Космический симулятор SpaceEngine

[SpaceEngineer]

Предлагаю к вниманию программу-симулятор вселенной собственной разработки SpaceEngine.

Официальный сайт и форум
Купить и скачать на Стиме

SpaceEngine представляет собой что-то среднее между планетарием и игрой, ближайший аналог - Celestia. Программа позволяет осуществлять полёты по почти не ограниченной Вселенной с фотореалистичной 3D графикой. Есть как известные объекты (Солнечная Система, каталог звёзд HIPPARCOS, каталог внесолнечных планет, каталоги звёздных скоплений, планетарных туманностей, каталог галактик NGC/IC), так и генерируемые на ходу (процедурные). Т.е. например в нашей галактике вдали от Солнца и во всех других галактиках генерируются звёзды, а у звёзд - планеты. Процедурная генерация означает, что в любой момент можно вернуться к ранее исследованным объектам, и они вновь сгенерируются точно так же. Можно поделиться координатами с другом, и он на своём компьютере увидит точно ту же сцену. Всё основано на астрофизике, всё реалистично - расстояния, размеры, массы, статистика звёзд и галактик, структура планетных систем, условия на поверхности планет и т.д. Поверхность планет представлена 3D рельефом с адаптивной детализацией, текстуры и рельеф также генерируются процедурно, а для планет Солнечной системы - на основе реальных карт, взятыми с сайтов НАСА и USGS. Можно дополнительно скачать 45 гигабайт текстур, чтобы поднять детализацию на самых изученных телах (планеты земной группы и Луна) до 150-300 метров на пиксель.



Основные возможности SpaceEngine на 20.07.2021 (версия 0.990):

• Представлены все основные типы космических объектов: галактики, туманности, звёзды и звёздные скопления, планеты и луны, кометы и астероиды, чёрные дыры, нейтронные звёзды, белые карлики, аккреционные диски и пр.
• Известные объекты представлены каталогами: галактики (NGC/IC), звёзды (HIPPARCOS), звёздные скопления, туманности, планеты (Солнечная Система и экзопланеты, каталог регулярно обновляется).
• В неисследованных областях происходит процедурная генерация объектов: галактики, звёзды, скопления, туманности, планетные системы, текстуры и рельеф на планетах.
• Движения наблюдателя ничем не ограничены. Переход между любыми телами, любыми масштабами происходит непрерывно. Свободный полёт осуществляется как в играх (клавишами WASD). Автоматическая привязка наблюдателя к движущемуся объекту и автоматический выбор оптимальной скорости полёта.
• Удобная навигация: достаточно выбрать объект и нажать 'G', чтобы автоматически перелететь к нему. Выбор объекта возможен многими способами: просто кликом по нему мышкой, поиском в базе данных, поиском по параметрам в заданном радиусе, либо используя масштабируемую карту окрестностей или интерактивный "браузер планетной системы".
• Движения планет по орбитам просчитываются в реальном времени, возможно ускорение, замедление и инверсия течения времени, установка любой произвольной даты в пределах 100 тысяч лет.
• Встроенная энциклопедия с описаниями многих известных объектов и возможностью расширения пользователем. Возможность давать имена и описания для всех объектов, в том числе процедурных. Возможно сохранение понравившихся локаций, есть история полёта (журнал автопилота).
• Встроенные интерактивные уроки, обучающие пользоваться программой. Можно таким же образом реализовать интерактивные туры по Солнечной системе и Галактике.
• Отображение орбит планет, созвездий, векторов скорости и вращения, имён ярких объектов, координатных сеток и пр.
• Фотореалистичная (насколько возможно) графика: объёмные галактики и туманности, рельеф поверхности планет с детализацией вплоть до песчинок, реалистичная модель освещения планетной поверхности и атмосферы, физически-корректное отображение чёрных дыр (стационарный наблюдатель в метрике Шварцшильда, аккреционный диск), камни в кольцах планет.
• Управляемые космические корабли с реалистичной механикой атмосферного, орбитального и межпланетного полёта, физика варп-двигателя Алькубьерре для межзвёздного полёта.
• Поддержка различных 3D режимов и дисплеев, шлемов виртуальной реальности (Oculus Rift, HTC Vive и др.), проекции "рыбий глаз" для планетариев.
• Локализация на 20+ языков с возможностью добавления новых.
• Возможность создания дополнений: каталоги астрономических объектов, модели, текстуры.

Системные требования

Минимальные:
CPU        4 ядра, 2 ГГц
RAM        4 Гб
Video      NVidia или AMD/ATI с 2 Гб памяти

Рекомендуемые:
CPU        6-8 ядер, 3 ГГц
RAM        8-16 Гб
Video      NVidia или AMD/ATI с 6 Гб памяти

Системные требования довольно высокие, потому что используются современные технологии 3D графики. В частности, процедурная генерация текстур для планет осуществляется полностью на видеокарте с использованием специальных шейдеров. Поэтому главное условие работоспособности программы - наличие выделенной "игровой" видеокарты.

Расширяемость

Программа имеет возможность лёгкого добавления новых каталогов, моделей, текстур, или модификации старых без перезаписи файлов. Почти все ресурсы (кроме текстур и некоторых моделей) - человеко-читаемые текстовые файлы (скрипты). Текстуры - в распространённых форматах (jpeg, png, tga, tiff, dds). Модели (.obj) требуются только для кораблей, планеты, астероиды, галактики и туманности создаются на основе текстур и скриптов.

Подробные руководства по моддингу

Видео можно посмотреть на ютубе, огромное количество по запросу Space Engine.

Много скриншотов под спойлером:

(кликните для показа/скрытия)

[1212Lupus]

SpaceEngine в обзоре мартовского номера журнала Astronomy.

[Dayan]

Решаюсь написать снова после выхода нескольких новых патчей Space Engine. Радует, что некоторые объекты симулятора стали очень красивыми, например, планеты-гиганты и коричневые карлики как-то интересно преобразились, аккреционные диски, полярные сияния, некоторые терры и эмиссионные туманности выглядят грандиозно! Покрытые трещинами и кратерами планеты-селены, цветные кольца некоторых планет, тоже весьма эффектны. Атмосферы планет претерпели изменения в лучшую сторону, даже какой-то химсостав у них появился. И, по-моему, в симуляторе появилась парочка новых треков музыки, что замечательно.
Ещё появились процедурные звёзды-субгиганты!

Но, увы, всегда есть и моменты, портящие впечатление. Например, обрезанные циклоны – хотя на планетах "земной группы" это больше не бросается в глаза (циклонов на них уже мало – так сильно их проредили), на газовых планетах они заметны как никогда. Так как эта проблема так до сих пор и не исправлена, видимо, она чрезмерно сложна для решения. И плохо, что так и нет адекватных теней на планетах.

На селенах меньше стала плотность кратеров, кажется, прямо радикально! И разные планеты этого типа остаются почти всегда одинаковыми, поэтому стоит порекомендовать SpaceEngineer-у как-то разнообразить их. Несколькими способами.
Первое: варьируя плотностью кратеров в широких пределах – на одних селенах их может быть очень мало, почти нет, на других их плотность такова, что на планете "живого места нет", они буквально "сидят друг на друге". Второе: плотность кратеров даже на одной планете может варьироваться от места к месту – в одних местах их много, в других их почти нет. Третье: хотелось бы всё же увидеть редкие по-настоящему гигантские кратеры на планетах с обычным распределением размер-количество, т.е. чем меньше они по размеру, тем их больше. Очевидно в SE у них имеется какое-то программное ограничение на размеры по диаметру, и, наверное, это неспроста, и тут опять имеются трудности, но всё же. Под "гигантскими" подразумеваются кратеры, размеры которых могут достигать нескольких десятков процентов от размеров планет (а некоторые селены размером с Землю, или больше). Четвёртое: разная выраженность кратеров – одни глубокие, другие едва заметны на окружающем фоне, причём их глубина может не зависеть от размеров для гигантских кратеров (но, максимальная глубина, конечно, ограничена). А некоторые кратеры так и вообще могут иметь разный уровень дна и стенок, и часть стенок может вообще отсутствовать. Пятое: всё тоже самое, что для кратеров, применимо и к трещинам – их размеры и поверхностная плотность могут варьироваться. Одни трещины мелкие, другие гигантские – прямо-таки мощные широкие и ветвистые (или не ветвистые) каньоны, которые тянутся в длину, сравнимую с размерами самой планеты (или луны), но ограничены по глубине (в реальности в зависимости от g на планете). Шестое: хотелось бы увидеть и редкие эскарпы или уступы на планетах, т.е. довольно резкие перепады уровней поверхности, подобные тем, что имеются на Меркурии и некоторых спутниках Солнечной системы.
Седьмое: на селенах, как на террах или пустынях могли бы быть редкие участки, покрытые дюнами – да, именно дюнами! Почему бы им не являться показателем "бурного прошлого" данной планеты? Кстати, по-моему, в последней версии дюны на террах и пустынях вообще куда-то подевались.
Это всё может быть реализовано не только на селенах, но и на планетах-пустынях, ледяных мирах, и даже террах и титанах в более слабой форме. Хотелось бы, чтобы планеты, принадлежащие к одному типу были разнообразнее.

У терр, как ни странно, почти всегда отсутствуют кольца – у всех других типов планет они встречаются, но возможно я мало/плохо искал.

У реальных транзитных планет, массы которых неизвестны, в Space Engine в качестве значений масс почему-то используются фиктивные верхние пределы на массу, а это приводит к сверхплотностям даже у планет земного размера. Но это не реальные массы даже близко! Те пределы масс, что получены из небольшого количества измерений или из моделирования пределов динамической устойчивости системы, не могут приниматься за настоящие! Уж лучше бы Space Engine как-нибудь "придумывала" бы им реалистичные массы, чем это! А вот когда они будут измерены, тогда и можно присваивать им эти реальные значения.

Процедурные эмиссионные туманности по-прежнему существуют "сами по себе", т.е. без горячих звёзд, подсвечивающих и ионизующих их. Хотя они стали выглядеть просто великолепно, особенно разноцветные. По-прежнему нет гигантских эмиссионных туманностей и областей звездообразования наподобие туманности Киля, Тарантул и NGC 604.
Шаровые скопления на краях имеют как бы резкие границы, где они заканчиваются, вместо того, чтобы постепенно сходить на нет. Это особенно бросается в глаза у тех, что расположены далеко от дисков и центров галактик. И ещё все звёздные скопления, включая шаровые, на каком-то расстоянии просто резко "гаснут", т.е. перестают быть видимыми не постепенно, а скачком.

Процедурные звёзды-субгиганты пока вообще не привязаны к эволюционной стадии. В Space Engine они могут иметь любой возраст, в то время, как в реальности субгигант – это короткая стадия между стадиями главной последовательности и стадией красного гиганта.

Я раньше про это говорил, что у Солнца в Space Engine какая-то странная эффективная температура: 5860 K, когда в реальности 5770-5780 K. Но ведь именно из эффективной температуры фотосфер Солнца и звёзд (и радиусов) считаются звёздные светимости! Нужно сказать, что в прошлом году МАС рекомендовал использовать значение Teff = 5772 K у Солнца: http://arxiv.org/abs/1510.07674v1.
И почему-то у звёзд Space Engine температуры даны в Цельсиях (ни в каких научных статьях такого нет!), а не в Кельвинах! Это как использование километров в час для обывателей даже в контексте применения к космическим скоростям, но орбитальные скорости в Space Engine даются именно в км/с, так почему бы не приучить публику к одной линии – тому подходу, что принят в научном сообществе? Что называется, пусть включают мозги хоть иногда!
Кстати, раз уж в качестве единицы размера планет используется диаметр Земли, равный 12756.28 км, то, хочется надеяться, что в формуле Space Engine, которая подсчитывает плотность и другие параметры планет, используется правильное значение диаметра Земли, равное 12742 км (т.е. как у шара такого же объёма, как реальной Земли)! Ещё: массу и плотность Земли хорошо бы скорректировать с учётом современного значения G, рекомендованного CODATA в 2014 году (6.67408*10^-11 м³/кг*с²), это 5.972365*10²⁴ кг и 5513.6 кг/м³.

Напоследок, хотелось бы сказать по поводу музыкальных треков – на мой субъективный взгляд (может ошибаюсь), большинство треков по стилю чем-то напоминают советский романтизм что ли, или "ретрофутуризм" 50-70-х годов 20 века в компьютерном "обрамлении" (это не плохо!, но разбавить бы этот стиль ещё треками с более современным "взглядом" на прогресс и космическую тему в музыке, чтобы "атмосфера" была более "многогранной").

[SpaceEngineer]

Спасибо за отзыв!

Большинство замечаний относится к ограничениям движка: либо не реализовано, либо невозможно на данной стадии. Конкретно, вот они:

обрезанные циклоны ... нет адекватных теней на планетах ... варьируя плотностью кратеров в широких пределах ... разная выраженность кратеров – одни глубокие, другие едва заметны на окружающем фоне ...  А некоторые кратеры так и вообще могут иметь разный уровень дна и стенок, и часть стенок может вообще отсутствовать ... хотелось бы увидеть и редкие эскарпы или уступы на планетах ... Процедурные эмиссионные туманности по-прежнему существуют "сами по себе", т.е. без горячих звёзд, подсвечивающих и ионизующих их ... По-прежнему нет гигантских эмиссионных туманностей и областей звездообразования наподобие туманности Киля, Тарантул и NGC 604 ... Шаровые скопления на краях имеют как бы резкие границы, где они заканчиваются, вместо того, чтобы постепенно сходить на нет ...

По варьированию плотности кратеров - казалось бы, что может быть проще, умножить кратерную функцию на некую функцию маски, которая уберёт кратеры в некоторых районах. Но эффект будет не такой, как ожидается. Вместо изменения плотности кратеров, они будут менять амплитуду (т.е. высоту вала и глубину дна). Если попытаться модулировать функцией маски частоту кратеров (т.е. по сути умножать на неё координаты входной точки), будет меняться заодно размер и форма кратеров. Солнечные пятна сделаны тем же способом, что и кратеры, и как раз это ограничение не позволяет сделать их распределение более реалистичным.

У терр, как ни странно, почти всегда отсутствуют кольца – у всех других типов планет они встречаются, но возможно я мало/плохо искал.

Потому что у них действительно колец практически не должно быть. Терра - по определению - тёплая планета, близкая к звезде. Ледяные кольца у неё просто испарятся, пылевые быстро рассеются из-за давления света и эффекта Пойнтинга-Робертсона.

У реальных транзитных планет, массы которых неизвестны, в Space Engine в качестве значений масс почему-то используются фиктивные верхние пределы на массу, а это приводит к сверхплотностям даже у планет земного размера.

Это потому что в каталогах, из которых я беру данные, не всегда указано, что это именно верхний предел массы. Но это действительно можно обойти, выполнив проверку на "разумность" значений - если плотность получается нереалистичной, отбросить массу из каталога и сгенерировать её.

По поводу туманностей - я уже объяснял, что гигантские туманности будут глючно взаимодействовать (рисоваться) с галактикой. Галактика и туманность - это отдельные модели из спрайтов, и считается, что туманность много меньше галактики. Это позволяет рисовать туманность всегда после галактики, и на близких расстояниях она корректно блендится с галактиой. Но если размер туманности значителен, такой подход просто некорректен - нельзя определить правильный порядок отрисовки, его просто нет. Правильный порядок - это рисовать спрайты галактики и туманности (всех туманностей?) одним проходом, отсортировав их все по расстоянию. Движок пока этого не умеет, и скорее всего не будет уметь никогда, потому что я планирую перейти на трассировку луча, а там нужне другой подход.

И ещё все звёздные скопления, включая шаровые, на каком-то расстоянии просто резко "гаснут", т.е. перестают быть видимыми не постепенно, а скачком.

Это гаснут не скопления, в звёзды в них. Если убрать Stars overbright (снизить до единицы), переход будет более плавным, но тогда звёздное небо станет более "блеклым". Stars overbright - искусственное увеличение яркости звёзд, сверх выставленной лимитирующей звёздной величины. Это размен визуального качества картинки на производительность (иначе для получения такой же картинки как при Stars overbright 2.512 пришлось бы поднять лимит звёздной величины на 1m, а это означает рендерить в 4 раза больше звёзд, 90% из которых будут практически не заметны).

Процедурные звёзды-субгиганты пока вообще не привязаны к эволюционной стадии. В Space Engine они могут иметь любой возраст, в то время, как в реальности субгигант – это короткая стадия между стадиями главной последовательности и стадией красного гиганта.

Да, в генераторе звёзд ещё много чего сделать надо.

Я раньше про это говорил, что у Солнца в Space Engine какая-то странная эффективная температура: 5860 K, когда в реальности 5770-5780 K. Но ведь именно из эффективной температуры фотосфер Солнца и звёзд (и радиусов) считаются звёздные светимости! Нужно сказать, что в прошлом году МАС рекомендовал использовать значение Teff = 5772 K у Солнца: http://arxiv.org/abs/1510.07674v1.

Если её изменить, все табличные данные поползут. Можно поступить проще - добавить скрипт для самого Солнца в каталог Солнечной системы, где указать его реальную температуру. И заодно правильный наклон они и период вращения (никто до сих пор не замечает, что они неправильные ).

И почему-то у звёзд Space Engine температуры даны в Цельсиях (ни в каких научных статьях такого нет!), а не в Кельвинах!

Settings - Player - Temperature unit
Многие наоборот очень давно просили возможность поменять единицы измерений на более привычные для них. Мили-Фаренгейты там всякие.

Кстати, раз уж в качестве единицы размера планет используется диаметр Земли, равный 12756.28 км, то, хочется надеяться, что в формуле Space Engine, которая подсчитывает плотность и другие параметры планет, используется правильное значение диаметра Земли, равное 12742 км (т.е. как у шара такого же объёма, как реальной Земли)!

Ок, это легко учесть.

Напоследок, хотелось бы сказать по поводу музыкальных треков – на мой субъективный взгляд (может ошибаюсь), большинство треков по стилю чем-то напоминают советский романтизм что ли, или "ретрофутуризм" 50-70-х годов 20 века в компьютерном "обрамлении" (это не плохо!, но разбавить бы этот стиль ещё треками с более современным "взглядом" на прогресс и космическую тему в музыке, чтобы "атмосфера" была более "многогранной").

Ну, это уж к музыкантам. Не я же сам музыку сочиняю Я же не гений, чтоб ещё и это делать

[Dayan]

По варьированию плотности кратеров - казалось бы, что может быть проще, умножить кратерную функцию на некую функцию маски, которая уберёт кратеры в некоторых районах. Но эффект будет не такой, как ожидается. Вместо изменения плотности кратеров, они будут менять амплитуду (т.е. высоту вала и глубину дна). Если попытаться модулировать функцией маски частоту кратеров (т.е. по сути умножать на неё координаты входной точки), будет меняться заодно размер и форма кратеров. Солнечные пятна сделаны тем же способом, что и кратеры, и как раз это ограничение не позволяет сделать их распределение более реалистичным.

Надо подумать, может есть какое-то другое решение.

Потому что у них действительно колец практически не должно быть. Терра - по определению - тёплая планета, близкая к звезде. Ледяные кольца у неё просто испарятся, пылевые быстро рассеются из-за давления света и эффекта Пойнтинга-Робертсона.

А у терр, которые обращаются вокруг звёзд классов G и F? Я говорил именно про них. У планет других типов (например, океанид и пустынь), которые находятся на сравнимом расстоянии – в зоне обитаемости, кольца иногда встречаются, а у терр получается, что – нет! Ну пусть они не так часто встречались бы, что говорило бы о том, что они относительно недолговечны, но встречались.

По поводу туманностей - я уже объяснял, что гигантские туманности будут глючно взаимодействовать (рисоваться) с галактикой. Галактика и туманность - это отдельные модели из спрайтов, и считается, что туманность много меньше галактики. Это позволяет рисовать туманность всегда после галактики, и на близких расстояниях она корректно блендится с галактикой. Но если размер туманности значителен, такой подход просто некорректен - нельзя определить правильный порядок отрисовки, его просто нет. Правильный порядок - это рисовать спрайты галактики и туманности (всех туманностей?) одним проходом, отсортировав их все по расстоянию. Движок пока этого не умеет, и скорее всего не будет уметь никогда, потому что я планирую перейти на трассировку луча, а там нужен другой подход.

Хм, я не силён в программировании, но если применить какой-нибудь третий подход? Ведь в Space Engine всё же туманность Эты Киля (пусть и в искусственно сокращённом виде) и гигантский комплекс туманностей в Орионе присутствуют. Выглядит это, по-крайней мере, вблизи достаточно неплохо! Ну пусть такие туманности генерируются отдельно от обычных мелких туманностей в единичных экземплярах с какой-то вероятностью в галактиках определённого типа (в неправильных и спиральных). Стоило бы начать, а дальше такие модели могли бы совершенствоваться по мере развития Space Engine.

Это гаснут не скопления, в звёзды в них. Если убрать Stars overbright (снизить до единицы), переход будет более плавным, но тогда звёздное небо станет более "блеклым". Stars overbright - искусственное увеличение яркости звёзд, сверх выставленной лимитирующей звёздной величины. Это размен визуального качества картинки на производительность (иначе для получения такой же картинки как при Stars overbright 2.512 пришлось бы поднять лимит звёздной величины на 1m, а это означает рендерить в 4 раза больше звёзд, 90% из которых будут практически не заметны).

К сожалению, ничего не могу сказать по этому поводу. Но, в общем-то, если такова цена производительности и качества картинки, то это в принципе терпимо.

Я раньше про это говорил, что у Солнца в Space Engine какая-то странная эффективная температура: 5860 K, когда в реальности 5770-5780 K. Но ведь именно из эффективной температуры фотосфер Солнца и звёзд (и радиусов) считаются звёздные светимости! Нужно сказать, что в прошлом году МАС рекомендовал использовать значение Teff = 5772 K у Солнца: http://arxiv.org/abs/1510.07674v1.

Если её изменить, все табличные данные поползут. Можно поступить проще - добавить скрипт для самого Солнца в каталог Солнечной системы, где указать его реальную температуру. И заодно правильный наклон они и период вращения (никто до сих пор не замечает, что они неправильные ).

А что не так с этими табличными данными? По поводу скрипта для самого Солнца – этой "маски" для пользователей с представлением реальной температуры всё же недостаточно! Ну тогда можно было бы использовать двойной подход: для каталожных звёзд использовать фиктивную температуру Солнца, раз уж по-другому никак нельзя, а для процедурных использовать реальное значение.

Settings - Player - Temperature unit
Многие наоборот очень давно просили возможность поменять единицы измерений на более привычные для них. Мили-Фаренгейты там всякие.

Вы не поняли: "Settings - Player - Temperature unit" – это хорошо, но ведь если я поставлю Кельвины, то такая система автоматически применится и к планетным температурам. А тут нужно другое: если в настройках выбираются температуры в градусах Цельсия или в Кельвинах, то соответствующая система измерений применяется к температурам планет (спутников, астероидов, комет и т.д.), а для звёзд эти температуры всё равно бы оставались в Кельвинах! Ну не меряются звёздные температуры в Цельсиях!

Ну, это уж к музыкантам. Не я же сам музыку сочиняю Я же не гений, чтоб ещё и это делать

Я понимаю, что музыку сочиняете не Вы (напросились на комплимент – несмотря на этот "недостаток", Вы всё равно очень талантливы, раз сгенерили такой уникальный проект, как SE!)!
Но разве не Вы выбираете треки для программы? Что называется, заказываете музыку?

[SpaceEngineer]

Кстати, вот этот баг генерации ландшафта вполне сойдет за эскарп
http://en.spaceengine.org/_fr/30/2011708.jpg
Когда добавлю термальную эрозию, он станет не таким отвесным, и текстура красивее ляжет.

Музыку сейчас выбираю я сам, но ее не так часто присылают, как раньше. А основной состав "альбома SE" выбрали сами пользователи - на сайте было голосование пару лет назад.

[Dayan]

Кстати, вот этот баг генерации ландшафта вполне сойдет за эскарп
http://en.spaceengine.org/_fr/30/2011708.jpg
Когда добавлю термальную эрозию, он станет не таким отвесным, и текстура красивее ляжет.

Всё же не сойдёт! Эскарпы не обязаны идти по прямой линии и в виде вертикальной стены. У меня такой баг тоже встречался – и камера там тоже как-то неправильно работает, вернее её местоположение: если я нажимаю лететь параллельно поверхности, например, над верхней части этого "перепада", то по пересечении линии, камера сама "сваливается" вниз (т.е. остаётся на одном уровне над поверхностью).

[Dayan]

по-моему, в последней версии дюны на террах и пустынях вообще куда-то подевались.

Нашёл таки в кратере на планете-пустыне дюны , на террах не удалось увидеть (но может они там не нужны).

[SpaceEngineer]

Дюны есть, просто стали менее выражены.

[Dayan]

В SE 0.974 RC3 газовые планеты порадовали своим отсутствующим дном. Они стали интересными! Наконец-то и у терр появились кольца. В галактике M 33 появилась гигантская туманность NGC 604! И нет больше этих обрезанных циклонов!

Из негативного (того, что удалось заметить на сей момент). К сожалению, процедурные звёзды не отвечают закону Стефана-Больцмана: светимости звёзд классов от B до K систематически занижены (надеюсь, в информации представлена болометрическая светимость), иногда до двух раз.
Приведу пример для случайной звезды (см. скриншот): имея температуру T_eff = 5250 K (перевёл из градусов Цельсия) и радиус 0.97774 радиуса Солнца, её светимость будет вовсе не 0.5364 светимости Солнца, как написано, а 0.6543 (если принять реальную солнечную T_eff = 5772 K). Отклонение – 22%.
У звёзд классов M они могут быть наоборот завышенными. За каталожные звёзды не знаю.

Массы коричневых карликов (классов T и L) очень странные, т.е. они тоже нефизичны: у самого маленького, который мне удалось найти, она составляет около 40 масс Юпитера; самые массивные коричневые карлики в SE имеют массу больше 0.3 массы Солнца! При этом минимальные массы собственно звёзд (начинающихся с красных карликов) составляют около 0.06 массы Солнца.
Лучше бы, конечно, привести массы коричневых карликов в соответствие с действительностью, т.е. когда их массы лежат в диапазоне от 13 до 80 масс Юпитера (или от 0.012 до 0.076 масс Солнца), а массы звёзд – от примерно 0.08 массы Солнца. И заодно, массы звёзд и коричневых карликов выражать исключительно в массах Солнца (а не Юпитера, как в некоторых случаях), достаточно выражать массивные планеты в массах Юпитера.

И всё ещё странно выглядят температуры звёзд в информации, выраженные в градусах Цельсия, причём с точностью в десятые доли градуса (которые при приведении к Кельвинам никаких долей, кроме 0, после запятой не дают). Звёзды одного спектрального подкласса (например, с индексом 2.3) имеют одну и ту же температуру, не различаясь и на долю градуса. Т.е. никакой рандомизации температур у звёзд.

Что касается планет – по-прежнему нет никакой рандомизации альбедо у пустынь, селен, астероидов и ледяных миров, чаще всего 0.3, но это наверно очень сложно. Хотя цветные текстуры выглядят красиво.

Что касается колец – теперь они есть у очень близких к звёздам планет, от 0.05 а.е. (см. второй скриншот). Это, наверное, не плохо, но такие слишком уж часто встречающиеся "тесные" кольца не очень реалистичны.

Орбитальные периоды у планет в SE никогда не бывают более короткими, чем 2.5 суток. В реальности известны планеты на орбитах в несколько часов. Может стоит сделать ограничение внутренних орбит не значением периода 2.5 суток, а по минимальному отношению размера орбиты к радиусу звезды? Например, a/R_*min = 2.7-3.0, как у Kepler-78b (за исключением орбит у красных карликов, у которых это значение должно быть намного больше).

Температуры поверхностей планет в "лицевой" информации о них не превышают 926.85^oC (т.е. 1200 K), хотя в информационной панели указываются другие значения.

Размер самых маленьких газовых планет в SE ("ледяных гигантов") не бывает меньше 2.5 размера Земли, а самые большие твёрдые планеты также приближаются к 2.5 размерам Земли. На самом деле, граница между твёрдыми и газовыми планетами проходит в районе 1.5-1.6 размера Земли (в этой теме ранее я приводил ссылки на статьи). Но самое главное – граница между ними нечётка. И те и другие пересекаются и по размерам и по массам, т.е. как могут быть "твёрдыми" планеты с размером 1.99 размера Земли (как у углеродной сверхгорячей 55 Рака e), так могут быть "газовыми" планеты с размерами 1.6 размера Земли (как K2-3c); "твёрдыми" могут быть планеты с массой 8 масс Земли (та же 55 Рака e), "газовыми" – с массой 1-2 массы Земли (K2-3c, Kepler-11f, Kepler-33c). А океаниды могут вообще не иметь ограничений по массам и размерам снизу: пример Kepler-138d с массой 0.64, и размером 1.21 размера Земли, и примеры спутников планет-гигантов Солнечной системы.

[SpaceEngineer]

К сожалению, процедурные звёзды не отвечают закону Стефана-Больцмана: светимости звёзд классов от B до K систематически занижены (надеюсь, в информации представлена болометрическая светимость), иногда до двух раз.

Нет, в информации показывается визуальная светимость. В SE много проблем от того, что движок оперирует только визуальной светимостью/яркостью (это нужно для правильной работы octree и генератора), а болометрическая считается как визуальная зв. величина + болометрическая поправка (интерполяцией по табличным данным).

Массы коричневых карликов (классов T и L) очень странные, т.е. они тоже нефизичны: у самого маленького, который мне удалось найти, она составляет около 40 масс Юпитера; самые массивные коричневые карлики в SE имеют массу больше 0.3 массы Солнца! При этом минимальные массы собственно звёзд (начинающихся с красных карликов) составляют около 0.06 массы Солнца.

Хм, это скорее всего баг какой-то, можно привести пример?

И заодно, массы звёзд и коричневых карликов выражать исключительно в массах Солнца (а не Юпитера, как в некоторых случаях), достаточно выражать массивные планеты в массах Юпитера.

Ну это можно, только вот например Y карлики могут быть легче 13 Юпитеров, и представлять собой или молодой массивный гигант, или планемо.

И всё ещё странно выглядят температуры звёзд в информации, выраженные в градусах Цельсия, причём с точностью в десятые доли градуса (которые при приведении к Кельвинам никаких долей, кроме 0, после запятой не дают).

Я уже объяснял, что в SE есть глобальная настройка единиц температуры. Американцы, например, любят использовать фаренгейты, причём даже для температур звёзд.

Звёзды одного спектрального подкласса (например, с индексом 2.3) имеют одну и ту же температуру, не различаясь и на долю градуса. Т.е. никакой рандомизации температур у звёзд.

Да, потому что температуры берутся из таблицы. В принципе, теперь можно ввести рандомизацию (раньше это было невозможно, т.к. в структуре "звезда" не было переменной "температура").

Что касается планет – по-прежнему нет никакой рандомизации альбедо у пустынь, селен, астероидов и ледяных миров, чаще всего 0.3, но это наверно очень сложно. Хотя цветные текстуры выглядят красиво.

Да, чтобы посчитать альбедо, надо сгенерировать данные для процедурного генератора, отрендерить планету в маленькую текстурку (вместе с атмосферой), и усреднить пиксели. После этого пересчитать эффективную температуру, обновить данные генератора (в первую очередь плотность облаков и снежного покрова), заново отрендерить планету в текстурку, и повторять эти итерации до тех пор, пока не устаканится. Но ведь может и не устаканиться, если например орбита сильно вытянута и климат неустойчив. Т.е. по-хорошему надо моделировать климатические изменения прямо на ходу, в реал-тайме обновляя текстуры планеты. Нынешний планетарный движок на это не способен. Кстати, неусточивость уже проявляется при итеративном моделировании химсостава атмосферы (из-за зависимости величины парникового эффекта от состава, и зависимости состава от температуры), приходится прерывать итерации после некоторого количества циклов, если они не сходятся. В wiki неустойчивые атмосферы обозначены звёздочкой.

Что касается колец – теперь они есть у очень близких к звёздам планет, от 0.05 а.е. (см. второй скриншот). Это, наверное, не плохо, но такие слишком уж часто встречающиеся "тесные" кольца не очень реалистичны.

Ну, все хотели возвращения колец террам, хотя я лично сомневаюсь в их существовании (разве что они очень недавно возникли). Поэтому и у других планет с "землеподобной" температурой (30°С) кольца могут быть - движок ещё не знает о типе планеты, когда генерирует кольца. Да и с чего бы быть зависимости от типа? Движок только лишь проверяет кольцо на устойчивость под действием приливных сил от звезды, соседних планет, и спутников. Хотя в последнем случае результат кажется бывает нереалистичным - то ли формулы неправильные, то ли реальность действительно такова (никто ведь не видел экзопланет).

Орбитальные периоды у планет в SE никогда не бывают более короткими, чем 2.5 суток. В реальности известны планеты на орбитах в несколько часов. Может стоит сделать ограничение внутренних орбит не значением периода 2.5 суток, а по минимальному отношению размера орбиты к радиусу звезды? Например, a/R*min = 2.7-3.0, как у Kepler-78b (за исключением орбит у красных карликов, у которых это значение должно быть намного больше).

Сейчас лимит стоит по пределу Роша и по температуре планеты (3200K, причём альбедо еще не известно, и принимается равным единице, на всякий случай).

Температуры поверхностей планет в "лицевой" информации о них не превышают 926.85oC (т.е. 1200 K), хотя в информационной панели указываются другие значения.

Это пока что искусственного ограничение, планеты горячее 1200K начинают сиять аки звезда.

Размер самых маленьких газовых планет в SE ("ледяных гигантов") не бывает меньше 2.5 размера Земли, а самые большие твёрдые планеты также приближаются к 2.5 размерам Земли. На самом деле, граница между твёрдыми и газовыми планетами проходит в районе 1.5-1.6 размера Земли (в этой теме ранее я приводил ссылки на статьи). Но самое главное – граница между ними нечётка.

Да, есть такая проблема, землеподобные и газовый планеты в SE это как бы разные популяции, они считаются разными формулами (типа зависимости радиуса от массы, или распределением вероятности генерации), при этом настроить границу "раздела" весьма непросто. Надо переходить на более физичное моделирование, на первой стадии оперировать только массой и химсоставом, а "тип" планеты вычислять уже потом, после устаканивания итераций моделирования климата. Те же океаниды в зависимости от массы и температуры могут превратиться в нептуны или ледяные планеты типа Ганимеда.

[Dayan]

Нет, в информации показывается визуальная светимость. В SE много проблем от того, что движок оперирует только визуальной светимостью/яркостью (это нужно для правильной работы octree и генератора), а болометрическая считается как визуальная зв. величина + болометрическая поправка (интерполяцией по табличным данным).

Тогда можно хотя бы в скобочках указывать такую информацию (полную-болометрическую светимость)?

Хм, это скорее всего баг какой-то, можно привести пример?

А у Вас что, такого бага нет? Привёл 3 скриншота.

Ну это можно, только вот например Y карлики могут быть легче 13 Юпитеров, и представлять собой или молодой массивный гигант, или планемо.

Я говорил исключительно про коричневые карлики. А они не могут быть легче 13 масс Юпитеров.
Может молодым светящимся планет-гигантам можно приписывать класс Y. Хотя спектральные классы коричневых карликов и молодых горячих планет-гигантов по идее тоже должны различаться, т.к. у них g довольно разные (но увы, не разбирался в этом вопросе).
И, честно говоря, не замечал в SE молодых светящихся планет (или планемо), специально не искал.

Я уже объяснял, что в SE есть глобальная настройка единиц температуры. Американцы, например, любят использовать фаренгейты, причём даже для температур звёзд.

А я уже говорил, что при переходе к Кельвинам, планеты тоже переходят на Кельвины, и что кроме, как в Кельвинах в литературе (научной) температуры звёзд не выражают, даже в американской.
Ну, если это проблема, можно ли сделать третью систему – смешанную, когда температуры звёзд и коричневых карликов выражаются в Кельвинах, как принято, а планет – в Цельсиях (для удобства)?

Да, потому что температуры берутся из таблицы. В принципе, теперь можно ввести рандомизацию (раньше это было невозможно, т.к. в структуре "звезда" не было переменной "температура").

По-моему, раньше Вы так же говорили.

Да, чтобы посчитать альбедо, надо сгенерировать данные для процедурного генератора, отрендерить планету в маленькую текстурку (вместе с атмосферой), и усреднить пиксели. После этого пересчитать эффективную температуру, обновить данные генератора (в первую очередь плотность облаков и снежного покрова), заново отрендерить планету в текстурку, и повторять эти итерации до тех пор, пока не устаканится. Но ведь может и не устаканиться, если например орбита сильно вытянута и климат неустойчив. Т.е. по-хорошему надо моделировать климатические изменения прямо на ходу, в реал-тайме обновляя текстуры планеты. Нынешний планетарный движок на это не способен. Кстати, неусточивость уже проявляется при итеративном моделировании химсостава атмосферы (из-за зависимости величины парникового эффекта от состава, и зависимости состава от температуры), приходится прерывать итерации после некоторого количества циклов, если они не сходятся. В wiki неустойчивые атмосферы обозначены звёздочкой.

А сейчас откуда эти 0.3 или 0.7 берутся? Если с потолка, то и рандомизацию можно было бы сделать так же.

Ну, все хотели возвращения колец террам, хотя я лично сомневаюсь в их существовании (разве что они очень недавно возникли). Поэтому и у других планет с "землеподобной" температурой (30°С) кольца могут быть - движок ещё не знает о типе планеты, когда генерирует кольца. Да и с чего бы быть зависимости от типа? Движок только лишь проверяет кольцо на устойчивость под действием приливных сил от звезды, соседних планет, и спутников. Хотя в последнем случае результат кажется бывает нереалистичным - то ли формулы неправильные, то ли реальность действительно такова (никто ведь не видел экзопланет).

По формуле устойчивости Козаи? Ок, вопрос снимается.

Сейчас лимит стоит по пределу Роша и по температуре планеты (3200K, причём альбедо еще не известно, и принимается равным единице, на всякий случай).

Странно. Тем не менее, в SE просто нет планет на орбитах с периодами короче 2.5 суток, сколько бы не искал, а в реальности – есть, и их открыто много.

Это пока что искусственного ограничение, планеты горячее 1200K начинают сиять аки звезда.

Понятно.

Да, есть такая проблема, землеподобные и газовый планеты в SE это как бы разные популяции, они считаются разными формулами (типа зависимости радиуса от массы, или распределением вероятности генерации), при этом настроить границу "раздела" весьма непросто. Надо переходить на более физичное моделирование, на первой стадии оперировать только массой и химсоставом, а "тип" планеты вычислять уже потом, после устаканивания итераций моделирования климата. Те же океаниды в зависимости от массы и температуры могут превратиться в нептуны или ледяные планеты типа Ганимеда.

А как сейчас эта граница определяется? Насколько я понял, просто искусственно, она очень чёткая – что-то около 2.5 размера Земли.

[Skipper_NORTON]

такой вопрос - можно ли в этой проге, или какой нибудь другой - не тольео моделировать полеты КА, а изменять параметры
орбит планет, скажем, придать ускорение какой нибудь планете, например Юпитеру, в течении некоторого времени,
и посмотреть, что получится?
Ну вот пролетит Юпитер мимо Земли, Венеры и Меркурия, и изменит их орбиты. 

[SpaceEngineer]

такой вопрос - можно ли в этой проге, или какой нибудь другой - не тольео моделировать полеты КА, а изменять параметры
орбит планет, скажем, придать ускорение какой нибудь планете, например Юпитеру, в течении некоторого времени,
и посмотреть, что получится?
Ну вот пролетит Юпитер мимо Земли, Венеры и Меркурия, и изменит их орбиты. 

В моей нельзя, но специально для экспериментов с гравитацией существует Universe Sandbox.

[Dayan]

К сожалению, процедурные звёзды не отвечают закону Стефана-Больцмана: светимости звёзд классов от B до K систематически занижены (надеюсь, в информации представлена болометрическая светимость), иногда до двух раз.

Нет, в информации показывается визуальная светимость. В SE много проблем от того, что движок оперирует только визуальной светимостью/яркостью (это нужно для правильной работы octree и генератора), а болометрическая считается как визуальная зв. величина + болометрическая поправка (интерполяцией по табличным данным).

И при этом видимая светимость самых поздних M-карликов (где-то начиная с M9.5) в SE почему-то превосходит болометрическую (в реальности наоборот, причём в разы и на порядки). Значит эти табличные данные у Вас немного странные.

[SpaceEngineer]

И при этом видимая светимость самых поздних M-карликов (где-то начиная с M9.5) в SE почему-то превосходит болометрическую (в реальности наоборот, причём в разы и на порядки). Значит эти табличные данные у Вас немного странные.

Сверхмассивные коричневые карлики встречаются только в кратных системах? Похоже баг только там проявляется.
Кстати не могут ли звёзды спектрального класса L0 быть массивнее 0.08 масс Солнца? Или наоборот, M9 легче 0.08 масс Солнца (молодой коричневый карлик, сжигающий литий). Наблюдательная граница (спектр) между красными и коричневыми карликами нечёткая, в отличие от теоретической границы (масса). Нужно ввести в программу реалистичные границы масс, и зависимость светимости и спектра от возраста коричневых карликов (это уже гораздо сложнее).

[SpaceEngineer]

Добавил генерацию звёзд Вольфа-Райе и углеродных/циркониевых, но вот с вероятностями может напутал. При генерации галактики в звёзды Вольфа-Райе рандомно превращаются 5% всех O звёзд, в C/S звёзды - 8% всех GKM-гигантов. Поправьте если не прав.

[SpaceEngineer]

Подновил шапку темы.

[Dayan]

Сверхмассивные коричневые карлики встречаются только в кратных системах? Похоже баг только там проявляется.

Нет, у всех. Вообще, сверхмассивных коричневых карликов во Вселенной SpaceEngine абсолютное большинство. При переходе от более позднего спектрального класса к более раннему их массы растут, и начиная где-то с L9.3 их массы становятся больше 0.08 массы Солнца. Для T – где-то с 5.6. А Y – не знаю (они редко встречаются).

Кстати не могут ли звёзды спектрального класса L0 быть массивнее 0.08 масс Солнца? Или наоборот, M9 легче 0.08 масс Солнца (молодой коричневый карлик, сжигающий литий). Наблюдательная граница (спектр) между красными и коричневыми карликами нечёткая, в отличие от теоретической границы (масса).

Для этого надо почитать соответствующие статьи, а я не очень владею такой информацией. Насколько знаю, объекты спектрального класса M могут быть легче 0.08 массы Солнца, но это минус только считанные проценты от 0.08, – мне встречалась цифра минимальной массы 0.06 массы Солнца.
Молодые коричневые карлики, сжигающие дейтерий и литий – очень короткая стадия (по астрономическим меркам), длящаяся всего от 1 до нескольких миллионов лет, но, видимо, поздний класс M приобретают только самые массивные из них (от 0.06 до 0.08 массы Солнца): как написано в En-Википедии, литий вообще могут сжигать только самые массивные коричневые карлики – от 65 масс Юпитера (т.е. от тех самых 0.06 массы Солнца). Поэтому, спектральный класс L не присущ звёздам, и не может быть у объектов массивнее 0.08 массы Солнца.

[SpaceEngineer]

Подогнал немного параметры звёздного генератора, теперь красные и коричневые карлики более-менее укладываются в допустимые для них границы. Добавил заодно жёсткое ограничение масс, чтобы не получалось белиберды (иногда встречались звёзды под 2000 солнечных масс).

Кстати, несоответствие визуальной и болометрической светимости поздних красных карликов - сознательная подгонка, сделана для того, чтобы их радиусы были реалистичными (приближались к радиусам L0 карликов). Иначе расчёт радиуса по формуле светимости даёт чуть ли не солнечный радиус. Был в прошлых версиях такой баг - гигантские красные карлики. Вообще это ещё один пример проблем, связанных с отсутствием болометрической абсолютной звёздной величины звёзд в коде программы. Там где нужно, она вычисляется как оптическая абс. зв. величина + болометрическая поправка (зависит от сп. класса). Почему основной параметр - оптическая светимость/абс. величина? Потому что SE рендерит всё, в т.ч. звёзды, в видимом спектре, поэтому генератор звёзд в галактике оперирует только ими. Звёзды генерируются блоками (восьмеричным деревом), причём соседние уровни дерева обязаны иметь неперекрывающиеся диапазоны яркости (светимости) звёзд. Т.е. как ни крути, первой генерируется оптическая светимость звезды, и только потом уже ей назначается спектральный класс (рандомно, по таблице распределения звёздной статистики), и из этих двух величин вычисляется всё остальное, в т.ч. болометрическая светимость.

[Dayan]

А температуры планет рассчитываются исходя из болометрической звёздной светимости, или всё же нет?