Сквозь Вселенную: Большое космическое путешествие
Попытки создать интерактивную компьютерную модель окружающей нас Вселенной, включающую в себя планеты, звезды и ближайшие галактики, предпринимались неоднократно, однако все они были крайне малоубедительны — несмотря на существование обширных электронных каталогов, содержащих информацию о великом множестве астрономических тел. Камнем преткновения становится визуализация данных: их необходимо подать в удобном и легко читаемом виде, чтобы пользователь мог легко ориентироваться в процессе виртуального путешествия. Судя по всему, эту непростую задачу смогли решить Чи-Винг Фу (Chi-Wing Fu) и Эндрю Хансон (Andrew Hanson).
Говорит Эндрю Хансон: «Графические дисплеи обладают существенными ограничениями, которые затрудняют обработку больших детализированных изображений. Однако созданная нами программа позволяет отображать точные интерактивные карты, охватывающие широкий спектр масштабов с возможностью их плавного изменения. Это позволяет пользователю свободно "путешествовать" сквозь Вселенную без каких бы то ни было задержек».
В процессе разработки новой системы визуализации Хансон и Чи-Винг Фу решили ряд принципиальных проблем, к числу которых относятся возможность фокусировки на разноудаленных объектах, имитация пространственной глубины и обеспечение необходимой скорости при прокрутке изображения. Комментируя возникшие проблемы, Эндрю Хансон приводит следующий пример: «Представьте себе, что вы рассматриваете божью коровку, усевшуюся на кончике вашего носа, на фоне удаленной галактики. Вам будет очень непросто сопоставить масштабы этих объектов без какой-либо подсказки со стороны». Чтобы преодолеть это затруднение, необходимо, в частности, обеспечить непрерывное масштабирование изображения и возможность свободной перемены ракурса в трехмерном пространстве.
Обыкновенные алгоритмы изменения масштаба, используемые в графических редакторах, плохо подходят для адекватного отображения всей Вселенной — им потребовалось бы совершенно невероятное разрешение картинки и огромное количество операций на обработку каждого перемещения. Новый же алгоритм использует для масштабирования координат и векторов логарифмическую шкалу. Еще одной принципиальной инновацией, включенной в ядро программы, является имитация глубины картинки: очертания удаленных объектов, относящихся к заднему плану, оказываются несколько размытыми, что позволяет пользователю правильно сориентироваться в различных слоях изображения.
В процессе навигации по виртуальной Вселенной система использует и ряд других технологий, ускоряющих процесс перерисовки. При перемещении в новое место пользователь сперва видит предварительный вариант картинки, отличающийся несколько меньшей степенью детализации. После стабилизации местонахождения и масштаба изображение постепенно «проявляется» и становится более четким. Специальный программный фильтр отсеивает объекты, чьи размеры и яркость слишком незначительны для того, чтобы их можно было увидеть из данного места, освобождая тем самым ресурсы процессора для более насущных задач. Созданная в итоге система способна успешно работать на обыкновенном домашнем компьютере средней производительности. При этом она позволяет «путешествовать» по космосу, начиная с масштабов отдельной планеты, кончая галактиками и их скоплениями.
Содержание интерактивного путеводителя по вселенной было сформировано на основе электронных каталогов Sloan Digital Sky Survey и Bright Star Catalogue, с использованием данных, полученных с помощью орбитальной обсерватории Hubble и других космических телескопов.
По информации Physorg.Com