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)

[РВС]

Но файл весит 2 гига.

в том числе аналитическую теорию для DE431. У нее то преимущество над оригинальной DE431, что файлы данных занимают всего 5 мегабайт.

Владимир, а как это так? Казалось бы, для аппроксимации данного количества точек с данной точностью рядами надо иметь сопоставимое количество коэффициентов с сопоставимой точностью, никак не на три порядка меньший объем данных?

[SpaceEngineer]

Так точность на концах временного отрезка хуже, несколько сотен км.

[РВС]

А-а... Интересное решение. Спасибо.

[SpaceEngineer]

Пожалуй, буду публиковать здесь ссылки на свои посты о разработке SpaceEngine, которые публикую на сайте. Может быть, кому-то будет интересно.

Все посты можно найти в разделе Новости на сайте.

Сегодняшний пост: Ландшафты 2.0

[Dayan]

Пожалуй, буду публиковать здесь ссылки на свои посты о разработке SpaceEngine, которые публикую на сайте. Может быть, кому-то будет интересно.

Думаю, что это правильно и многим будет интересно.

[Opossum]

для внутреннего рынка не будет ли версии, не требующей Steam'а? Ради хорошей программы так не хочется ставить себе на машину какую-то мутную гадость, желающую постоянно жить в памяти

[РВС]

Чего же в Steam'е мутного? Не мутнее, чем MS Word, весь мир пользуется тем и другим. И почему гадость? Наоборот, крайне полезная вещь. У меня целый ящик стола завален купленными в первое десятилетие века дисками, если бы увеличение их количества не прекратилось благодаря переходу к цифровому распространению, я был бы в большом затруднении, не говоря про другие преимущества. И ничего особенного он не желает, в любой момент клиент свободно может быть закрыт.

[Klapaucius]

To SpaceEngineer. Вспомнил о проге (тут в 2011 году общались, кошмар сколько времени прошло!), "полетал" несколько часов (вторые сутки пошли). Раньше были проблемы с интерфейсом на фоне Celestia, какие кнопки нажимать и как мышкой двигать, в этот раз зашло хорошо.
В личке помнится обсуждали не так давно особенности освещённости и зоны жизни у карликов класса MV (даже какого-то конкретного, я ужасно тупил).
Погулял по Вселенной - странный выбор планет где возможна жизнь. Вы по-моему и это тут на форуме освещали в какой-то теме. Про жизнь в атмосферах планет-гигантов, и главное что ещё больше якобы сосредотачивается у каких-то приливно-захваченных в классе MV, ну изредка у отдалённо похожих на Землю планет у KV. Причём первые (класса MV) практически все какие-то ужасные по цветам, вода часто фиолетовая, в атмосферах (где жизнь!) много SO2, воды нет, кислорода часто тоже . И как правило атмосферы из CO2 вообще в основном. Тут на форуме (не в этой теме) Вы по-моему на все эти вопросы отвечали, но неплохо было бы FAQ составить, зафиксировать, почему так. Особенно отсутствие азота в атмосферах, у Земли и Венеры его же много, и Титан вроде не обижен.

[SpaceEngineer]

Химия атмосфер примитивно рассчитывается, итерациями от начального состава туманности через диссиапцию Джинса и вымерзание/испарение летучих. Химическая эволюция рудиментарная - выжигать горючие газы, если появляется кислород из-за жизни. Более точную химию сделать крайне не просто, это ж целый пакет химического моделирования надо реализовать.
Планет с жизнью у карликов много потому, что самих карликов много Цвета минералов и атмосфер в новой версии будут более умеренными. Цвета растительности зависят от спектра звезды.
Жизнь на газовых гигантах - в дань уважения Карлу Сагану. Всё-таки внеземная жизнь - слишком спекулятивная тема, чтобы с полной уверенностью отсекать её где-то, кроме совсем уж экстремальных условий. Идея такая: если есть жидкость и химическое разнообразие, то может быть и жизнь с какой-то вероятностью.

[mvp]

Давно слежу, действительно крутой проект! Будет ли ветка для Mac OS?

[Klapaucius]

Более точную химию сделать крайне не просто, это ж целый пакет химического моделирования надо реализовать.

Вот я создал звезду G0V (светимость задал 1,31, массу 1,05), и планету у неё - на 1.а.е. с земным радиусом. Получилась планетка без жизни, с массой 0,8 земных и 0,3 атм. Увеличение массы до 1 земной и приближение к звезде на расстояние 0,9 а.е. не помогли, только рандомный рельеф немного поменялся. Создал барицентр, вместо Луны поместил Венеру по массе и размеру. "Венера" - 200 градусов по Цельсию, 200 с чем-то атмосфер давление. Изначальная планетка рядом - увеичил даже массу до 1,2 земных - давление пол атмосферы, температура стабильно близка к нулю по Цельсию. Это рандом такой дикий (и непонятно откуда берущийся), или всё же с моделированием проблемы? Буду изучать.

Планет с жизнью у карликов много потому, что самих карликов много

Ну не так уж и много, я вообще худобедного аналога Землои у класса G у Вас не нашёл пока, на сотни таких планет у K и M(M кстати почти все в резонансе 1:1, K  - ещё нет, это может и нормально). Рассмотрел 5 экзопланет, наиболее потенциально пригодных для жизни согласно современным представлениям. У Вас они все - с температурой от 400 до 1300 по Цельсию. Где-то тут была дискуссия, что важнее температурный баланс, а не освещённость в оптическом диапазоне для "зоны жизни". Но неужели первооткрыватели экзопланет настолько ошибаются в расчётах температур?

[Klapaucius]

И главное. Есть ли файлы, где многие параметры можно менять? Я не про конкретные звёздные и планетные системы (тут-то творчество на уровне Целестии, даже круче), а про генерируемые. Или такая "физика", как и рандом, вшиты намертво?

[Klapaucius]

С двойной планетой намучился. Даже когда две планеты с массой 1 земной каждая, приливно захвачены, период сутки и как следствие расстояние 50 с чем-то тыс. км. (надо вводить в а.е. и делить пропорционально массам) вокруг барицентра, программой одна назначается планетой а другая спутником (для кратных звёзд, хоть они и описываются тоже в файлах и папке про планеты, такого нет). Но это ерунда, главное спутник подогревается нехило, и чем ближе к планете тем сильнее. Отодвинул на 5 а.е. систему от звезды, планета замёрзла а равный ей по массе "спутник" - всё равно порядка 1000 градусов по Цельсию и давление 200 атм. (CO₂ и SO₂). Задавал (орбита приведённая к 1 а.е. по светимости) параметры как у Земли (жизнь, атмосфера) - получилась горячая Терра с океанами, органической жизнью, но температура поверхности 964 по Цельсию. Вторая "материнская" планета рядом, копия Земли почти во всём - температура слегка в минус, атмосфера 0,3 атм., преимущественно CO₂ и SO₂ как почти у всех планет с атмосферами.

p.s. Решил вопрос с двойной планетой и нагревом "спутника" только созданием второго барицентра, совпадающего по параметрам с первым. Но это же решение через задницу, неужели проще нельзя?

[SpaceEngineer]

Оба компонента двойной планеты надо описывать как Planet, и не Planet и Moon. Орбиты вокруг барицентра надо внимательно делать, правильно рассчитать большую полуось, остальные параметры должны совпадать (аргументы перицентра - отличаться на 180). Спутник может раскаляться из-за приливов. В новой версии поправлен код рассчёта нагрева, в 0.98 он слишком суровый (и, похоже, есть баг - планета должна так же нагреваться). Сделайте эксцентриситет ноль, чтобы устранить приливной нагрев.

В новой версии также переработан код расчета атмосфер и климата, должно получаться более реалистично. Проксима b, например, в одном из билдов получилась живой.

[Klapaucius]

Оба компонента двойной планеты надо описывать как Planet, и не Planet и Moon.

Не, ну это само собой.

Орбиты вокруг барицентра надо внимательно делать, правильно рассчитать большую полуось, остальные параметры должны совпадать (аргументы перицентра - отличаться на 180).

Тоже не вопрос, единственно когда я строил свою систему на примерах из руководства, часа 2-3 ушло на то чтобы понять, что "" правильно, а другие кавычки через copy-paste из примеров - неправильно, прога не понимает. И что число 0.83 и 0,83 - не одно и то же, но то быстрее понял и SpaceEngine  тут уж совсем не при чём.

Спутник может раскаляться из-за приливов. В новой версии поправлен код рассчёта нагрева, в 0.98 он слишком суровый (и, похоже, есть баг - планета должна так же нагреваться). Сделайте эксцентриситет ноль, чтобы устранить приливной нагрев.

Попробую, e=0, понятно. Но дело в том, что вот я создал 2 барицентра отдельно, одинаковых (свести их в одну точку тоже сразу не удалось, пришлось указать для них много одинаковых параметров). 2 одинаковых планеты у каждого, с одинаковыми орбитальными параметрами (понятное дело кроме того где они на 180 градусов разнесены). Одна если не указывать атмосферу - всё равно греется как Венера или больше. Более того, разнеся барицентры увеличив для "глючной" планеты через её барицентр в 2 раза орбиту (до 2 с лишним а.е. у звезды G0V), она всё равно была венерезирована, 200 с лишним атмосфер давление и 500 градусов по Цельсию.

Создал отдельную планету - копию Земли на той же орбите (но не там, со сдвигом, чтобы рядом не маячила - просто указал по минимуму орбитальные параметры). Сначала была обычной (не очень похожей на Землю, особенно по составу атмосферы), но после некоторых манипуляций с вышеупомянутыми планетами (совершенно с ней никак не связанных кроме как материнской звездой) эта "испортилась", потеряла почти всю атмосферу и стала "Селеной" размером с Землю.

В общем буду разбираться дальше, наверное как созрею (по "ощупыванию" глюков), выложу тут файл планетной системы со звёздами. Файл изначальной локации предельно прост:

StarBarycenter "Antisun"
{
   RA       17 45 40 // прямое восхождение
   Dec     -29 00 28 // склонение
   Dist     15880.0  // расстояние от Солнца
}

Через центр Галактики не пролетает через кнопочку G если к Солнцу или обратно, но рядом там он мелькает

[SpaceEngineer]

Не, ну если не указывать давление и состав атмосферы, генератор пытается их придумать. Разумеется, копия Земли вряд ли получится, вероятность этого мала.

[Klapaucius]

Можно ли ознакомиться, что за генератор, как он реализован? И можно ли где-то какие-нибудь, в каком-то файле, такие параметры "подкрутить" так же легко как файлы sc или cfg? В целом для моделируемой Вселенной, а не для отдельных объектов или настроек компьютера.

[SpaceEngineer]

Генератор Вселенной самодельный, разумеется. Некоторые параметры можно подкрутить в файле config/main-user.cfg. Но изменение констант Вселенной сделают её отличающейся от Вселенной других пользователей, обмен локациями станет невозможен.

[Klapaucius]

Понятно, спасибо. Насчёт как я думал "бага"  - "виноват" оказался и правда эксцентриситет. Такие планеты (на близком расстоянии, примерно земной массы, приливно синхронизированные 1:1 с периодом около суток) если и бывают во Вселенной, то крайне редко, и отдельно оттачивать программу под такие случаи может и не надо (всё же смутило что в проге нет взаимного влияния, понятно что для планет-гигантов влияние мелких спутников, даже "галилеевых" размеров и земных, это семечки). Да и может если такое бывает, эксцентриситет как раз уходит в 0 быстро (впрочем не факт, может звезда "раскачивает" - но тогда система и греется, и возможно долго не живёт).

[SpaceEngineer]

Взаимное влияние есть, баг как раз в том и состоял, что оно не работает