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)

[LeonidOS]

Хм, и как, не тормозила Селестия?

Абсолютно нет.

Один товарищ с иностранного форума пытался вставить в SpaceEngine около 2000 асероидов и комет, но наткнулся на зверские тормоза. Я исправил эту ошибку, так что в ближайшая будущая версия сможет рендерить 10000 астероидов.

Попробуем

Надо сделать такую систему, будет легче ориентироваться. Кстати, а как вы заставили Селестию показать астероиды точками? Чё-то я не нашёл там такой настройки.

Не точками, а маркерами, как я понимаю.Ну и дальнейшего развития, отличный проект! Очень жду кометы

[rvl]

Посмотрел симулятор. Задумка понятна - воплощение вселенной в последних технологиях 3D, но общее впечатление от знакомства неважное из-за кучи мелких недочетов (в моем понимании), некоторые из них:
- интерфейс неудобен, к примеру добивает, что открыв меню, клик на небе это меню не гасит (привычка, конечно, но обычно везде так). Дизайн меню/панелей как таковой отсутствует. Я понимаю, что сейчас упор сделан на графику вселенной, а интерфейс делается из расчета его полной реализации в OpenGL, возможно, чтобы легче было портировать на другие платформы, но текущая реализация такова, что чувствую себя в программе очень неуклюже (имхо)
- всегда есть два подхода к вращению камеры: 1) курсор как-бы таскает небо, т.е. нажимаем кнопку мыши и тащим вправо - небо тоже тащится вправо 2) игровой подход - куда двигаем курсор, туда и поворачивается камера.
Здесь выбран игровой подход, но в играх при этом не требуется нажатия кнопки мыши, а когда нажмешь - уже интуитивно хочется таскания неба по подходу 1), как и сделано в той же Celestia
- антиалиасинг хромает, стою у Земли - вроде у нее гладкий край, но если выставить ambient освещение побольше, то у теневой стороны край несглажен. Аналогично несглаженый край у вдали отстоящей Луны (даже без выкрученого ambient).

Вообще графика нормальная/хорошая/классная, кстати на моем ноуте около 30 fps имеется (ATI mobility HD5430), но сказать, что все намного круче чем в Celestia, я не могу. Оно вроде и круче, но управление/интерфейс очень снижают впечатление.

Что касается астрономии, то, к примеру, модели движения планет еще не реализованы: типа лунного затмения 15.06.2011 я не вижу. Понятно, что все можно сделать, но на это уйдет еще время, реально - куча времени, в связи с чем я не понимаю, почему усилия были вложены в новый проект, а не в развитие той же Celestia.

Развивать проект как очередной OpenSource не вижу смысла - очень трудно собрать/поддерживать креативную команду энтузиастов/ЛА, когда многие из потенциальных участников уже задействованы в тех же Stellarium/Celestia.

Если планируется с какого-то этапа небесплатное приложение, и в развитие будут вложены средства (минимум нужен дизайнер/проектировщик интерфейса и тот, кто способен удовлетворить их пожелания), то быстрое развитие и успех возможен, иначе, как это часто бывает, в недалеком будущем мне видится постепенное угасание интереса разработчика к своему детищу в повседневной рутине.

[SpaceEngineer]

Спасибо за замечания. Отвечу по порядку:
- Я сам нигде не видел чтобы окна интерфейса закрывались при клике по небу. Попробую сделать, может будет удобно. Дизайн интерфейса примитивный конечно, но на него упор не делался. Его всегда можно изменить, отредактировав текстуру (data/textures/common/interface.*). Сейчас уже есть пара человек, изъявивших желание заняться этим.
- "Игровое" управление мне показалось удобнее, теперь уже я привык:) Вы можете инвертировать мышь, установив отрицательную чувствительнотсть в конфиге user.cfg (параметр m_RollAccel). В новой версии будет возможность инвертировать отдельно оси X и Y. В самом начале, когда я начинал проект, мышка всё время вращала камеру, а для выделения объекта надо было подвести его к перекрестью в центре экрана и нажать кнопку. Предложите свой вариант, как совместить вращение мышкой и освобождение курсора для выбора объекта. Похожее на то, что сейчас, я видел в игре X3: Terran conflict. Пробовал инвертировать левый клик (т.е. для освобождения курсора нужно нажать левую кнопку) - получается неудобно, может просто с непривычки.
- Антиалиасинга нет вообще. Его можно принудительно включить в драйвере, но тогда появятся артефакты на краю атмосферы. Я пока не знаю как решить эту проблему, поэтому антиалиасинг пока отключен в коде движка. А край Земли выглядит сглаженным из-за атмосферы. Антиалиасинг линий орбит и сетки - это другое, просто специальный режим рисования линий.
- Всё же главное отличие моего движка от Селестии - процедурная генерация других планет и систем.
- Затмения не было, потому что не реализовано движение Луны и других тел Солнечной системы по специальным стандартным уравнениям (vsop87 и подобным). Сейчас все тела движутся по простым кеплеровским эллипсам, но орбита Луны, как известно, прецессирует с периодом 18 лет, так что статичный кеплеровский эллипс для неё не годится.
- Планируется создание игры с геймплеем, направленным на исследование вселенной. В игре будет сетевой режим, и он будет платный - для подключения к серверу нужен ключ. Одиничный режим игры и режим планетария (как сейчас) будет бесплатным, и возможно даже OpenSource. Небольшая команда уже есть.

[Kirill]

А что такое "процедурные"?

Спрашиваю потому что сейчас читаю про OpenGL ES и Objective-C

[VFP]

Попробую сделать, может будет удобно ...

Большое СПАСИБО! Фишки заложенные в движок просто поражают. Успехов в работе.

[rvl]

SpaceEngineer
- автозакрытие/скрытие только для меню конечно, окна пусть юзер закрывает

В управлении я бы ввел что-то вроде режимов: игровой и исследовательский. Между ними есть быстрое переключение по клавише или кнопкам в интерфейсе, важно чтобы юзер всегда видел что включено в данный момент (хотя бы по состоянию этих же кнопок).

Игровой (по умолчанию) - все как в играх, курсора нет (или его подобие всегда по центру если нужно для игровых действий, прицел там или еще что-то), движение мыши (/джойстика/XXX) поворачивает камеру, кнопки мыши освобождены для игровых действий (стрелять, жать на люки и т.п.). Кнопками клавиатуры(/джойстика/XXX) двигаемся в пространстве. Очень неплохо было бы иметь автоматическое управление скоростью, чтобы ближайший по направлению полета обьект приближался достаточно быстро, но в тоже время не пропускался мимо скачком.
 XXX - это, например, remote control со смартфона по Wi-Fi/BT сети. Ща у них у всех уже есть гироскоп/акселерометры, можно сделать управление поворотами смарта + нажатия на его экран для разгона/торможения.

Исследовательский - переключившись в него получаем курсор, возможность выбора объектов кликом, небо таскается левой кнопой, правой крутимся вокруг выбранного объекта (кстати, надо как-то показывать что выделено, а то выбрал Луну потом отлетел к Земле через меню и продолжаешь по правой кнопе крутится вокруг Луны - неожиданно. И наверно не стоит крутиться вокруг объекта, который за пределами FOV). В этом режиме не паримся управлением для полета к объекту - выбрали, нажали "G" и уже там.

Еще хочется разгрузить экран от кучи текстовой инфы которая выводится поверх. Может выбирать опционально в настройках, что показывать, может даже независимо для каждого из режимов.
Разбивку на режимы можно использовать также для отключения ненужного функционала, например отработка столкновений и др. физика нужна только в игровом варианте, а точные модели движения небесных тел в исследовательском.

Kirill
Процедурные, это значит пиксели читаются не из картинки в файле, а генерятся на лету по фрактальным/шумовым алгоритмам прямо в видеочипе. Доступно на iOS если девайс поддерживает OpenGL ES 2.0 (iPhone 3GS и более новые аппараты).

[JetRanger]

Всяческих успехов Вашим начинаниям. Управление действительно не удобно поначалу (может потому что уже привык к  Stellarium и Celestia), но вполне можно привыкнуть. А вот визуализация Солнечной системы поразила, удачи!.

[SpaceEngineer]

Новая версия SpaceEngine:
http://spaceengine.org/load/core/spaceengine_polnaja_versija_0_94/1-1-0-9

[Cat_CooLeR]

А на каком языке программированя вы пишите?

[SpaceEngineer]

На С++

[Kirill]

Новая версия SpaceEngine:
http://spaceengine.org/load/core/spaceengine_polnaja_versija_0_94/1-1-0-9

А я подожду версии для Mac или в крайнем случае покупки очередного винта В эмуляторе такое не пройдет, и пустых разделов сейчас нет

[SpaceEngineer]

А я подожду версии для Mac

Не дождётесь. Я в ближайшие годы не планирую покупать мак, а без него как компилить и тестировать?
Да и сомневаюсь, что мак, удовлетворяющий минимальным системным требованиям движка (видеокарта с шейдерами 3.0), по карману многим людям.

[SpaceEngineer]

Новая версия SpaceEngine 0.95

Страница загрузки: SpaceEngine 0.95 (400 Мб)

Исправлено много багов, увеличена детализация планет и скорость генерации ландшафта, введены новые формы рельефа, новые типы планет, проверка столкновений с поверхностью.

[Kirill]

А я подожду версии для Mac

Не дождётесь. Я в ближайшие годы не планирую покупать мак, а без него как компилить и тестировать?

Не заметил во время ваш ответ.

Покупать Мак не нужно, тем более по русским ценам. Этот ответ я пишу с обычного PC на каком то там древнем чипсете. Кажется ASUS P5Q SE2.

Так вот, Mac OS X 10.6.8 прекрасно себе живет уже не первый год и обновляется. Достаточно подобрать железо из списка, установить с заводского диска + немного "кексов". Бывает что люди ставят и с третьего раза но все же ставят.

А покупать Мак в раше не стоит из-за гарантийного обслуживания. Мой MacBook Pro сдох во второй раз. Известная проблема с чипами nVidia. В первый раз заменили быстро и очень комфортно. А во второй раз послали, не взирая на то что Apple расширил замены этого случая до 4-х лет!

Да и сомневаюсь, что мак, удовлетворяющий минимальным системным требованиям движка (видеокарта с шейдерами 3.0), по карману многим людям.

А вот этого не надо Счастья вагон как раз из-за того, что я понятия не имею не о цифрах не о всяких там "GTI", "FX", "Premium Gold" и прочих "Quadro". Не меняют люди на маках видео карты и вам же от этого будет легче. Одно дело поддерживать бесчисленное множество железа, дров и постоянно получать знания от том, какой антивирус и "улучшитель" компьютера мешает работе приложения. И совсем другое дело железо в Ч моделях маков за последние Х лет.

AMD Radeon HD 6750M, 6770M и 6970M сейчас стоят в iMac-ах разве они не поддерживают нужные шейдеры?

Хостинг бесплатно не желаете? Есть несколько TB трафика на холодном сервере. 100 Мбит/с Германия.

PS. Следующим питомцем видимо станет Raspberry Pi Собираюсь ARM-ы освоить для автоматизации, а Windows живет только в виртуальной машине. Для поддержки продающегося софта и для запуска среды для программирования контроллеров.

[Galaxy Master]

Был на сайте, посмотрел видео, скачал на виртуальную винду архив. В нем текстур около 80-90% объема.
На виртуалке программа даже не попробовала запускаться, хотя довольно серьезные 3D приложения идут без проблем.
Стало интересно чем обусловлены такие высокие требования к железу при выдаваемом результате вполне посильном ускорителям 5-7летней давности?
У меня, как у разработчика, есть только одно предположение - это попытка решать задачи в лоб переложив всё, что можно на процессор видеокарты.
Хотя, очевидно, что такого же визуального результата можно достичь на достаточно скромных железных требованиях.

[SpaceEngineer]

Не заметил во время ваш ответ.

Покупать Мак не нужно, тем более по русским ценам. Этот ответ я пишу с обычного PC на каком то там древнем чипсете. Кажется ASUS P5Q SE2.

Так вот, Mac OS X 10.6.8 прекрасно себе живет уже не первый год и обновляется. Достаточно подобрать железо из списка, установить с заводского диска + немного "кексов". Бывает что люди ставят и с третьего раза но все же ставят.

Ну раз такое дело, стоит попробовать установить макось.

Был на сайте, посмотрел видео, скачал на виртуальную винду архив. В нем текстур около 80-90% объема.
На виртуалке программа даже не попробовала запускаться, хотя довольно серьезные 3D приложения идут без проблем.
Стало интересно чем обусловлены такие высокие требования к железу при выдаваемом результате вполне посильном ускорителям 5-7летней давности?
У меня, как у разработчика, есть только одно предположение - это попытка решать задачи в лоб переложив всё, что можно на процессор видеокарты.
Хотя, очевидно, что такого же визуального результата можно достичь на достаточно скромных железных требованиях.

GeForce8 - это разве высокие требования? Этой карте уже 4 года.
Движок генерирует текстуры на GPU и хранит их очевидно в видеопамяти. Поэтому нужны шейдеры 2.X и минимум 512Мб видео. То же самое можно получить на CPU, да, но придётся ждать раз в 10 дольше, пока сгенерируются все текстуры в поле видимости камеры. Это уже проходилось. А Брунетоновскую атмосферу на CPU или картах 5-7 летней уж никак не сделать, там тяжёлый пиксельный шейдер. Именно она больше всего грузит видеокарту при рендере, но именно она даёт больше всего реализма.

[Kirill]

Надо на базе имеющегося кода сделать игру, зарабарывать денюжку. Например типа Eve

[taurus]

С удовольствием попробовал, интересно. Забавно облетать Б и ММО  Может быть, как-то по-другому решить эту проблему? Где-то на далеких галактиках приложение упало...

GUI, конечно, неочевидный, но это не главное. Понравилось!
Если названия звезд все еще актуальны, обратите внимание на мой сайт Они над нами вверх ногами: Мифология созвездий. Я считаю, что там тема названий звезд рассмотрена в исчерпывающем объеме. Правда, единой таблички нет, все размазано по отдельным страницам созвездий.

SpaceEngineer, могу вам в этом деле помочь, мне самому любопытно, если интересно, пишите в личку.

[SpaceEngineer]

Немного новостей. В следующей версии будет режим карты для навигации. Это как бы сфера, внутри которой виден кусочек Вселенной, радиус обзора можно масштабировать - от планет до скоплений галактик. Также на карте будет отображаться разная дополнительная информация - подсвечиваться исследованные объекты, сохранённые локации, маршруты и т.д. Будет интересно сделать карту в виде сферической голограммы на мостике корабля, которую можно будет обойти со всех сторон и управлять ею с пульта. Не то что в Mass Effect







Второе нововведение - наконец-то я взялся за процедурные галактики. Теперь вся вселенная будет заполнена галактиками, образующими паутинообразную структуру. Надо ещё как-то замкнуть пространство само на себя, чтобы из него нельзя было улететь.



Также я выложил текстуры Земли и других планет солнечной системы в полном разрешении в виде торрентов. Эти текстуры можно использовать с нынешней версией движка.

[самоучка астроном]

скачал эту программу . почему то скачивается не как приложение а как файл и компьютер не знает с помощью какой программы открыть