Кто делает эти завораживающие симуляции фаз Луны? И как?

Я сделал изображения для Википедии с помощью собственного программного обеспечения. Оригинал в Википедии здесь .

Основная необходимая работа заключается в том, чтобы получить правильное положение Луны с ее прецессирующей эллиптической орбитой, в то время как ориентация основана на постоянной скорости вращения. Эта книга более старая, но в ней достаточно терминов для предсказания затмений.

Книга: «Астрономические формулы для калькуляторов, 4-е издание» , Жан Меус, 1988 г., опубликовано «Willmann-Bell, Inc.», глава 30 «Положение Луны».

И да, просто стандартное диффузное затенение Ламберта, яркость, основанная на косинусном угле между нормалью к поверхности и направлением на Солнце. На самом деле это неточная модель Луны, которая намного ярче вблизи полнолуния. (И темная сторона имеет постоянную яркость, в то время как реальная темная сторона Луны больше всего освещена земным светом в малых фазах, и даже вблизи новолуния она на самом деле намного, намного тусклее.) Вот статья в Википедии о ламбертовской отражательной способности .

Создать подобную анимацию довольно просто, используя такие инструменты рендеринга, как POVray . Все, что вам нужно, это карта цилиндрической проекции Луны и соответствующие данные для орбиты Луны. Орбитальные элементы, доступные в Википедии, достаточно хороши для большинства применений.

Например, вот некоторые из моих собственных работ в виде неподвижных изображений. Земля с северного полюса с нанесенными на карту всеми известными землетрясениями, размер — интенсивность, а цвет — глубина.

Исходный код доступен, хотя объяснение почти отсутствует.

Это неплохой учебник по анимации и орбите с POVray. Метод нанесения изображения на сферу описан здесь.

Наконец, на этом сайте есть скрипт , по крайней мере, для создания неподвижных изображений (анимации просто требуют кодирования с ранее упомянутой страницы анимации).

#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>}

Используемые фотографии представляют собой не виды Луны с Земли, а несколько орбитальных изображений , которые обеспечивают прямой вид всей Луны сверху.

Эти изображения применяются в виде растровой текстуры к очень простой 3D-модели — сфере. Я не уверен в точных настройках шейдера, но эти изображения выглядят довольно близко к внешнему виду серой сферы по умолчанию.

Тогда все, что вам нужно, это скрипт, который говорит вам, где разместить луну, камеру и источник света для каждого кадра в соответствии с соответствующим вопросом.

Плавный цикл достигается за счет тщательного выбора даты. Обе анимации начинаются и заканчиваются в апогее, так что видимый размер соответствует между первым и последним кадрами, а даты выбираются так, чтобы это совпадало с новолунием. Темная рамка скрывает любые небольшие различия, которые могут существовать, а терминатор не виден, поэтому не имеет значения, будет ли следующая орбита освещена под немного другим углом.

Драконий месяц (время между апогеями) на два дня короче синодического месяца (время между новолуниями), но этого не должно быть достаточно, чтобы вызвать серьезные проблемы — это эквивалент трех кадров, которые можно разумно отбросить, если они происходят. около новолуния, когда терминатор заметно не двигается.