Od Merkurego do pulsara: planety ze zdjęć, mapa galaktyki i laboratorium układów

Prawdziwy zrzut ekranu z nowego laboratorium układów: preset „Układ Słoneczny”.

Ten wpis jest najbardziej astronomiczny ze wszystkich. Michał zaczął przynosić zdjęcia prawdziwych planet, jedno po drugim, z krótką prośbą: „dodaj proszę”. Najpierw Merkury, potem Wenus, Jowisz i dwa zdjęcia Saturna. Po drodze powstała mapa galaktyki, osobna kategoria pulsarów z jednym wymyślonym od zera, a na koniec całe laboratorium, w którym z tych ciał składa się układy planetarne.

Mapa galaktyki pod klawiszem M

Prośba brzmiała: „pod przyciskiem M dodaj mapę Drogi Mlecznej od góry i oznacz nasze miejsce startowe, użyj wszelkich technik graficznych, które pomogą to urealnić”. Mapa nie jest obrazkiem. Całą galaktykę liczy na bieżąco jeden program na karcie graficznej, piksel po pikselu, więc przy przybliżaniu nie robi się rozmyta, tylko pojawiają się kolejne szczegóły, aż do pojedynczych gwiazd.

Kształt odpowiada prawdziwej Drodze Mlecznej: w środku jest poprzeczka, z jej końców wychodzą dwa główne ramiona spiralne, między nimi dwa mniejsze, a przez nasze miejsce przechodzi krótka Ostroga Oriona, około 26 700 lat świetlnych od centrum. Ramiona składają się z młodych, niebieskawych gwiazd, środek ze starych i ciepłych. Wzdłuż wewnętrznych brzegów ramion ciągną się pasma pyłu, które pochłaniają najpierw niebieskie światło, stąd brązowawy odcień. Do tego różowe obłoki gazu, w których rodzą się gwiazdy. Na wierzch nakładam opisy: nazwy ramion ułożone wzdłuż nich, pierścienie odległości i pulsujący złoty znacznik „Układ startowy”.

Prawdziwy zrzut ekranu z gry: mapa galaktyki otwarta klawiszem M.

Pierwsza wersja wyglądała jak tarcza strzelnicza, bo ramiona były zbyt regularne i owijały się kilka razy. Po skróceniu ramion i „pomieszaniu” ich szumem zaczęła przypominać znane zdjęcia galaktyk spiralnych.

Planety ze zdjęć

Laboratorium ciał miało dotąd planety tylko z naszego układu w grze. Teraz doszły prawdziwe, każda dopasowana do zdjęcia Michała.

Merkury dostał kratery w trzech rozmiarach, które są prawdziwą rzeźbą terenu, a nie namalowanymi kółkami, oraz jasne promieniste smugi od młodych kraterów. Wenus to kremowa pokrywa chmur ze smugami wiatru. W pierwszej wersji przez chmury przebijały się góry, bo teren był wyżej niż warstwa chmur. Mars to rdzawy pył, ciemne plamy bazaltu i czapa polarna. Tu na początku sypał śnieg na szczytach gór (logika pożyczona od planet ziemiopodobnych), a białe kropki, które brałem za śnieg, okazały się... chmurami. Przy tak małym pokryciu zamiast mgiełki wychodziły jaskrawe plamki.

Prawdziwe zrzuty ekranu z laboratorium ciał: Merkury, Wenus, Mars, Księżyc, Jowisz, Saturn, Uran i Neptun.

Przy okazji Michał zauważył coś ważnego: „wydaje mi się, że wszystkie planety będziemy musieli rozdzielić, ponieważ regulatory niektórych wartości mają wpływ na inne planety”. Suwaki nie zmieniały innych planet, ale wszystkie miały jeden wspólny zestaw piętnastu suwaków. Na Merkurym był więc suwak lawy, a na planecie ziemiopodobnej suwak kraterów. Planety są teraz podzielone na grupy: lawowe, ziemiopodobne, lodowe, pustynne, chmurowe, księżyce i bez atmosfery. Każda grupa ma tylko swoje suwaki, a pod spodem wciąż pracuje jeden wspólny program.

Jowisz jak polerowany kamień

Mój pierwszy Jowisz był poprawny, ale nudny: brązowe pasy jak z podręcznika. Michał przyniósł prawdziwe zdjęcie i dwie uwagi. Pierwsza: „dodaj turbulencje po wirze”, bo za Wielką Czerwoną Plamą ciągnie się długi, kłębiący się ślad. Druga, która bardzo mi pomogła: „wydaje mi się, że Jowisz ma powierzchnię jak wypolerowany rodzaj skały, chyba granit lub marmur”.

To było trafne. Marmurkowy wzór powstaje, gdy szum zawija się przez inny szum, i to dwa razy. Pasy zamiast poszarpanych krawędzi dostały płynne zawijasy i cienkie jasne żyłki, a w labie jest nawet suwak „połysku”. Ślad za wirem na początku w ogóle się nie pokazywał, i to był mój błąd: szum, którego użyłem, układa się wokół zera, a próg ustawiłem na pół. Po poprawce na zachód od plamy kłębią się duże białe zawijasy, tak jak na zdjęciu.

Prawdziwy render z kodu gry (BodyKit), bez interfejsu: Wielka Czerwona Plama i kłębiący się ślad za nią.

Saturn, Uran i Neptun

Do Saturna Michał przyniósł dwa zdjęcia: jedno z pierścieniami, drugie z niebieskim sześciokątem na biegunie północnym. Sześciokąt to prawdziwe zjawisko, wiatr wiejący wokół bieguna po sześciobocznym torze. Pierścienie mają prawdziwy układ: słaby, półprzezroczysty pierścień C, najjaśniejszy B, ciemną przerwę Cassiniego, szarawy A z cienką przerwą i wąski F na zewnątrz. Planeta rzuca cień na pierścienie, a pierścienie na planetę.

Prawdziwy render z kodu gry (BodyKit): sześciokąt na biegunie Saturna.

Pierścienie najpierw wyszły prawie czarne. Podejrzewałem cień planety, ale po jego wyłączeniu nic się nie zmieniło. Pokolorowałem więc pierścienie kolejno na czerwono, zielono, niebiesko i żółto według promienia i od razu było widać, co jest czym. Geometria była poprawna, a ciemny pas przy planecie to słaby pierścień C, dokładnie jak na zdjęciu. Pierścienie były po prostu za słabo oświetlone. Lód rozprasza światło, więc pierścienie Saturna świecą jasno nawet wtedy, gdy słońce stoi nisko.

Uran leży na boku, przechylony o 98 stopni, więc suwak nachylenia sięga teraz 180. Ma też wąskie, ciemne pierścienie. Neptun jest głęboko niebieski i ma Wielką Ciemną Plamę: burza na lodowym olbrzymie jest ciemna, nie czerwona. Michał zapytał jeszcze, czy Neptun i Pluton mają pierścienie. Neptun ma, słabe, z dziwnymi zagęszczeniami w zewnętrznym pierścieniu. Pluton nie ma, sonda New Horizons specjalnie ich szukała. Na razie zostawiamy to tak, jak jest.

Księżyc, pierścienie i wymyślony pulsar

Doszły trzy nowe kategorie. Księżyce, na razie z naszym Księżycem: kraterowane wyżyny i ciemne morza bazaltowe, na których kraterów jest znacznie mniej. Przy Księżycu wyszedł błąd, który siedział w kraterach od dawna: w niektórych miejscach widać było proste szwy i linie przypominające poziomice. Miał trzy przyczyny naraz: kratery liczone tylko z najbliższej komórki siatki, kratery pojawiające się skokowo i rzeźba przycinana do poziomu morza na planetach, które żadnego morza nie mają. Ta poprawka dotyczy też meteoroidu i komet w grze.

Pierścienie jako osobne układy, bez planety w środku, w czterech stylach: szeroki lodowy, wąski ciemny, rozmyty pył i gruz rozbitego księżyca, z grudkami wzdłuż orbity i błyszczącymi odłamkami lodu.

Prawdziwe zrzuty ekranu z laboratorium ciał: HALO, FILAMENT, GOSSAMER i SHARD BELT.

Pulsary, a w nich jeden zupełnie wymyślony, bo Michał poprosił: „w tym wymyśl jakiś”. To METRONOME, stary, samotny pulsar, który tyka co 89,3 milisekundy. Gwiazda neutronowa ma rozmiar miasta, jest biało-błękitna i ma gorące plamy na biegunach magnetycznych. Wzdłuż przechylonej osi magnetycznej biegną dwie wiązki, które obracają się jak w latarni morskiej. Gdy jedna z nich przemyka przez kamerę, pulsar błyska. W labie obrót jest spowolniony, bo prawdziwe jedenaście obrotów na sekundę byłoby po prostu migotaniem.

Prawdziwy zrzut ekranu z laboratorium ciał: METRONOME (PSR J0731+1337), wymyślony pulsar.

Laboratorium układów

Mając tyle ciał, Michał zaproponował laboratorium, w którym ręcznie składa się układ: jedno do trzech ciał w centrum, orbity, na każdej jedno ciało z pierścieniem lub księżycami, do tego wybór tła. I od razu zadał dobre pytanie: „zastanawiam się, czy nie lepiej by było zrobić układ z gotowych presetów albo losowanych? Albo nie robić tego wszystkiego, tylko zostawić grze do zrobienia?”

Odpowiedziałem, że najlepiej wszystko naraz, ale w kolejności. Układ to zwykłe dane, które można skopiować jednym przyciskiem. Da się go wypełnić na trzy sposoby: gotowym presetem, losowaniem z ziarnem albo ręczną edycją wiersz po wierszu. Losowanie ma proste reguły: blisko gwiazdy planety lawowe i bez atmosfery, dalej ziemiopodobne i pustynne, potem olbrzymy z księżycami i pierścieniami, a na skraju światy lodowe. To samo ziarno zawsze daje ten sam układ, a kiedyś ten generator może tworzyć układy dla gwiazd na mapie galaktyki.

Prawdziwe nagranie z laboratorium układów: Układ Słoneczny w przyspieszonym tempie.

Prawdziwy zrzut ekranu: losowy układ o ziarnie 2026, z czarną dziurą w centrum.

Gotowe presety to układ z gry, Układ Słoneczny, gwiazda podwójna, cmentarzysko przy pulsarze i czarna dziura z resztkami planet. Kamera może śledzić dowolne ciało, czas da się przyspieszyć sześciokrotnie albo zatrzymać. Panele laboratoriów chowają się same po pięciu sekundach bezczynności, więc zrzut ekranu wychodzi czysty.

Prawdziwy zrzut ekranu: preset „Czarna dziura”.

Gdzie jesteśmy

Kiedy wpis już wisiał, Michał dopisał myśl, która ładnie spina całą tę astronomię: taka mapa i takie laboratorium pozwalają uzmysłowić sobie, jakie jest nasze miejsce w czasie i przestrzeni, i zobrazować sobie odpowiedź na pytanie, czy istnieje życie poza Ziemią. Spróbujmy więc spojrzeć na to, co zbudowaliśmy, właśnie w ten sposób.

Przestrzeń. Złoty znacznik na mapie to jedna z kilkuset miliardów gwiazd. Światło z centrum galaktyki leci do nas 26 700 lat, czyli dłużej, niż istnieje pismo. Ludzkość nadaje radiem od nieco ponad stu lat, więc nasze sygnały wypełniają bańkę o promieniu mniej więcej stu lat świetlnych. Na mapie całej galaktyki to mniej niż jeden piksel. Nawet po przybliżeniu, kiedy podziałka pokazuje 2000 lat świetlnych, ta bańka byłaby ledwie kropką w środku złotego znacznika.

Prawdziwy zrzut ekranu z gry: mapa przybliżona do układu startowego. Podziałka w lewym dolnym rogu to 2000 lat świetlnych.

Czas. Słońce okrąża centrum galaktyki raz na około 230 milionów lat. Kiedy ostatnio było w tym samym miejscu swojej orbity, na Ziemi pojawiały się pierwsze dinozaury. Cała historia ludzi mieści się w drobnym ułamku jednego takiego okrążenia.

Życie. Laboratorium układów pokazuje drugą stronę tego pytania. Generator z każdym ziarnem składa inny układ i bardzo często w strefie umiarkowanej, tam, gdzie woda mogłaby być płynna, trafia się planeta podobna do Ziemi. To zabawka, ale reguły ma wzięte z prawdziwej astronomii, a obserwacje teleskopów sugerują, że takich planet w samej naszej galaktyce mogą być setki milionów, może nawet miliardy. Czy na którejś z nich ktoś też patrzy w niebo? Nie wiemy. Ale kiedy przewija się te losowe układy jeden po drugim, pytanie „czy jesteśmy sami?” przestaje być abstrakcyjne, bo miejsc, w których mogłoby paść „nie”, jest po prostu bardzo dużo.

Nasza gra zresztą zaczyna się od podobnego pytania, tylko zadanego z drugiej strony. Ludzi już nie ma, a sztuczna inteligencja budzi się na zniszczonej stacji i próbuje zrozumieć, gdzie właściwie jest.

Drobiazgi i jedna wpadka

W samej grze też trochę się zmieniło. W ustawieniach myszy jest teraz ukrywanie interfejsu po kilku sekundach bezczynności. Komunikat o nowej wersji ma przycisk „Co nowego” z listą zmian od wersji, na której gracz siedzi. Stacja nowego gracza sama przesuwa się na wolne miejsce, jeśli jej miejsce na pierścieniu jest zajęte. Michał zapytał też, co zobaczy inny gracz, jeśli ktoś „zespawnuje” sobie setki statków. Okazało się, że gra dobrze przycinała liczbę statków, ale dało się podszyć pod wielu wymyślonych graczy naraz. Teraz gra przyjmuje wiadomości tylko od graczy naprawdę obecnych w pokoju, z rozsądnym limitem statków i tempa wiadomości.

Prawdziwy zrzut ekranu: lista „Co nowego” w komunikacie o aktualizacji.

A wpadka? Michał zapytał: „co to jest game_sys.png i folder profile, bo widzę go w eksploratorze projektu, wcześniej tego nie było?”. To byłem ja: uruchomiłem skrypt testowy z katalogu projektu zamiast z roboczego i wysypał tam 22 megabajty profilu przeglądarki i zrzut ekranu. Na szczęście nic z tego nie trafiło do repozytorium, a testowy profil nie łączył się z serwerem.

Co dalej

Na liście czekają prawdziwe pierścienie Neptuna i Pluton z Charonem, pełny ręczny edytor układów (odległości, rozmiary, nachylenia) i przeniesienie generatora układów do gry, tak żeby gwiazdy na mapie galaktyki miały swoje planety. Od społeczności przyszło też kilka uwag o interfejsie: suwak skali, zwijane panele, grupy statków pod klawiszami. Spisaliśmy je i czekają na swoją kolej.