想像一下:你漂浮在太空中看著地球。在您的右側,您可以看到在軌道上運行的國際太空站,目前是法國太空人 Thomas Pesquet 和他的同事的家。
在你的左邊,月亮和浩瀚的宇宙一直延伸到遠方。
不,這不是夢。這是外太空之旅的開始,這要歸功於瑞士一所頂尖大學的研究人員所開發的計畫:病毒軟體。
如何在不同尺度上視覺化宇宙?
虛擬實境宇宙專案(VIRUP)是開源測試版軟體,允許虛擬存取宇宙。
它是由軟體工程師、天文物理學家和實驗博物館學專家進行的多種研究的結果。洛桑聯邦理工學院 (EPFL),在瑞士。
他們匯集了他們所謂的宇宙最大的資料集,以創建三維的空間全景視覺化。
簡而言之,他們的 3D 模型有點像 Google 地球,但適用於宇宙。
天體物理學家伊夫·雷瓦茲(Yves Revaz)解釋說:“因此,我們在這裡看到的是通過巨大的數字賦予而獲得的宇宙表示。”
「事實上,多虧了計算機,我們能夠重現宇宙一部分在很長一段時間內的演化,讓我們了解物質在宇宙中是如何分佈的」。
虛擬地圖可以透過單獨的 VR 裝置、沉浸式系統(例如帶有 3D 眼鏡的全景影院、球幕螢幕)或僅在 PC 上進行二維觀看來查看。
演算法產生的影像可以顯示近至 1 m,或幾乎無限遠。
這個多感官實驗計畫有兩個既定目標:能夠在不同尺度上視覺化宇宙,並吸引從科學家到業餘愛好者的廣泛參觀者。
像數十 TB 資料一樣閃耀
幾十年來,天文學家和天文物理學家一直在地球和太空中使用望遠鏡收集數十億個天體的數據。
為了獲得數十 TB 數據集的視覺表示,Revaz 和軟體工程師 Florian Cabot 以每秒 90 幀的速度渲染數據,就像電影一樣。
「天文物理數據的可視化比顯示圖表和數字更容易理解,它有助於培養對複雜現象的直覺,」雷瓦茲說。
「VIRUP 正是讓每個人都能獲取我們所有天文物理數據的一種方式,隨著我們建造像平方公里陣列這樣的更大望遠鏡,它將產生大量數據,這一點將變得更加重要」。
該項目可以可視化來自捆綁在一起的八個資料庫的數據,其中包括斯隆數位天空調查,一般由超過 5000 萬個星系和 3 億個天體組成。
它還基於以下數據進行研究:打開系外行星目錄,它匯總了各種來源的系外行星數據。
VIRUP 必須克服的最大挑戰與其儲存容量有關:目前仍在進行中,測試版無法在 Mac 上運行 - 並且需要大量內部儲存才能在 PC 上運行。
其他行業的工具?
洛桑聯邦理工學院天文物理學實驗室主任Jean-Paul Kneib表示,這種教育視覺化模式可以應用在其他產業。
「如果我們想看看我們的大腦內部,如果我們想看看託卡馬克核融合中發生了什麼。我們開發了一種 3D 視覺化工具,它確實對許多科學領域都有好處,」Kneib 說。
儘管 VR 遊戲和宇宙表徵已經存在,但 EPFL 團隊表示,VIRUP 走得更遠、更廣泛,因為它將包含數億空間物件的龐大資料集匯集到「一站式解決方案」中。
「事實上,我們實際上啟動了這個項目,因為我正在研究宇宙的三維繪圖項目,並且總是對螢幕上的二維視覺化感到有點沮喪,這沒有多大意義,」克奈佈告訴法新社。
「我們的想法是說不,這不僅僅是 2D,我們將製作 3D 地圖 - 讓我們以 3D 形式查看它,我們不會簡化複雜的事情。確實,透過以 3D 方式展示宇宙,透過展示這些細絲,透過展示這些物質集中的星系團,你可以真正了解宇宙是什麼,」他補充道。