Wer macht diese faszinierenden Simulationen der Mondphasen? Und wie?

Ich habe die Bilder auf Wikipedia mit meiner eigenen Software erstellt. Das Original auf Wikipedia ist hier .

Die Hauptaufgabe besteht darin, die richtige Position des Mondes mit seiner präzedierenden elliptischen Umlaufbahn zu ermitteln, während die Ausrichtung auf einer konstanten Rotationsrate basiert. Dieses Buch ist älter, enthält aber genügend Begriffe, um Sonnenfinsternisse vorherzusagen.

Buch: „Astronomical Formulas for Calculators, 4th edition“ , Jean Meeus, 1988, herausgegeben von „Willmann-Bell, Inc“, Kapitel 30 „Position of the Moon“

Und ja, nur die standardmäßige diffuse Lambert-Schattierung, die Helligkeit basiert auf dem Kosinuswinkel zwischen einer Oberflächennormalen und der Richtung der Sonne. Es ist eigentlich kein genaues Modell für den Mond, der in der Nähe von Vollmond viel heller ist. (Und die dunkle Seite hat eine konstante Helligkeit, während die dunkle Seite des echten Mondes am meisten durch Erdschein in kleinen Phasen beleuchtet wird, und sogar in der Nähe von Neumond ist sie tatsächlich viel, viel schwächer.) Hier ist ein Wikipedia-Artikel über die Lambertsche Reflexion .

Das Erstellen von Animationen wie dieser ist mit Rendering-Tools wie POVray ziemlich einfach . Alles, was Sie brauchen, ist eine zylindrische Projektionskarte des Mondes und entsprechende Daten für die Umlaufbahn des Mondes. Die auf Wikipedia verfügbaren Orbitalelemente sind für die meisten Anwendungen gut genug.

Hier sind zum Beispiel einige meiner eigenen Arbeiten als Standbild. Erde vom Nordpol mit allen bekannten Erdbeben abgebildet, Größe ist Intensität und Farbe ist Tiefe.

Quellcode verfügbar, obwohl die Erklärung fast nicht vorhanden ist.

Dies ist eine ziemlich gute Einführung in Animationen und Orbit mit POVray. Die Methode zum Aufbringen eines Bildes auf eine Kugel wird hier beschrieben.

Schließlich hat diese Seite ein Skript , um zumindest Standbilder zu produzieren (Animationen erfordern nur die Codierung von der zuvor erwähnten Animationsseite)

#include "colors.inc"  
#include "textures.inc"   
#include "finish.inc"

//1 POV-Ray unit = 1000 km
//Earth is approx. 150 e6 km from Sun    
//Moon is approx. 384 e3 km from Earth

camera {location <-2000,0,149.9E3> 
        look_at <100,0,150E3> angle 1}   
light_source {<0,0,0> color rgb<1,1,0.9>}  //Sun

 #declare Earth = sphere {  <0,0,0>, 6.38
 pigment {image_map {gif "earthmap.gif" map_type 1}} 
 finish {ambient 0.01 diffuse 0.85 specular 0 roughness 0.01}  }

 #declare Moon = sphere {  <0,0,0>, 1.74  
 pigment {image_map {gif   "moonmap2.gif" map_type 1}}  
 finish {ambient 0 diffuse 0.95 specular 0    roughness 0.5}  }

 object {Earth translate <0,0,150E3>} 
 object {Moon translate    <384,0,150E3>}

Die verwendeten Fotos sind keine Ansichten des Mondes von der Erde aus gesehen, sondern mehrere Orbitalbilder , die eine direkte Draufsicht auf den gesamten Mond bieten.

Diese Bilder werden als Bitmap-Textur auf ein sehr einfaches 3D-Modell angewendet - eine Kugel. Ich bin mir nicht sicher, welche genauen Shader-Einstellungen verwendet werden, aber diese Bilder sehen dem Standard-Erscheinungsbild einer grauen Kugel ziemlich ähnlich.

Dann brauchen Sie nur noch ein Skript, das Ihnen sagt, wo Sie den Mond, die Kamera und die Lichtquelle für jedes Bild gemäß der zugehörigen Frage platzieren müssen.

Das reibungslose Radfahren kommt von einer sorgfältigen Datumsauswahl. Beide Animationen beginnen und enden am Apogäum, so dass die scheinbare Größe zwischen dem ersten und letzten Frame konsistent ist, und die Daten werden so gewählt, dass dies mit einem Neumond zusammenfällt. Ein dunkler Rahmen verbirgt eventuell vorhandene kleine Unterschiede, und der Terminator ist nicht sichtbar, sodass es keine Rolle spielt, ob die nächste Umlaufbahn aus einem etwas anderen Winkel beleuchtet würde.

Der drakonische Monat (Zeit zwischen Apogäumen) ist zwei Tage kürzer als der synodische Monat (Zeit zwischen Neumonden), aber das sollte nicht ausreichen, um ernsthafte Probleme zu verursachen – es ist das Äquivalent von drei Frames, die vernünftigerweise gelöscht werden können, wenn sie auftreten nahe Neumond, wenn sich der Terminator nicht sichtbar viel bewegt.