Proof of Concept: a forgó Nap
Az utóbbi időben gondolkodtam rajta, hogy tudnék-e, hogyan tudnék egy olyan animációt készíteni, ami a Napot tengelyforgás közben mutatja meg. Nyilván több fotót és térben kell feldolgozni, de nem lehet ez sem ördöngősség.
Az alábbiakban leírom a megvalósíthatósági példámat (proof of concept). A cikkben 2MiB feletti méretű gif fájlok vannak, ezért a mobil-netezők legyenek résen.
Mint hobbinak, nem sok haszna volt/van ennek a gyakorlatnak. Viszont nekem legalábbis arra jó volt, hogy rálátást kapjak az idegen égitestek felszínét bonyolult pályákról pásztázó űrszondák működésére, képalkotási nehézségeire, és hogy némi áhítat járjon át akkor, amikor például a Holdnak, a Marsnak vagy a Merkúrnak a hasonló elven elkészült forgó mozaikját látom és értem, miként készültek.
Először is a cél egy olyan animáció létrehozása, amely a Nap felszínének minél nagyobb részét fedi le, és megmutatja azt tengelyforgás közben. Első hallásra ez igen könnyű, kell hozzá néhány képkocka és kész is. Nem. Egyáltalán nem.
Nehézségek, egyszerűsítések
0) Miért a Nap? A Nap az egyedüli tekintélyes méretű és forgó égitest az egünkön. A Hold a librációt leszámítva nem látszik körbefordulni, a Jupiteren pedig a rendelkezésemre álló felszereléssel vajmi kevés részletet tudnék megmutatni.
Miért ne a Nap? Az alábbiak jutnak hirtelen eszembe.
1) A megvalósításhoz mindenekelőtt jó nyersanyagok kellenek. Ezalatt pontosan illeszkedő fényképeket kell érteni, melyek orientációja azonos (a napszak szerinti óraszög ki van egyenlítve, a napkorong elforgatva) és a napkorongok mérete is teljesen azonos. Előbbire van egy képlet és egy app AZ-állványos fotózáshoz, illetve az ekvatoriális állvány megoldaná, ha nagyon pontosan volna pólusra állítva és a fényképezőgép nem fordulna el a távcsőben – amit nehéz megoldani, ha az ember nem csak erre használja a fényképezőgépét.
A fennebbit áthidalandó képszerkesztőben illesztettem az aznapi SOHO-fotó mérete és foltjai (orientáció) alapján.
2) A Nap tengelyforgása differenciált, az egyenlítőtől távolodva egyre lassabban forog.
Ezt elhanyagoltam.
3) A Nap tengelye nem merőleges az ekliptikára, ezért mi többnyire eléggé rálátunk az egyik pólusára.
Ezt elhanyagoltam.
4) A nagyobb időközönként készített fotók alatt a Föld maga is elmozdul a pályáján, így a Napnak más részére látunk rá, mint hogyha ugyanott maradtunk volna. Mintegy elvonunk a Nap tengelyforgási sebességéből. Ez ráadásul elliptikus pályával tetéződik.
Ezt elhanyagoltam.
5) A napfoltok élik a maguk életét: nőnek, zsugorodnak, elvándorolnak.
Ezzel nem volt mit kezdenem.
A programról
A forgató programot PHP/GD környezetben fejlesztettem nyers kódban, felhasználói felület nélkül. A Nap-fényképeket ortografikus projekcióknak tekinti. Az első kockát referenciának veszi, amit elforgatva igyekszik elkerülni a széleket és létező képből mintát venni a megürült gömbcikkekhez. Ha nincs ilyen képkocka, akkor az utolsó pixeleket is felhasználja, ami a torzítások és a tökéletlen illesztés miatt sajnos ronda. A „pólusok” kozmetikázásával – itt alapból a legerősebb a torzulás – nem sokat foglalkoztam, ezért ott szeletelődik a kép (illesztési és kerekítési hibák).
A gif képeket imagemagick-kel generáltam, ezzel a paranccsal:
Az eredmény
A fennebbi egyszerűsítések nyomán az elkészült animáció igen foghíjasan rögzített, egymástól kb. 75 foknyira elhelyezkedő két képkockából állt össze.
2014.01.06.
2014.01.12.
Összehasonlításul készítettem a SOHO űrtávcső archívumából is hasonló animációkat. A SOHO másfél óránként küld haza egy fényképet, így semmi szükség arra, hogy a gömb szeletkéivel bajlódjunk (bal oldalt). Jobb oldalt mégis ezt tettem bemutatási céllal.
nyers
forgatott
Következtetés
Ezt az irányt az említett durva egyszerűsítések miatt nem tartom folytatandónak. Mindazonáltal jó kaland volt és demonstrálja, hogy miként készülnek az igazi, profi fotók és a csodálatra méltó animációk.
