyjér Bílek a archiv

Autor článku:

Napsat komentář

Pro přidání komentáře musíte .