Povray --- Astronomisches

Obwohl in erster Linie zum Erschaffen virtueller Welten gedacht, kann Povray wunderbar für die Darstellung real existierender Welten genutzt werden. Um eine Kugel kann die Karte einer Planetenoberfläche gelegt werden, und schon hat man einen Planeten vor sich. Aus dreidimensionalen Höhenkarten weren auf einmal außerirdische Gegenden, die im Tiefflug erkundet werden können. Alles selbstgemacht, nur die zugrundeliegenden Daten müssen im Internet gefunden werden.

    

Planeten

Um einen Planeten vor seinen Augen erscheinen zu lassen, braucht es kaum mehr als eine Kugel und eine rechteckiges Bild der Oberfläche. Beides kombiniert ergibt einen dreidimensionalen Körper, der sogar Tag-Nacht-Zyklen darstellt. Für die Animation rechts wurden gleich drei Karten verwendet: Eine für die Nachtseite, eine für die Tagseite, und ein größtenteils durchsichiger Layer für die Wolken obendrüber.

Die drei Bilder unten zeigen dieselbe Ecke des Planeten Mars, das Vallis Marineris und Umgebung.
Links eine topographische Ansicht die Höhenunterschiede anzeigt, rechts zwei Ansichten, wie er im sichtbaren Licht aussehen könnte.

Planetare Überflüge

Mittels sogenannter Height-Fields lassen sich in Povray dreidimensionale Gegenden erschaffen, die wie von NASA und ESA veröffentlicht aussehen können. Voraussetzung dafür ist allerdings ausreichend detailiertes Bildmaterial, das nur in begrenzt guter Qualität zu finden ist.

Im Prinzip wird ein Echtfarben-Bild mit einem Höhenmodell kombiniert, beides übereinandergelegt, schon werden Täler zu tiefen Einschnitten und Berge türmen sich nach oben auf. Das Höhenmodell ist dabei nichts weiter als ein grau-kodiertes Bild, bei dem schwarze Pixel der Höhe Null entsprechen, weiße Pixel die höchsten Erhebungen, die Grautöne dazwischen stehen für die Abstufungen. Die Animationen zeigen meine ersten, verbesserungswürdigen Resultate.

Das erste Bild zeigt - wiedermal - das Vallis Marineris auf dem Mars, dem tiefsten Schluchtensystem in unserem Sonnensystem, tiefer als der Mount Everest hoch. Ebenfalls im Bild, die Badewanne mit dem Hügel in der Mitte, das Hebes Chasma.
Im Video flackern besonders die Ebenen ein wenig mehr als sie sollten, was mindestens zur Hälfte durch unwissentlich ausgeschaltetes Anti-Aliasing beim Erstellen der Einzelbilder zu erklären ist. Beizeiten muss ich das Video erneuern und darauf achten.

Wer drumherum fliegen kann, kann auch im Tiefflug knapp drüber. Die Animation zeigt einen Flug vom Krater Copernicus nach Nord-Osten über Eratosthenes, macht einen kurzen Schlenker nach Osten und dann zurück nach Westen, bis es schließlich über den sehr ebenen Krater Archimedes und mehrere andere im Mare Imbrium geht.

In dem Video werden die eher schlecht kalibrierten Daten sichtbar, die sich durch linear abgegrenzte, meist von Norden nach Süden verlaufende Farbunregelmäßigkeiten bemerkbar machen. Außerdem zeigt sich, das die Auflösung für einen Tiefflug nicht groß genug war, die reale Mondoberfläche ist längst nicht so pixelig wie in der Animation zu sehen. Und zu guterletzt muss ich an der Kameraführung arbeiten, die ist besonders gegen Ende etwas un-smooth.

Die Höhenunterschiede in beiden Animationen sind übertrieben dargestellt - beim Vallis hält es sich in Grenzen, beim Mond-Tiefflug handelt es sich um den Faktor zwei oder mehr. Es war ein erster Versuch und ich habe nicht groß drauf geachtet. Wie so häufig: Da muss ich nochmal bei.

Sterne in der Nachbarschaft

Ich war schon immer neugierig, wo sich die Sterne um uns herum befinden, könnte ich von außerhalb unseres Sonnensystems in seine Richtung schauen und die Abstände zu anderen Sternen dadurch abschätzten. Mit meinem zuvor präparierten SQL-Povray-Array war das endlich möglich, nur wiedermal einiges an Arbeit.

Anstatt die Sternen-Kugeln wie beim Sternenhimmel alle im gleichen Abstand zum Vektor <0,0,0> zu platzieren, bedurfte es einer Menge Feinabstimmung. Kugel-Abstand und deren Größe habe ich bisher nur grob hinbekommen, damit es bei zwei-drei Test-Einstellungen gut aussieht. Muss ich noch bei.

Die ersten Resultate sind trotzdem schon nicht übel.
Wie ich meine macht die Stereo-Version was her, hier mit einem erweiterten Bereich um unsere Sonne herum.

Quellen

Das Copyright der hier gezeigten Planeten-Daten liegt bei NASA, ESA und GSFC.
Woher ich die Sterndatenbank habe, kann ich nicht mehr sagen, die lag für ein Jahrzehnt ungenutzt auf meinem Rechner. Vielleicht melden sich die Besitzer sogar bei mir (per Anwalt), denn ein paar der Sterne sehen fehlplatziert aus und könnten glatt ein Wasserzeichen sein.

Desweiteren:
https://visibleearth.nasa.gov/ - Verschiedene Ansichten der Erde
https://www.mapaplanet.org/ - Webseite der NASA, um Maps oder Kartenausschnitte verschiedener Planeten nach Bedarf zu erstellen.