Моделирование Солнечной системы
Модель демонстрирует реальное соотношение периодов обращения планет.
Радиусы орбит планет, а также размеры планет и Солнца показаны в логарифмическом масштабе.
Скачать Solar_System_v2_release.zip (программа + изображения планет).
Текст программы на языке JavaScript (разработчик Цветков Денис): <toggledisplay status=hide showtext="Показать↓" hidetext="Скрыть↑" linkstyle="font-size:default"> 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);
} </syntaxhighligh> 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> </syntaxhighligh> </toggledisplay>
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)
