All die unzähligen Weltraumobjekte, von Zwergplanetoiden bis hin zu Riesengalaxien, haben eines gemeinsam: Es ist für einen Menschen gleichermaßen schwierig, sich ihre Größe vorzustellen und abzuschätzen. Währenddessen müssen Wissenschaftler ständig Probleme lösen, Prozesse zu vergleichen, die auf verschiedenen Ebenen ablaufen. Ein neues Visualisierungssystem für astronomische Daten wird Ihnen helfen, die gesamte Skala der Skalen zu spüren, die das Universum abdeckt.
Schritt für Schritt: Planet Erde; Satelliten im Orbit; die inneren Planeten des Sonnensystems; äußeren Planeten des Sonnensystems
Versuche, ein interaktives Computermodell des Universums um uns herum zu erstellen, einschließlich Planeten, Sterne und nahe Galaxien, wurden wiederholt unternommen, aber alle waren äußerst wenig überzeugend – trotz der Existenz umfangreicher elektronischer Kataloge mit Informationen über a große Vielf alt an astronomischen Körpern. Der Stolperstein ist die Visualisierung von Daten: Sie müssen in einer bequemen und leicht lesbaren Form präsentiert werden, damit der Benutzer die virtuelle Reise leicht navigieren kann. Anscheinend konnten Chi-Wing Fu und Andrew Hanson diese schwierige Aufgabe lösen.
Andrew Hanson sagt: „Grafikdisplays haben erhebliche Einschränkungen, die es schwierig machen, große, detaillierte Bilder zu verarbeiten. Das von uns erstellte Programm ermöglicht es Ihnen jedoch, genaue interaktive Karten anzuzeigen, die eine Vielzahl von Maßstäben abdecken, mit der Möglichkeit, diese reibungslos zu ändern. Dadurch kann der Benutzer ohne Verzögerung frei durch das Universum "reisen".
Bei der Entwicklung des neuen Visualisierungssystems lösten Hanson und Chi-Wing Fu eine Reihe grundlegender Probleme, darunter die Fähigkeit, Objekte in unterschiedlichen Entfernungen zu fokussieren, räumliche Tiefe zu simulieren und die notwendige Geschwindigkeit beim Scrollen des Bildes sicherzustellen. Andrew Hanson kommentiert die aufgetretenen Probleme mit folgendem Beispiel: „Stellen Sie sich vor, Sie betrachten einen Marienkäfer auf Ihrer Nasenspitze vor dem Hintergrund einer fernen Galaxie. Es wird Ihnen sehr schwerfallen, die Maßstäbe dieser Objekte ohne Aufforderung von außen zu vergleichen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit ist insbesondere eine kontinuierliche Skalierung des Bildes und die Möglichkeit der freien Winkeländerung im dreidimensionalen Raum zu gewährleisten.
Gewöhnliche Skalierungsalgorithmen, die in Grafikeditoren verwendet werden, sind nicht gut geeignet, um das gesamte Universum angemessen darzustellen - sie würden eine absolut unglaubliche Bildauflösung und eine riesige Anzahl von Operationen erfordern, um jede Bewegung zu verarbeiten. Der neue Algorithmus verwendet eine logarithmische Skala zum Skalieren von Koordinaten und Vektoren. Eine weitere grundlegende Neuerung, die im Kern des Programms enth alten ist, ist die Imitation der Bildtiefe: Die Umrisse entfernter Objekte in Bezug auf den Hintergrund sind etwas verschwommen, was es dem Benutzer ermöglicht, sich in verschiedenen Ebenen des Bildes korrekt zu orientieren.
Bei der Navigation durch das virtuelle Universum verwendet das System auch eine Reihe anderer Technologien, die den Neuzeichnungsprozess beschleunigen. Beim Umzug an einen neuen Ort sieht der Nutzer zunächst eine Vorschau des Bildes, die etwas weniger detailliert ist. Nach der Stabilisierung des Ortes und des Maßstabs „manifestiert“sich das Bild allmählich und wird klarer. Ein spezieller Softwarefilter filtert Objekte heraus, deren Größe und Helligkeit zu klein sind, um von einem bestimmten Standort aus gesehen zu werden, wodurch Prozessorressourcen für dringendere Aufgaben frei werden. Das so erstellte System kann auf einem gewöhnlichen Heimcomputer mit durchschnittlicher Leistung erfolgreich arbeiten. Gleichzeitig ermöglicht es Ihnen, durch den Weltraum zu "reisen", angefangen bei der Größe eines einzelnen Planeten bis hin zu Galaxien und ihren Haufen.
Der Inh alt des interaktiven Leitfadens zum Universum wurde aus dem Sloan Digital Sky Survey und dem Bright Star Catalogue zusammengestellt, wobei Daten des Hubble Orbital Observatory und anderer Weltraumteleskope verwendet wurden.
