Редактирование: Моделирование Солнечной системы

[[en:Solar System model]]
[[Виртуальная лаборатория]] > [[Моделирование Солнечной системы]] <HR>

{{#widget:Iframe |url=http://tm.spbstu.ru/htmlets/Tcvetkov/Solar_System/Solar_System_v2_release.html |width=830 |height=830 |border=0 }}

'''''Модель демонстрирует реальное соотношение периодов обращения планет.'''''

'''''Радиусы орбит планет, а также размеры планет и Солнца показаны в логарифмическом масштабе.'''''

Скачать [[Медиа:Solar_System_v2_release.zip|Solar_System_v2_release.zip]] (программа + изображения планет). 

<div class="mw-collapsible mw-collapsed" style="width:100%" >
'''Текст программы на языке JavaScript (разработчик [[Цветков Денис]]):''' <div class="mw-collapsible-content"> 
Файл '''"Solar_System_v2_release.js"'''
<syntaxhighlight lang="javascript" line start="1" enclose="div">
function Main_Solar(canvas) {

    canvas.onselectstart = function () {return false;};     // запрет выделения canvas

    // Предварительные установки

    var context = canvas.getContext("2d");                  // на context происходит рисование

    var m0 = 1;                         // масштаб массы (масса Земли)
    var t0 = 1;                         // масштаб времени (1 оборот Земли вокруг своей оси (1 день))
    var a0 = 1;                         // масштаб расстояния (астрономическая единица - расстояние от Солнца до Земли)

    var r0 = 4.2588e-5 * a0;            // радиус Земли
    var t1 = 365.2564 * t0;             // 1 оборот Земли вокруг Солнца (1 год)

    // *** Задание вычислительных параметров ***

    var fps = 60;                       // frames per second - число кадров в секунду (качечтво отображения)
    var dt  = 0.5 * t0;                 // шаг интегрирования

    // *** Выполнение программы ***

    var space_objects = [];
    // значения distance и time_around_Sun у солнца сделаны для того, чтобы оно мерцало из-за движения
    space_objects.push({name:"Солнце",    mass:333000*m0, distance:0.001*a0,  radius:109.21*r0, time_around_Sun:60*t0,    phase:0,    color:"#f6e209",    file:"VL_SS_Sun.png"});
    space_objects.push({name:"Меркурий",  mass:0.05527*m0, distance:0.387*a0, radius:0.3829*r0, time_around_Sun:87.97*t0, phase:0,    color:"#de442c",    file:"VL_SS_Mercury.png"});
    space_objects.push({name:"Венера",    mass:0.815*m0,  distance:0.723*a0,  radius:0.949*r0, time_around_Sun:224.7*t0,  phase:0,    color:"#e8b633",    file:"VL_SS_Venus.png"});
    space_objects.push({name:"Земля",     mass:1*m0,      distance:1*a0,      radius:1*r0,    time_around_Sun:1*t1,       phase:0,    color:"#3e6286",    file:"VL_SS_Earth.png"});
    space_objects.push({name:"Марс",      mass:0.107*m0,  distance:1.523*a0,  radius:0.532*r0, time_around_Sun:1.88*t1,   phase:0,    color:"#752814",    file:"VL_SS_Mars.png"});
    space_objects.push({name:"Юпитер",    mass:317.8*m0,  distance:5.2*a0,    radius:10.97*r0, time_around_Sun:11.86*t1,  phase:0,    color:"#8c694d",    file:"VL_SS_Jupiter.png"});
    space_objects.push({name:"Сатурн",    mass:95.2*m0,   distance:9.54*a0,   radius:9.45*r0, time_around_Sun:29.46*t1,   phase:0,    color:"#c69e47",    file:"VL_SS_Saturn.png"});
    space_objects.push({name:"Уран",      mass:14.53*m0,  distance:19.19*a0,  radius:4*r0,    time_around_Sun:84.02*t1,   phase:0,    color:"#4e659b",    file:"VL_SS_Uranus.png"});
    space_objects.push({name:"Нептун",    mass:17.14*m0,  distance:30.06*a0,  radius:3.88*r0, time_around_Sun:164.78*t1,  phase:0,    color:"#4e6fbc",    file:"VL_SS_Neptunes.png"});
//    space_objects.push({name:"Плутон",    mass:0.0022*m0, distance:39.53*a0,  radius:0.18*r0, time_around_Sun:248.09*t1,  phase:0});
//    space_objects.push({name:"Хаумеа",    mass:777*m0,    distance:777*a0,    radius:777*r0,  time_around_Sun:285*t1,     phase:0});
//    space_objects.push({name:"Макемаке",  mass:777*m0,    distance:777*a0,    radius:777*r0,  time_around_Sun:309.88*t1,  phase:0});
//    space_objects.push({name:"Эрида",     mass:777*m0,    distance:777*a0,    radius:777*r0,  time_around_Sun:557*t1,     phase:0});
//    space_objects.push({name:"Седна",     mass:777*m0,    distance:777*a0,    radius:777*r0,  time_around_Sun:12059*t1,   phase:0});

    for (var i = 0; i < space_objects.length; i++) {
        space_objects[i].phase = Math.random() * 360;
    }

    var scale = canvas.height / a0 / space_objects.length / 2.1;  // масштабный коэффициент для перехода от расчетных к экранным координатам
    var w = canvas.width / scale;                           // ширина окна в расчетных координатах
    var h = canvas.height / scale;                          // высота окна в расчетных координатах

    // Генерация звезд
    var stars = [];
    function generate_stars() {
        for (var i = 0; i < 1000; i++) {
            // цвет задается как #xxyyzz, где xx - доля красного, yy - зеленого, zz - синего.
            var r = (0x1a0 + (Math.random()) * 0x5f).toString(16).substr(1,2);  // красный от a0 до a0 + 5f
            var g = (0x1a0 + (Math.random()) * 0x5f).toString(16).substr(1,2);
            var b = (0x1a0 + (Math.random()) * 0x5f).toString(16).substr(1,2);
            stars[i] = {x:Math.random() * w * scale, y:Math.random() * h * scale, color:'#' + r + g + b};
        }
    }

    // Основной цикл программы
    function control() {
        physics();
        draw();
    }

    // Расчетная часть программы
    function physics() {                                    // то, что происходит каждый шаг времени
        for (var i = 0; i < space_objects.length; i++) {
            space_objects[i].phase += 360 * dt / space_objects[i].time_around_Sun;
        }
    }

    // загрузка изображений планет
    function load_pics() {
        for (var i = 0; i < space_objects.length; i++) {
            if (!space_objects[i].file) continue;
            var pic = new Image();
            pic.src = "Pics/" + space_objects[i].file;
            space_objects[i].pic = pic;
        }
    }

    // Рисование
    function draw() {
        // темное небо
        context.fillStyle = "#000000";
        context.fillRect(0, 0, w * scale, h * scale);

        // звезды
        for (var i0 = 0; i0 < stars.length; i0++) {
            context.fillStyle = stars[i0].color;
            context.fillRect(stars[i0].x, stars[i0].y, 1, 1);
        }

        for (var i = 0; i < space_objects.length; i++){
            var p = space_objects[i];
            var ro = 1.9 * Math.log(1 + 2.5 * p.distance / a0) * a0;
            var fi = p.phase / 180 * Math.PI;
            var xS = (w / 2 + ro * Math.cos(fi)) * scale;
            var yS = (h / 2 + ro * Math.sin(fi)) * scale;

            // траектории
            context.beginPath();
            context.arc(w / 2 * scale, h / 2 * scale, ro * scale, 0, 2 * Math.PI, false);
            context.strokeStyle = "#516185";
            context.stroke();

            // космические объекты
            if (p.pic) {
                var r = 0.1 * Math.log(1 + 8 * p.radius / r0) * a0 * scale;
                var wh = p.pic.width / p.pic.height;
                context.drawImage(p.pic, xS - r * wh, yS - r, r * 2 * wh, r * 2);
            }
        }
    }

    // Запуск системы
    load_pics();
    generate_stars();
    setInterval(control, 1000 / fps);
}
</syntaxhighlight>
Файл '''"Solar_System_v2_release.html"'''
<syntaxhighlight lang="html" line start="1" enclose="div">
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <title>Solar System</title>
    <script src="Solar_System_v2_release.js"></script>
</head>
<body>
    <canvas id="Solar_System" width="800" height="800" style="border:1px solid #000000;"></canvas>
    <script type="text/javascript">var app = new Main_Solar(document.getElementById('Solar_System'));</script>
</body>
</html>
</syntaxhighlight>
</div>
</div>

== Предлагаемые направления развития стенда ==
*Добавить спутники планет, карликовые планеты и другие космические объекты.
*Информация о космическом объекте при наведении на него.
*Добавить вращение планет вокруг своей оси.
*Немного "наклонить камеру", для лучшего обзора.
*Установить планетам реальные фазы.
*Добавить возможность просмотра состояния планет в определенный момент (например, ползунок управления временем)

== Внешние ссылки ==

* [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0 Солнечная система — Википедия]

* [http://www.solarsystemscope.com/ Модель Солнечной системы] на solarsystemscope.com

* [http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html Одномерная модель Солнечной системы] на joshworth.com (1 пиксель = диаметр Луны)

== См. также ==
* [[Метод Барнса-Хата]]

[[Category: Виртуальная лаборатория]]