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星海奥德赛 Stellar Odyssey

从行星表面到宇宙尽头的一次滚轮之旅

星海奥德赛是一个开源的、由真实天文数据驱动的 3D 宇宙可视化项目,基于 React、Three.js(React Three Fiber)与 Next.js 构建。一只滚轮就能从行星表面出发,穿过太阳系与银河系,一路拉远到半径约 465 亿光年的可观测宇宙边界——四个层级连续衔接,不需要任何模式切换。

一切都在浏览器里运行。交互式场景正在本页之上加载;如果没有出现,请确认浏览器已启用 JavaScript 与 WebGL。界面、3D 天体标签与科普说明支持中英双语,控制面板顶部的 zh/EN 开关即时切换。

四个层级,一次连续缩放

按 1–4 一键切换,或者只管滚动。缩放过程中内容按细节层级淡入淡出,时间压缩比按对数插值,背景色与音景实时混合;HUD 标尺在天文单位、光年与百万秒差距之间自动切换。

  • 行星视角:表面近观、卫星系统,以及 ISS、哈勃望远镜与天宫空间站的 glTF 精细模型。
  • 太阳系视角:八大行星采用 NASA JPL 的完整开普勒轨道六要素,打开时的位置与真实当前日期一致;还有哈雷彗星、小行星带与柯伊伯带。
  • 银河系视角:4.3 万粒子的 3D 棒旋结构(密度波旋臂、尘埃带、银晕与 HI 翘曲盘),以及 20 余个按真实原型建模的特殊天体。
  • 宇宙视角:本星系群、室女座星系团、拉尼亚凯亚超星系团与宇宙大尺度结构;银河系—仙女座碰撞合并预览把 45 亿年压进 12 秒。

由真实天文数据驱动

项目优先采用公开巡天数据而非艺术想象,并把每一处有意为之的艺术化处理登记在科学性说明里。

  • 2MASS 红移巡天(Huchra 等,2012)的 43,488 个真实星系渲染为三维点云——室女座团的聚集、银道遮挡带与宇宙网纤维都是真实数据,全目录只用 2 次绘制调用。
  • M31、M33 与大小麦哲伦云由 DSS2 彩色巡天影像离线烘焙为密度、颜色与尘埃图组;昴星团使用 600 颗 Gaia DR3 真实成员星。
  • 太阳活动:米粒组织、遵循 11 年蝴蝶图的黑子迁移、日珥、较差自转,以及会增强地球极光的耀斑—日冕物质抛射事件链。
  • raymarch 体积渲染的星云(发射—吸收积分、3D 密度纹理、蓝噪声抖动):猎户座星云、环状星云、马头星云、蟹状星云与 WR 124。
  • 引力透镜黑洞:人马座 A*、天鹅座 X-1 与 M87 的光子环、背景星场弯曲、吸积盘黑体色、多普勒束流增亮与引力红移。

天文实验室

主场景之外,实验室提供可独立调参的观测实验:盛夏双重流星雨之夜、日全食、月食,以及可直接分享单天体链接的天体观察站。

技术揭秘(给开发者)

如果你也做 WebGL,值得看的部分是跨尺度渲染(跨十余个数量级的对数深度与尺度管理)、带自适应质量档的 raymarch 体积材质、GLSL 引力透镜通道,以及把 Gaia、SIMBAD、2MRS 与 DSS2 变成静态资源的离线数据烘焙管线。代码为 TypeScript 严格模式,测试覆盖率门槛不低于 90%。

开源与素材来源

源代码以 GNU AGPL-3.0 协议开源,在 GitHub 公开开发。纹理与影像来自公版或开放许可来源(NASA、ESA、DSS2 等)并在仓库中逐项署名;科学性说明列出了可视化有意偏离真实比例或真实静默的每一处。

链接

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