# 巡天 NightSkyTraveller **Repository Path**: allocblock/night-sky-traveller ## Basic Information - **Project Name**: 巡天 NightSkyTraveller - **Description**: 一个网页巡天应用，目标是提供市面上常用巡天软件的功能，但要更加便携、更加自定义、更加易用 - **Primary Language**: JavaScript - **License**: Not specified - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2022-09-16 - **Last Updated**: 2022-09-24 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # 巡天 Night Sky Traveller 一个网页巡天应用，目标是提供市面上常用巡天软件的功能，但要更加便携、更加自定义、更加易用 希望借此应用的开发，了解更多的天文知识 **本人非专业也缺少天文知识储备，应用最终的结果也许是完全不可靠的，请谨慎使用！如有意见建议请联系** ![](images/result-1.jpg) # 功能 - 星空模拟 - 设定观察位置 - 模拟大气，考虑空气质量、云层和光污染 - 模拟地景，考虑日月光和光污染 # 开发 ## 1 天文数据库 ### 1.1 资料 - [CDS星表库](https://gerry.lamost.org/blog/?p=417) - [星明天文台 - 常用链接](http://xjltp.china-vo.org/cylj.html) - [一些可用于星图制作的星表](http://luly.lamost.org/blog/star_catalogue_for_astro_amateur.html) ### 1.2 数据库平台 - VizieR - VizieR是法国斯特拉斯堡数据中心开发的数据融合工具。它提供了目前已发表数据的各种查询方式：按任务、波段或源的类型查、按关键字查（作者姓名、标题等信息）、按 星表名查、日期查、图像或光谱查、首字母缩写查、最常用的星表查；对单个源按位置坐标或星名查询等。对单个星表查询，用户可以自由选择所需参数。另外它也 提供了简单的交叉证认功能，用户可以上传文件与感兴趣的星表交叉证认。 [软件工具 - 国家天文科学数据中心](https://nadc.china-vo.org/article/20200518151543) - [Basic tutorial VizieR](https://cds.u-strasbg.fr/tutorials/pdf/vizier-basic-tutorial.pdf) - ### 1.3 数据库选择 - 准备先用BSC试试手 - http://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/Cat?V/50 - “它给出了全天9110颗亮于6.5等的星，肉眼可见的星都在其中。” ### 1.4 数据解析 - 格式 - Tab-separated values (.tsv) - 一个通用的格式 - 用tab分隔的字段 - 具体有什么字段是自定义了，可以包含header - **计划就是用它，固定字段读取，然后生成自定义的二进制格式** - XEphem (.edb) - https://astronomy.stackexchange.com/questions/33249/star-data-format-explained - 字段 - 名称 - 肉眼可见的也许有传统赋予的名称，被沿用 - 新发现的会现有编号，随后部分可以给予单独的名称取代编号 - 光谱类型 - 恒星可以用光谱进行分类，共9类，色温逐渐降低 - 光谱吸收受温度影响最大，可以反应恒星的元素组成 - [【恒星光谱】不同恒星的谱线特征](https://zhuanlan.zhihu.com/p/132610996) - [Types of Stars](https://lco.global/spacebook/stars/types-stars/) 类型|颜色 -|- O|淡蓝色 B|蓝白色 A|白色 F|黄白色 G|黄色 K|橙色 M|红色 ![](https://s3.us-west-2.amazonaws.com/www.lco.global/images/800px-Morgan-Keenan_spectral_classificatio.max-1000x1000.png?X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-Credential=AKIA6FT4CXR4ZJRYWHNN%2F20220919%2Fus-west-2%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-Date=20220919T131632Z&X-Amz-Expires=3600&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Signature=ffde74718e553452c27aa33095632728f8c4439debb221d81272ad17b5ab272f) - 赤经（Right Ascension，RA）和赤纬（Declination） - [Right Ascension & Declination Celestial Coordinates for Beginners](https://skyandtelescope.org/astronomy-resources/right-ascension-declination-celestial-coordinates/) - 类似地球经纬度的模式，用来定义天体的位置 - **春分点**作为赤经的0°，类似经度的子午平分线 - 但与经度不同，它只沿东方测量，范围是0°-360°，又因为一天有24小时，又可以用小时来计量，0h-24h，1h=15°，分钟秒钟也可以沿用进来 - 自行（Proper Motion） - 恒星于一年内所行经的角度，赤经和赤纬各自有一个 - 自行一般非常小 - 形成原因 - 本动：恒星本身的运动 - 视察动：太阳运动引起的 - 自行和岁差（后面坐标系会讲）加在一起称为**年变** - 星等（Magnitude） - [星等 - Wiki](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E7%AD%89) - [What are Star Magnitudes?](https://www.astronomytrek.com/what-are-star-magnitudes) - 也叫做视星等，指代星体的相对亮度，越亮星等越低，主要由绝对星等、距离和星际尘埃决定 - 人能分辨的极限大约是6.5等 - 如果人们在理想环境下（清澈、晴朗且没有月亮的夜晚），肉眼能观察到的半个天空平均约3000颗星星（至6.5等计算），整个天球能被肉眼看到的星星则约有6000颗 ### 1.5 知识 - 坐标系 - 背景 - [关于J2000.0坐标系与WGS84坐标系的理解](https://blog.csdn.net/qq_24172609/article/details/111460719) - 岁差 - 地轴会绕一根轴（黄道轴）旋转，这根轴和地轴约23°26′，周期约25700年，主要原因是月球 - 章动 - 地轴随机摆动，大体分布再，原因是天体引力，相对岁差很小，约9.2″ - 岁差和章动里，地轴不相对地球运动，因此不影响经纬度，但可能影响天体坐标系 - 极移 - 地轴相对地球本身移动，会造成经纬度变化 - 天体坐标系（celestial coordinate） - https://zhuanlan.zhihu.com/p/396807910 - 地理坐标系 Geographic Coordinate System - 自转轴：地球自转沿着的轴 - 两端分别是北天极和南天极 - 赤道：垂直于他的最大平面 - 子午线/经线：穿过南北天极的大圆 - 纬度（latitude）、经度（longitude）和高度（altitude） - 纬度：与地心连线和赤道面的夹角，北半球为正，南半球为负，范围[-90°,90°] - 经度：与地心连线和本初子午线的夹角，向东为正，向西为负，范围[-180°,180°] - 格林威治/本初子午线（Greenwich Meridian/Prime Meridian）是指经过伦敦格林威治天文台的子午线。 - 高度：海拔高度，单位是米 - 中天：星星穿过当地子午线的时刻（也是星星最高的时刻？），同一颗星星不同地点的中天时间不同 - 纬度对星体可见性的影响 - 不同纬度可见的星体是不同的，升起和落下也是不同的 - 在赤道上，所有的星体都可见 - 在南北极，只有一半的星体可见，且可见的都是拱极星（Circumpoalr star） - 拱极星 - 其他纬度，一部分可见，有的还是拱极星，另一部分完全不可见 - 天球地平和几何地平 - 视地平（Apparent Horizon）：在地平面上时，视角是一个半球范围 - 几何地平（Geometric Horizon）：站在高处时，视野范围会更大，大于一个半球 - 地平坐标系 Horizonal Coordinate System - 以观测者所处的位置为中心，并且将观测者的视线作为基本面，也就是地平圈 - 地平圈：和铅垂线垂直的平面并和天球相切，也就是我们所说的天球地平（Astronomical Horizon） - ![](https://pic4.zhimg.com/80/v2-cc296039a917d4bad79f8239086481bb_720w.jpg) - 对比地理坐标系，也有地平经纬线，地平子午线 - 将星体位置投影到地平天球上，就可以用两个参数表示星体位置 - 方位（Azimuth）：即地平经度，简称Az，；天子午圈与天体所在的地平经圈平面的夹角，从南点（S）以顺时针方向测量。方位角的取值范围为0°～360°。 - 高度（Altitude）：即地平纬度，简称 h 或 Alt ; 天体和观测者的连线与地平圈的夹角或者天体的仰视角。高度的取值范围为+90° ~ -90°， 当高度为正数时，天体位于地平圈以上，也就是可见的天体，当高度为负数时，天体位于地平圈以下，也就无法观测。 - J2000.0 - J2000.0的“J”代表儒略历，从上文可以了解地球自转轴和春分点是不断变化的，如果坐标系以自转轴或者春分点做参考的话，则必须指定某一瞬时作为参考基准，这一时刻称为历元。J2000.0的历元就是2000年1月1.5日TBD（质心动力学时），对应的儒略日为2451545.0日。 - 约50年更新一次，下一次更新在2050年 - J2000.0坐标系以历元J2000.0的平天极及平春分点建立的协议天球坐标系，也称协议惯性坐标系，其与地球自转无关。Z轴指向北平天极，X轴指向平春分点，Y轴与Z、X成右手直角坐标系。 - 坐标转换 - J2000.0 → LLA → Local - 可能暂时不考虑很高的精度 - 第一阶段：暂不考虑支持行星，如果整个太阳系当作一个质点误差会有多少？此时只考虑旋转角，因为距离非常远不考虑相对位置，只考虑朝向 - 第二阶段：支持行星，对行星来说不能忽略相对位置了... - 除非能找到现有的库.. - Python有，novas，甚至支持observer的功能，直接帮忙完成坐标转换... - https://stackoverflow.com/questions/11957633/getting-j2000-xyz-coordinates-for-a-location-on-earth-in-python - Astronomy支持Observer！ - https://astronomy.stackexchange.com/questions/34129/client-side-javascript-astronomy-libraries-which-are-not-based-on-node-js - 但是要实现实时更新，需要在shader里自己实现 - International Celestial Reference System, ICRS -> Horizontal coordinate - ## 2 渲染 - API - WebGL2.0 - 检测是否支持：http://get.webgl.org/webgl2/ - 教程：https://webgl2fundamentals.org/webgl/lessons/zh_cn/ - 视角 - 不宜选择常规的透视投影，因为在广角下的效果很差，和人眼差距太大 - 鱼眼投影，可参考：[Github - shaunlebron/blinky](https://github.com/shaunlebron/blinky) - Stellarium似乎采用这样的策略 - 正视天空或地面时，使用360°鱼眼投影，然后根据缩放来裁剪，这样可以观察整个天空 - 视线水平时，使用180°鱼眼投影，也根据缩放来裁剪，似乎想保证不会同时看到两个对立的方向 - 在中间时，fov做插值 - 星星渲染 - 星星直径决定核心大小 - 线性空间叠加光晕+tonemap - 大气影响 - 蒙气差：大气密度产生的折射 - 大气消光：大气物质对光线的吸收和折射 - 空气质量 - 大气扰动：影响视宁度，模糊、扭曲和闪烁 - 地景渲染 - 地景建模 - 光污染级别影响亮度、轮廓 - 月光影响亮度 - 资料 - [灰霾是怎么遮挡住风景的？——说说大气能见度](https://zhuanlan.zhihu.com/p/137220826)