Tworzenie silnika gwiezdno-kosmicznego

Tworzenie silnika gwiezdno-kosmicznego

ten podręcznik opisuje, jak dodać gwiazdę do SpaceEngine. Przed kontynuowaniem zaleca się przeczytanie tego podręcznika: wprowadzenie.

większość gwiazd w domyślnej instalacji SpaceEngine jest przechowywana w pliku csv data / catalogs / Catalogs0980.pak / stars / HIPPARCOS.csv. To katalog gwiazd HIPPARCOS zawierający około 110 000 gwiazd. Inne gwiazdy, w tym systemy binarne, są przechowywane w wielu plikach sc w tym samym pliku systemu pak. Te domyślne pliki nie powinny być modyfikowane ani zmieniane w żaden sposób. Jeśli chcesz zaktualizować gwiazdkę, usunąć ją lub dodać nową, utwórz własny plik sc lub csv w folderze addons/catalogs/stars/. SpaceEngine ma opcje Skryptowe do modyfikowania i usuwania gwiazd lub innych obiektów z domyślnych katalogów lub dodawania nowych.

format csv dla katalogów jest przeznaczony do tworzenia dużych katalogów obiektów z podobnymi danymi. Jest bardziej kompaktowy i ładuje się szybciej niż sc, ale ma ograniczenia do typów danych, które mogą być w nim określone. Jest to po prostu tabela z wartościami oddzielonymi przecinkami. Format sc jest przeznaczony do określenia wszystkich możliwych danych, które SE może wykorzystać do opisania obiektu. Jest to tekst podobny do skryptu z „tagami” używanymi do opisania obiektu (gwiazdy lub układu gwiazd w tym samouczku) i jego różnych parametrów. Najpierw opiszemy format pliku sc.

katalog gwiazd

rozważmy, że chcesz utworzyć nową samotną gwiazdę o nazwie „Mono”, czarną dziurę z dyskiem akrecyjnym o nazwie „dziura” i binarny układ gwiazd o nazwie „Bin”, który zawiera dwie gwiazdy „Bin a” i „Bin B”. Rozważmy, że Gwiazdy „Bin A” i „Bin B” są opisane już w niektórych katalogach jako Gwiazdy samotne, i chcesz je usunąć, aby stworzyć odpowiedni układ binarny z orbitami dla każdego składnika. Przejdź do katalogu addons / catalogs / stars / (utwórz go, jeśli nie istnieje) i utwórz tam nowy dokument tekstowy. Zmień nazwę na mystars.sc (nazwa pliku nie ma znaczenia, ale upewnij się, że nie pasuje do jakiegoś istniejącego pliku, w przeciwnym razie Twój plik go nadpisze). Otwórz go w Notatniku i wpisz ten kod:

aby dodać nową gwiazdę lub zmodyfikować gwiazdę, która została już opisana w katalogach, wystarczy zdefiniować nowy obiekt (Star lub StarBarycenter) o tej samej nazwie w skrypcie Gwiazdy. SpaceEngine zaktualizuje starą gwiazdę o nowe dane (Istnieje również możliwość zmiany jej typu – Z gwiazdy na StarBarycenter i z powrotem).

aby usunąć gwiazdę z katalogów, użyj parametru Usuń z nazwą tej Gwiazdy. Jest to przydatne do ulepszania gwiazd binarnych w katalogu, które są reprezentowane w SE jako dwie oddzielne gwiazdy, w kompletny układ binarny z każdą gwiazdą na prawidłowej orbicie. Uwaga: parametr Remove wydaje się wpływać na wszystkie pliki katalogów, niezależnie od daty ich modyfikacji. Jest to błąd w bieżącej wersji (0.9.8.0).

zauważ, że katalog gwiazd nie opisuje składników układów podwójnych lub wielokrotnych. Muszą być opisane w katalogu planet i odnoszą się do barycentrum z parametrem ParentBody (patrz poniżej). Tak więc, ściśle mówiąc, katalogi gwiazd w SE są katalogami układów gwiezdnych, a nie samych gwiazd (chociaż pozwalają na opisywanie samotnych gwiazd bez tworzenia dla nich katalogów Planet). Parametry wizualne, takie jak całkowita jasność układu, będą obliczane przez SpaceEngine automatycznie, na podstawie danych składników układu, opisanych w katalogu Planet. Mogą być jednak wymuszone przez zdefiniowanie parametrów Luminosity, AppMagn itp. w znaczniku StarBarycenter.

szczegóły skryptu Gwiazdy

następujące parametry mogą być użyte wewnątrz znaczników Star i StarBarycenter:

RA-rektascensja w godzinach, w formacie dziesiętnym lub sformatowane jako HH MM SS.SSS
Dec-deklinacja w stopniach, w formacie dziesiętnym lub sformatowana jako DD MM SS.SSS
Dist – odległość od Słońca w parsekach.

CenterOf-używany do zastąpienia systemu supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki lub gromady kulistej. Wartością parametru jest nazwa galaktyki lub gromady, np. „Droga Mleczna”. W galaktyce lub gromadzie może istnieć tylko jeden supermasywny system czarnych dziur. Jeśli jest już zdefiniowany w jakimś katalogu, zostanie zastąpiony/zaktualizowany tym katalogiem. Jeśli ten parametr zostanie zdefiniowany, proceduralny system supermasywnej czarnej dziury w odpowiednim obiekcie zostanie wyłączony, ale ten zostanie renderowany jako zwykły system gwiezdny. Tak więc parametry RA, Dec I Dist są nadal wymagane. Typowy system musi zawierać czarną dziurę, opcjonalny dysk akrecyjny i wiele gwiazd krążących wokół niego. Wszystko to musi być opisane w katalogu Planet; katalog gwiazd zajmuje się jedynie współrzędnymi układu i jego klasą (Klasa „X” lub klasa „BLACKHOLE”).

Noplanety-wyłącza generowanie Planet proceduralnych, jeśli jest określone jako Noplanety true.

Lum, Luminosity, AppMagn, AbsMagn-pozwala na jedną z tych opcji lub ich kombinację (szczegóły w „Star solver” poniżej):
Lum, Luminosity – jasność gwiazdy w jednostkach jasności Słońca, lub
AppMagn – jasność pozorna Gwiazdy (optyczna) lub
AbsMagn – Jasność absolutna Gwiazdy (optyczna).
zaawansowane: AppMagnR, AppMagnr, AppMagnI, AppMagni, AppMagnJ, AppMagnH, AppMagnKs, AppMagnK, AppMagnW1, AppMagnW2, AppMagnW3 – wielkość pozorna gwiazdy w odpowiednich pasmach spektroskopowych. Używaj ich tylko dla brązowych karłów, jeśli ich widoczna wielkość w paśmie optycznym jest nieznana. SpaceEngine wykonuje proste obliczenia optycznej jasności pozornej, zakładając, że gwiazda jest brązowym karłem lub późnym karłem M. Nie używaj tych parametrów dla innych typów gwiazd.

łańcuch klasy A o klasie widmowej Gwiazdy:
klasy gwiazd normalnych: O, B, A, F, G, K, M
klasy Podwarstwowe: SDO, SDB, SDA, SDF, SDG, SDK, SDM (lub z a, B, A, F, G, K, M Z klasą jasności VI)
klasy brązowych karłów: L, T, z
klasy białych karłów: DA, DB, DO, DQ, DZ, DC, DX, DAB, DAO, DAZ, DBZ lub WD (OGÓLNA Klasa białych karłów)
klasy Wolfa-Rayeta: WN, WN/C, WC, wo
klasy cyrkonu i węgla: MS, s, Sc, C-R, C-n, c-j, c-h, c-HD, C, R, n
klasy specjalne: Q, NEUTRON – gwiazda neutronowa, x, BLACKHOLE – czarna dziura, Z, WORMHOLE – wormhole, p – planemo (rogue planet)
wszystkie klasy wymienione powyżej mogą mieć indeks podklasy od 0 do 9 w formacie dziesiętnym (od 0 do 11 dla gwiazd Wolfa-Rayeta). SpaceEngine używa tylko do jednego miejsca po przecinku, tzn. 3.25 zostanie zaokrąglone do 3.2.
wszystkie klasy z wyjątkiem białych karłów mogą mieć indeks jasności klasy: 0, Ia0, Ia+, Ia, IAB, Ib, II, III, IV, V, VI
przykłady: Klasa „G2V”, Klasa „M5.2iii”, Klasa „DB3.1”, Klasa „sdB5” (równa klasie „B5VI”).
dopuszczalna jest również przestrzeń: Klasa „G2 V”, Klasa „M5.2 III”, Klasa”DB 3.1″.
jeśli nie można podać podklasy lub wskaźnika jasności: Klasa „G2″, klasa” M III”, Klasa”K”. W tym przypadku SpaceEngine spróbuje obliczyć je na podstawie dostępnych danych (jasność lub wizualna wielkość i odległość itp., patrz solver gwiazdy) lub przypisać domyślną klasę jasności „V” (Gwiazda ciągu głównego).

masa-masa gwiazdy w jednostkach mas Ziemi lub
MassSol – masa gwiazdy w jednostkach mas Słońca. Używane tylko dla samotnych gwiazd (tag Star). Jeśli jest zdefiniowany w znaczniku StarBarycenter, można go użyć w solverze star (patrz poniżej).

promień-promień gwiazdy w kilometrach lub
RadSol, RadiusSol-promień gwiazdy w jednostkach promieni słonecznych. Używane tylko dla samotnych gwiazd (tag Star). Jeśli jest zdefiniowany w znaczniku StarBarycenter, można go użyć w solverze star (patrz poniżej).

Teff, temperatura – temperatura fotosfery Gwiazdy („powierzchni”) w kelwinach. Używane tylko dla samotnych gwiazd (tag Star). Jeśli jest zdefiniowany w znaczniku StarBarycenter, można go użyć w solverze star (patrz poniżej).

FeH-star metallicity. Na razie nie używany, ale będzie używany w przyszłości, więc warto dodać go do katalogu, Jeśli informacje są dostępne.

możesz użyć logowania star solver, aby wykryć błędy w katalogu gwiazd (szczegółowe informacje znajdują się w sekcji Star solver i Sprawdzanie błędów we wstępie do skryptów SE).

the planets catalog

Lets continue creating our example addon. Gwiazda „Mono” nie potrzebuje niczego więcej, aby umieścić ją w katalogu Planet, wszystkie potrzebne informacje zostały podane w katalogu gwiazd. Musi mieć czarną dziurę „dziura” i binarne składniki systemu”Bin”: „Bin A” i „Bin B”. Przejdź do katalogu addons/catalogs/ planets / (utwórz go, jeśli nie istnieje) i utwórz tam nowy dokument tekstowy. Zmień nazwę na myplans.sc (jak wspomniano w sekcji „katalog gwiazd”, nazwa pliku nie ma znaczenia, ale upewnij się, że nie pasuje do jakiegoś istniejącego pliku, w przeciwnym razie Twój plik go nadpisze). Otwórz go w Notatniku i wpisz ten kod:

przyjrzyjmy się bliżej temu skryptowi. Nazywany jest „katalogiem Planet”, ponieważ jest przeznaczony głównie do tworzenia planet i księżyców. Ale samo „ciało Gwiazdy”, zwłaszcza w układach podwójnych, powinno być również opisane tutaj. To powszechna zasada: każdy obiekt, który ma orbitę musi być opisany w katalogu Planet. Składniki Gwiazdy binarnej mają orbity, dlatego powinny znaleźć się w katalogu Planet. Pozwala również na opisanie o wiele więcej parametrów niż katalog gwiazd (orientacja osi obrotu i okres obrotu, Korona Gwiazdy, dysk akrecyjny, tekstury powierzchni i orbity), dlatego nawet samotne gwiazdy, takie jak słońce, mogą być opisane w katalogu Planet. Aby dowiedzieć się więcej o parametrach używanych w katalogu planet oraz o tworzeniu planety, przeczytaj przewodnik tworzenia planety.

w powyższym przykładzie najpierw opisaliśmy samotną gwiazdę „dziurą” z dodatkowymi parametrami, których nie można opisać w katalogu gwiazd (parametry obrotowe i dysk akrecyjny). Aby je określić, konieczne jest opisanie gwiazdy w katalogu gwiazd jako Gwiazdy Gwiezdnej, pomimo faktu, że gwiazda jest samotna, i zrobienie dla niej drugiego opisu w katalogu planet z tagiem Gwiazda. Parametr ParentBody w tym znaczniku Gwiazdy musi być ustawiony na nazwę StarBarycenter, którą opisałeś w katalogu gwiazd. Ważna uwaga: znacznik gwiazdy w katalogu planet i znacznik StarBarycenter w katalogu gwiazd muszą mieć różne nazwy. Jeśli gwiazda ma nazwę „Hole”, to barycentrum powinno być nazwane” Hole system „lub” Hole bar ” lub coś w tym stylu. Podczas tworzenia dodatku z jakąś prawdziwą gwiazdą, która ma wiele oznaczeń w katalogach astronomicznych, dobrą praktyką jest dać jedną do centrum gwiezdnego, a resztę do gwiazdy.

katalog Planet pozwala również określić jasność gwiazdy, absolutną lub pozorną wielkość gwiazdową, klasę widmową, masę, Promień i temperaturę – takie same parametry jak w katalogu gwiazd. Od Ciebie zależy, gdzie określić te parametry: w katalogu gwiazd lub w katalogu Planet powielanie obu nie jest konieczne.

znacznik orbity musi zostać pominięty dla samotnych gwiazd, SpaceEngine wygeneruje statyczną pozycję w centrum Układu dla tej Gwiazdy. Możesz użyć Orbit { Type „Static”} lub StaticPosXYZ (0 0 0) z tym samym efektem, ale nie jest to konieczne.

barycenter może być również używany do tworzenia gwiazd binarnych i wielokrotnych. W katalogu Planet opisaliśmy dwie gwiazdy „Bin A” i ” Bin B „wraz z ich orbitami wokół głównego barycentru układu” Bin ” (szczegóły w opisie znacznika orbity w Przewodniku tworzenia planet). Aby utworzyć hierarchiczny system wielu gwiazd, Utwórz dodatkowe centrum barycenter (używając znacznika Barycenter w skrypcie katalogu planet), które okrąża główne centrum barycenter systemu, a następnie dodaj dwie gwiazdy, które krążą wokół tego drugorzędnego centrum barycenter. Możesz powtórzyć ten schemat wiele razy, aby stworzyć bardziej złożone systemy. SpaceEngine pozwala na nieograniczoną hierarchię obiektów, ale w rzeczywistości systemy gwiezdne mają nie więcej niż 3-4 poziomy hierarchii.

planety dla każdej gwiazdy lub lokalnego barycentrum mogą być również określone w katalogu Planet. Parametr ParentBody dla każdej planety/barycentrum/Gwiazdy powinien być ustawiony na nazwę obiektu macierzystego, który okrąża. Jeśli gwiazda jest samotna, a w katalogu planet nie ma żadnych obiektów potomnych (planet) dla opisywanej Gwiazdy, SpaceEngine wytworzy proceduralny układ planetarny. Można to wyłączyć, określając NoPlanets true w skrypcie stars.

parametry gwiazdy / barycentrum w katalogu gwiazd określają wygląd gwiazdy patrząc na nią z przestrzeni międzygwiezdnej, tj. gdy jest ona renderowana jako punkt. W przypadku systemów wielogwiazdowych, SpaceEngine potrzebuje „Średniej” klasy widmowej, aby zrenderować system z daleka. W przypadku układów przestrzennych SpaceEngine wybiera klasę widmową najjaśniejszej gwiazdy układu (szczegóły w „Star solver”). Działa to bardzo dobrze w większości przypadków, ponieważ jasności gwiazd różnią się o wiele rzędów wielkości. Tak więc podczas tworzenia układu wielokrotnego można określić klasę widmową gwiezdnego centrum (w katalogu gwiazd) jako taką samą jak Klasa najjaśniejszej gwiazdy w tym układzie. W przeciwnym razie SpaceEngine zrobi to automatycznie. Jasność Gwiazdy powinna być równa sumie jasności wszystkich gwiazd w układzie (w tym jasności dysków akrecyjnych), lub ignorowana, aby zmusić solvera do automatycznego jej obliczenia.

aby podsumować, zwróć uwagę na następujące kwestie, w przeciwnym razie kod nie będzie działał lub będzie działał nieprawidłowo:

1) w katalogu gwiazd opisz gwiazdę za pomocą StarBarycenter, jeśli chcesz określić niestandardowe parametry obrotu, dysk akrecyjny itp. lub jeśli tworzysz system wielu gwiazd. W takim przypadku należy również utworzyć katalog planet i opisać gwiazdę lub wiele jej składników. Jeśli potrzebujesz tylko masy, promienia i temperatury dla swojej gwiazdy, lub jeśli nie masz nic przeciwko tym, że te wartości są generowane/obliczane przez SpaceEngine, opisz je znacznikiem gwiazdy i nie twórz katalogu Planet.
2) Nazwa gwiazdy w katalogu planet nie może być taka sama jak nazwa StarBarycenter. Nazwa StarBarycenter musi być podana jako rodzic gwiazdy w jej parametrze ParentBody.
3) jeśli gwiazda jest samotna, albo nie należy używać znacznika orbity dla niej, albo uczynić jej orbita statyczna (Orbita { Typ „Static”} lub StaticPosXYZ (0 0 0)), więc pokrywa się z barycentrum.
4) jeśli gwiazda jest binarna, opisz te dwie gwiazdy nazwą StarBarycenter w parametrze ParentBody i wykonaj dla nich odpowiednie orbity wokół barycentra.

możesz użyć logowania star solver, aby wykryć błędy w katalogu planet, a także w katalogu gwiazd (szczegóły w rozdziale Star solver i Sprawdzanie błędów we wstępie do skryptów SE)

the star solver

the star solver to zestaw kodu, który próbuje obliczyć lub wygenerować brakujące dane dla gwiazdy na podstawie dostarczonych danych. W astronomii często zdarza się, że niektóre dane są dostarczane w katalogach, ale niektórych brakuje. SpaceEngine wymaga tych parametrów do prawidłowego renderowania Gwiazdy (układu gwiazd):

– pełne współrzędne 3D Gwiazdy (RA, Dec, Dist). Jeśli katalog gwiazd nie podaje odległości, poszukiwacz gwiazd może spróbować obliczyć ją na podstawie widocznej i absolutnej wielkości (lub jasności) gwiazdy. Jeśli RA i Dec nie są podane, Star solver wygeneruje dla nich losowe wartości, ponieważ nie ma możliwości ich obliczenia. Losowa wartość odległości jest również generowana, jeśli solver gwiazdy nie obliczył jej (zobacz rejestrowanie błędów poniżej, aby uzyskać więcej informacji).

– Klasa widmowa Gwiazdy. Bez niej SpaceEngine nie będzie miała pojęcia, czym jest ta gwiazda i nie będzie w stanie jej zrenderować. Gwiazda może próbować określić klasę widmową, patrząc na Promień, masę i temperaturę, jeśli są one podane. W przypadku układów wielogwiazdkowych solver przyjmuje klasę widmową najjaśniejszego składnika (obliczoną lub wziętą z katalogu planet) i przypisuje go jako „klasę” całego układu (jeśli nie została określona bezpośrednio w znaczniku StarBarycenter).

– jasność Gwiazdy. Można go obliczyć na podstawie jasności, jasności absolutnej lub jasności pozornej i odległości. Jeśli nie podano żadnej, Klasa widmowa może być użyta do przybliżonego określenia jasności. Jeśli nawet Klasa widmowa nie jest podana, gwiazda może spróbować użyć promienia i temperatury do obliczenia jasności za pomocą równania Stefana-Boltzmanna. W przypadku układów wielogwiazdkowych solver sumuje jasność każdego składnika i przypisuje go jako jasność całego układu (jeśli nie została określona bezpośrednio w znaczniku StarBarycenter).

– właściwości fizyczne Gwiazdy: Masa, Promień i temperatura. Jeśli nie zostanie podany, solver Gwiazdy obliczy je na podstawie klasy widmowej (zazwyczaj). Temperatura może być wyprowadzona bezpośrednio z klasy widmowej, wtedy promień jest obliczany na podstawie temperatury i jasności za pomocą równania Stefana-Boltzmanna. Jeśli więc napotkasz nieprawidłowy lub nierealistyczny rozmiar Gwiazdy, spróbuj znaleźć jej rzeczywiste dane o promieniu i określić je w katalogu.

jak zauważono, katalog gwiazd nie może być użyty do określenia parametrów obrotowych Gwiazdy (tj. okres obrotu, nachylenie osi i obłaczność), a także wygląd powierzchni (wielkość komórek granulacji itp.), Korona, dysk akrecyjny i Orbita: katalog Planet służy do tego. Niektóre parametry mogą być generowane proceduralnie, jeśli brakuje ich w katalogu Planet. Planety mogą być również opisane w katalogu planet lub generowane proceduralnie (jeśli katalog planet nie ma żadnych obiektów potomnych dla opisywanej gwiazdy, a skrypt gwiazd nie ma prawdziwych Noplanet).

Star solver może drukować powiadomienia o wykonanych obliczeniach, ostrzeżeniach i błędach do systemu plików dziennika/se.Zaloguj się na start SpaceEngine. Zobacz Wprowadzenie do skryptów SE, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat sprawdzania błędów w skryptach.

format csv dla katalogu gwiazd

SpaceEngine obsługuje format csv („Comma-Separated Values”) dla katalogów masywnych gwiazd i galaktyk. Jest to zwykły format tekstowy z jedną gwiazdką opisaną w wierszu, z wartościami oddzielonymi przecinkami. Domyślna instalacja SpaceEngine ma jeden katalog CSV star-data / catalogs / Catalogs0980.pak / stars / HIPPARCOS.csv, który ma 112 523 gwiazdek i ma rozmiar (rozpakowany) tylko 7,5 MB. Format csv jest bardziej zwarty niż sc, ale ma pewne ograniczenia:
1) można opisać tylko samotne Gwiazdy, analogia tagu StarBarycenter jest niemożliwa.
2) dozwolone są tylko te parametry: Nazwa, RA, Dec, Dist, AppMagn, SpecClass, MassSol, RadSol, Temperatura.

format pliku jest prosty: pierwsza linia to nagłówek opisujący nazwy parametrów (oddzielone przecinkami), wszystkie pozostałe linie to dane gwiazd – wartości odpowiednich parametrów (również oddzielone przecinkami). Oto przykład pierwszych 4 linii HIPPARCOS.plik csv:

zauważ, że nazwa gwiazdy i jej Klasa widmowa nie są zamknięte w cudzysłowach, a brakujące parametry (MassSol, RadSol i temperatura) są po prostu puste, ale przecinki je oddzielające są nadal konieczne.

katalogi csv mają pierwszeństwo przed katalogami sc, tzn. są ładowane jako pierwsze. Ale wtedy star solver pobiera datę modyfikacji pliku / pak, aby wykonać scalanie lub aktualizację danych Gwiazdy. Parametr pliku konfiguracyjnego CsvLogLevel w config / main-user.plik CFG kontroluje poziom logowania star solver dla wszystkich plików csv.