Проект по астрономии

“Создание ландшафта наблюдательной площадки в Stellarium”

Авторы:

Колосов Дмитрий Александрович, учитель физики

Руководитель:

Григорьева Ольга Юрьевна, должность доцент

Сириус, Сочи — 2024

Оглавление

Введение     

Цели и задачи        3

Основная часть        4

1. Способы создания ландшафта, их плюсы и минусы

2. Тестирование и отладка полученного ландшафта        4

3.  Использование продукта

Заключение        5

Список использованных источников        6

Приложение        7

Введение

Stellarium (Стеллариум) — это приложение, которое представляет собой настольный планетарий, он способен в online режиме демонстрировать 3D проекцию реального неба со всеми звездами. Суть программы в том, чтобы создать изображения и картины, которые нам доступны лишь при использовании телескопа, бинокля или же других приборов, расширяющих возможности человеческого глаза. Все картины, которые создаются приложением  Стеллариум отличаются высочайшим качеством реализма и радуют каждого, кто их просматривает. Другими словами, данное приложение — это учебное пособие, которое можно использовать в качестве учебника для расширения сознания ребенка любого возраста. Как известно, никакое знание так прочно не усваивается, как добытое самостоятельно.                Однако, фильмы не заменят ни телескопа, ни бинокля. Виртуальный планетарий Стеллариум как нельзя просто позволит самостоятельно исследовать один космический объект за другим, не выходя из дома или школы, где в процессе обучения присутствуешь только ты и твой любимый друг - компьютер.

      В Stellarium уже встроено множество ландшафтов, но мы решили разве не было бы плохо иметь ландшафт, с которого мы обычно наблюдаем за небом? В нашем проекте мы хотим рассмотреть и найти способы, как добавить пейзажи в Stellarium. Мы будет использовать панорамное изображение и рассмотрим способ, как получить его с помощью Google Maps.

В Стеллариум есть множество текстур земли на выбор, даже такие забавные, как Марс и Сатурн. Но если вы занимаетесь планированием, предпочтительно, чтобы площадка находилась в том же месте, где вы будете находиться при съемке или визуальном наблюдении. Это помогает определить, где будут находиться деревья и здания, на случай, если участок неба будет закрыт в любое время ночи.

      Данный проект поможет дополнительно привлечь внимание для наблюдений за небесными телами, так как можно использовать ландшафт своей местности и получить новые навыки в обработке фотографий.

Цель проекта: получение ландшафта  любой местности для наблюдения за небесными телами в приложении Stellarium и распространение инструкции для пользователей.

Задачи проекта: 

1. Узнать и сравнить известные способы создания ландшафта.
2. Отобрать подходящие способы и создать ландшафт.
3. Протестировать полученные ландшафты в приложении Stellarium.
4. Провести отладку своего ландшафта, сделать инструкцию и распространить её среди целевой аудитории.

Основная часть

1. Способы создания ландшафта

1.1. Способ получения  изображения  с помощью Google Maps.

                                                                                   (ссылка приложение 1)

Конечный результат  

1.2  Создание ландшафта местности с помощью панорамных фотографий.                                                          (ссылка приложение 2)

Конечный результат:

2. Тестирование и отладка способов создания ландшафта

Во время тестирования и отладки способов мы столкнулись, с проблемой, что обычные панорамные снимки сложнее внедрять, так как изображения Google Maps экстраполированные и с ними легко сделать настройки полярного выравнивания, также они имеют более  

высокое качество.

При создании ландшафта из панорамных снимков тяжело правильно выбрать ориентацию север-юг.

     Учитывая трудности, которые возникали у нас этапах изучения способов создания ландшафта, мы выбрали способ с использованием  Google Maps.

Для тестирования и отладки нашего ландшафта мы наблюдали несколько дней в разное время за созвездиями. Во время тестирования ландшафт созданный на базе изображений Google Maps лучше всего позволил провести наши наблюдения.  

Вот, что у нас получилось.

3.      Презентация проекта

Демонстрация работы программы с созданным ландшафтом.

Распространение инструкций среди слушателей.

Заключение

В ходе нашей работы мы хотели рассмотреть различные аспекты создания наблюдательной площадки в программе Stellarium. Шаги создания наблюдательной площадки в Stellarium были подробно рассмотрены, что позволяет пользователям легко настраивать окружающую среду для наблюдения звездного неба. Были выделены плюсы и минусы способов создания ландшафта. Были преодолены трудности в обработке изображений и их внедрения в приложение Stellarium.

Наша инструкция по внедрению ландшафта местности программы Stellarium для астрономических наблюдений поможет новым пользователям быстро освоить возможности программы создавать свой ландшафт. Спланировать вечернюю прогулку. Мы успешно добавили свой пейзаж в Stellarium.

Список использованных источников

1. Инструкция приложения Stellarium
2. ASTRO ESCAPE — ссылка  (дата обращения: 25.04.2024 г.)

Приложение 1

Способ получения  изображения  с помощью Google Maps

Заходим на веб-сайт Stellarium. У них уже есть список популярных мест и обсерваторий по всему миру,  нужно выбрать свой континент и посмотреть, есть ли он уже в наличии. Он уже настроен, и все, что нужно сделать, это установить его. Перейти к завершению подготовки файлов для Stellarium, чтобы установить его.

Если  нет панорамы, а это довольно популярное место, проверить Google Maps, есть ли панорама в Street View. Прежде чем начать, понадобится следующий текст, который поможет Stellarium использовать координаты и высоту. Копируем его в текстовый редактор и сворачиваем:

[пейзаж]

name = НАЗВАНИЕ НАШЕГО МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ

описание = Все, что хотим найти

тип = сферический

maptex = nameofimagefile.png

широта = +40d12'40"

долгота = -80d01'12"

высота = 349

угол поворота = 90

Координаты и высота

Возьмем координаты и высоту выбранного  местоположения, чтобы небо было представлено правильно.

Вернуться к просмотру со спутника в Google Картах и щелкнуть правой кнопкой мыши место, где был сделан снимок панорамы. Изображение не обязательно должно быть точным, но приблизительным, и щелкните правой кнопкой мыши по карте. Щелкнуть по координатам, чтобы скопировать их.

Перейти на страницу https://www.earthpoint.us/convert.aspx вставить координаты в поле позиции и нажмите “calc". Это преобразует координаты из десятичного формата в градусы, минуты, секунды, которые будут необходимы.

Нужно определить высоту, чтобы земля была правильно выровнена. На веб-сайте Earthpoint, в первой таблице, берём верхние координаты latlong.

Определение высоты

Открыть новую вкладку и перейти на https://www.advancedconverter.com/map-tools/find-altitude-by-coordinates а затем вставить координаты в два поля и нажать поиск.

В качестве альтернативы можно найти местоположение на карте рядом с местом, где была сделана панорама, и щелкнуть по нему. Любой из этих способов покажет высоту местности. Скопировать высоту в метрах и вставить ее в поле высота в текстовом файле, о котором я упоминал ранее.

Вернуться на веб-сайт earthpoint и скопировать градусы / минуты / секунды в текстовый файл. Первое число - широта, второе - долгота. Обратите внимание, есть ли знак минус, и убедитесь, что он скопирован. Как только оба числа будут в текстовом файле, необходимо внести несколько изменений:

• Если в  широте или долготе НЕТ символа минуса, добавьте к нему символ +.
• Изменить символ градуса на букву “d” (в нижнем регистре), чтобы Stellarium мог его прочитать.
• Удалить все, что стоит после запятой, но сохранить кавычки на секунды. Stellarium не нуждается в десятичных знаках.
• По завершении он должен выглядеть примерно так, но с нашими координатами:

широта = +40d12'40"

долгота = -80d01'12"

Перед сохранением создать папку в удобном для поиска месте и назвать ее тем местом, которое нам нужно, но все одним словом (без пробелов и заглавных букв). Сохранить файл notepad как “landscape.ini" в созданной ранее папке. Для этого  нужно изменить тип файла на “все файлы”. Примечание: Необходимо назвать его “landscape.ini", поскольку именно это ищет Stellarium.

Загрузка изображения Google Maps

Возвращаясь к изображению, нам понадобится другая программа для фактического сохранения изображения. Эта программа называется “Streetview Скачать 360”, мы можем загрузить изображение.

Запустить программу, чтобы установить ее. После установки открыть ее и на вкладке загрузки панорамы выбрать, куда вы хотите сохранить панораму.

Вернитесь в Google Maps и скопируйте URL панорамы из адресной строки.

Вернитесь в Streetview 360 и перейдите на вкладку инструменты. Вставьте туда URL-адрес из Google Maps, и он сгенерирует идентификатор.

Скопируйте идентификатор, затем перейдите на вкладку панорама, вставьте его туда и нажмите “Загрузить панораму”. Изменять размер не нужно, мы сделаем это в Photoshop.

Теперь панорама сохранена! Пришло время открыть ее в Photoshop.

Редактирование в Photoshop

В Photoshop нам нужно удалить небо, чтобы осталась только земля. Итак, несколько вещей, которые нам нужно сделать, это сначала изменить его размер, а затем стереть небо.

Изменение размера

Итак, первое, что  сделать после открытия файла в Photoshop, - это изменить размер. Для этого перейти к изображению, затем к размеру изображения.

Установить размер в пикселях, где числа делятся на 2, например 4096 x 2048 или 1024 x 512. Это просто поможет Stellarium сделать ландшафт более плавным. Настроить ширину только при нажатии кнопки ссылки. Photoshop рассчитает высоту. Примечание:  необходимо, чтобы его высота и ширина были кратны двум. Меньшие числа рекомендуются для более медленных компьютеров, а большие - для компьютеров, которые могут обрабатывать изображения более высокой четкости.

Удаление неба

После этого стереть небо. Разблокировать слой. Использовать быстрое выделение, удерживая Shift, чтобы выбрать небо.

Эта часть может занять некоторое время, в зависимости от того, насколько детализированными оно будет. Нужно быть внимательным к таким предметам, как антенны на крыше, телефонные и электрические линии или столбы, а также ко всему остальному, что может загораживать обзор. Если вы случайно закрыли что-то, что не хотели выделять, удерживайте ALT, чтобы отменить все выбранные элементы

Когда закончите, нажмите delete на клавиатуре.

Доработка в Photoshop

Дважды проверить, не пропустили ли что-нибудь. Поменять прозрачный фон на другой цвет, чтобы убедиться, что все это исчезло. Для этого перейти в Настройки, затем прозрачность и гамма.

Изменить оба цвета на черный, затем закрыть окно и проверить изображение.

Стереть то, что было пропущено, с помощью инструмента "Ластик".

Сохранить изображение в формате PNG в том же месте, что и файл notepad. Имя файла не имеет значения, пока это PNG-файл, Stellarium может его использовать.

Подготовка файлов для Stellarium

Вернуться к файлу notepad и отредактировать его.

Изменить следующую информацию:

• Название – это название вы увидите в Stellarium
• Описание – это может быть все, что вы хотите. Если вы проверите некоторые другие местоположения, например Женеву, там будет указано, что на самом деле отображается. Будет отображаться все, что стоит после знака равенства.
• Убедитесь, что шрифт - сферический
• Измените maptex на название изображения, сохраненного в Photoshop. Пример: mylocalobservatory.png

Сохранить файл и закрыть его. Скопировать папку, в которой находятся оба файла, в папку landscapes, где у вас установлен Stellarium. В Windows по умолчанию используется C:Program Files\Stellarium \Landscapes

Свернуть папку.

В Стеллариум

Теперь, когда мы в stellarium, нам просто нужно сделать:

Перейти в раздел пейзажи и убедится, что там есть наш пейзаж. Если нет, проверить имя файла maptex и название изображения! Если он есть, установите его и установить  флажок “использовать в качестве ландшафта по умолчанию”.

Закройте окно и начните панорамирование. Может показаться, что изображение немного смещено. Это нормально. Обратите внимание, насколько удалено от севера ваше изображение по сравнению с реальным местоположением. Помнить нужно отметить ориентир на севере?

Точная настройка полярного выравнивания

Чтобы исправить это, закройте Stellarium, вернитесь к файлу landscape.ini в созданной  папке и щелкнуть правой кнопкой мыши, затем отредактировать.

Измените angle_rotatez на любое число от 0 до 360. Начните с 90, 180 или 270 и сохранить. Скопировать изменённый файл landscape.ini в папку в разделе Сохранить файл и закрыть его. Скопировать папку, в которой находятся оба файла, в папку landscapes, где установлен Stellarium, в Windows это C:Program Files\Stellarium \Landscapes

Открыть Stellarium и посмотреть, как он изменился.

Если он по-прежнему выключен, закрыть Stellarium, вернуться к исходному файлу .ini и снова изменить номер, затем снова скопировать его в папку Stellarium. Вращение осуществляется против часовой стрелки, начиная с 0, при этом открывающийся вид по умолчанию направлен на юг.  Как только он выровнен, готово! Сохранить копию исходной созданной вами папки с правильно отредактированными файлами panorama и landscape.ini в надежном месте на случай, если они будут удалены при крупном обновлении Stellarium.

Советы способа с Google Maps:

1. Проверить наличие нескольких изображений. Иногда может быть лучший вид. Также можно использовать и изображения Street View!
2. Следите за ориентацией изображения. Если север (или юг) выглядит правильно, это может упростить последующие шаги. Это полезно, если вы там бывали.

Конечный результат

Приложение 2

Создание ландшафта местности с помощью панорамных фотографий.

Если у вас уже есть сохраненное панорамное изображение, если это ваш задний двор или место, где вы часто бываете.

Панорама должна быть в формате PNG, уменьшить ее размер примерно до 2048 пикселей в ширину.

2. Увеличьте холст. Это включает в себя увеличение высоты изображения над и под горизонтом, как показано на рисунке ниже. Это важно, потому что в противном случае горизонт будет слишком "тонким", а это значит, что вам придется слишком сильно уменьшить масштаб, чтобы пейзаж был правильного размера. Вы можете рассматривать это как увеличение расстояния между вами и пейзажем горизонта, что означает, что он кажется дальше от вас. Фактический горизонт на Stellarium проходит через центр изображения, поэтому при добавлении расширений вам нужно, чтобы горизонт вашего изображения находился в середине изображения:

3. Удалите небо с изображения.

 Stellarium ищет "пустые" места на изображении, когда решает, где заканчивается пейзаж и начинается небо, поэтому вам нужно стереть фактическое небо с фотографии. Я использовал paint.net для выбора неба в моей панораме, а затем нажал "Удалить", чтобы избавиться от него, обнажив холст в клетку позади. Вы не можете просто закрасить их в MS Paint, на самом деле вам нужно удалить их с холста. Для придания дополнительного эффекта вы можете удалить пиксели в незаметных областях (между ветвями деревьев, в окнах и т.д.), чтобы создать реалистичный горизонт.

4. Создать свою папку с ландшафтами. Добавить новую папку в Program Files --- Stellarium --- каталог landscapes (его название не имеет значения). Затем создайте следующий файл под названием "landscape.ini" (вы можете скопировать и вставить его из другой папки "landscape" и стереть его содержимое) и скопируйте вашу панораму в ту же папку.

5. Создайте свой файл ландшафта. Это можно сделать, скопировав и отредактировав следующий текст в свой файл 'landscape.ini':

[пейзаж]

имя = Введите здесь название вашего ландшафта

автор = Введите здесь свое имя

описание = Введите описание здесь

тип = сферический

maptex = yourimagename.png

angle_rotatez = Введите угол наклона

[местоположение]

планета = Введите планету

широта = +XXDXX'XXX"

долгота = -XXDXX'XXX"W

высота = X

название: Это название вашего ландшафта в том виде, в каком оно будет отображаться в программе.

автор: Ваше имя

описание: Краткое описание ландшафта.

тип: Стиль изображения. Оставьте сферическим.

maptex: имя файла вашей панорамы (в той же папке, что и файл .ini).

angle_rotatez: Поэкспериментируйте с этим, чтобы установить точки вашего компаса в нужном месте. Это трехзначный азимут (например, - 010, 254 и т.д.)

планета: название планеты, на которой находится ваш ландшафт.

широта / долгота: местоположение вашего ландшафта на вашей планете. Не обязательно указывать точность - это только для справочных целей. Это не повлияет на то, что вы видите в небе.

высота: высота (М) вашего местоположения. Еще раз, исключительно для справки.

После того, как вы создали свою панораму, отрегулировали размер холста, создали свою папку, записали файл landscape.ini и поместили его вместе с панорамой в свою папку, вы готовы к работе.

Конечный результат: