Искали ли сте някога да изследвате открития космос? Сега ти можеш!


VIRUP Изследване на Космоса

Изследвайте Вселената с виртуална реалност, използвайки мощен софтуер с отворен код VIRUP

Искали ли сте някога да изследвате открития космос? Сега можете, без да напускате Земята, благодарение на мощния бета софтуер с отворен код VIRUP, който изгражда – в реално време – виртуална вселена, базирана на най-подробните съвременни астрофизични и космологични данни.

Вие се носите в космоса, точно над Земята. Международната космическа станция е на една ръка разстояние. Завърташ главата си само за да видиш луната, малък кръг, далеч в далечината. Не можете да не си помислите, че това вероятно е това, което астронавтът би видял по време на космическа разходка.

Това е началото на едно пътуване в космоса във виртуална среда, разработена от учени от EPFL.

Сега, за първи път, можете да влезете в най-изчерпателната виртуална вселена, базирана на най-новите астрофизични и космологични данни, благодарение на мощния софтуер с отворен код, разработен в Лабораторията по астрофизика на EPFL (LASTRO). Софтуерът се нарича VIRUP, за виртуална реалност Universe Project, и a първа бета версия се освобождава днес.

„Можете да навигирате през най-подробната карта на Вселената от комфорта на собствения си дом“, обяснява Жан-Пол Кнайб, директор на LASTRO. „Това е шансът да пътуваш през пространството, през времето и да откриеш Вселената.“

Предизвикателството VIRUP: визуализиране на терабайти данни наведнъж

Астрономите и астрофизиците събират данни за милиарди небесни обекти в нощното небе с помощта на телескопи тук на Земята и в космоса. Вече има десетилетия данни от наблюдения. В близко бъдеще се очакват още по-големи количества данни.

За да получите визуално представяне на огромни количества данни, като филм, стандартна практика е предварително да се изобразяват специфични последователности. Но какво да кажем за създаването на визуално представяне на данните в реално време, сякаш сте там, наблюдател в произволна точка от пространството и времето? Това е, което астрофизик Ив Реваз от LASTRO се зае да направи с VIRUP, с помощта на софтуерния инженер на LASTRO Флориан Кабот, и това означаваше изобразяване на терабайти данни при 90 кадъра в секунда. Последното ограничение е наложено от средата на виртуалната реалност, за напълно потапящо и гладко изживяване.

Купол на виртуалната вселена

Под купол, показващ виртуалната вселена. Отляво надясно: Флориан Кабот, Сара Кендердин, Ив Реваз, Жан-Пол Кнайб. Кредит: Ален Херцог / EPFL

„Визуализацията на астрофизичните данни е много по-достъпна от показването на графики и фигури, тя помага да се развие интуицията за сложни явления“, обяснява Реваз. „VIRUP е точно начин да направим всички наши астрофизични данни достъпни за всички и това ще стане още по-важно, когато изграждаме по-големи телескопи като Квадратни километър масив което ще генерира огромни количества данни.”

Астрофизични, космологични данни и симулации

За момента VIRUP вече може да визуализира данни от над 8 бази данни, обединени заедно. В Проучване на Sloan Digital Sky се състои от над 50 милиона галактики и 300 милиона обекта като цяло. В Данни за Gaia от[{” attribute=””>Milky Way Galaxy consists of 1.5 billion light sources. The Planck mission involves a satellite which measures the universe’s first light after the Open Exoplanet Catalog which aggregates various sources of IllustrisTNG which consists of 30 billion simulated particles. A major challenge is ensuring smooth transition from one database to the next.

“We considered using existing graphics engines for visualizing the data, but in the end, I developed one specifically for the project. It’s flexible, we can add more data as it becomes available, and it’s tailored to astronomy,” explains Cabot. “For this first release of VIRUP, I have focused on rendering static data, so interacting with the data is still a bit rough and the rendering of simulations can’t yet happen in real-time for example.”

Of course, it’s only possible to navigate through the data and simulations imported into VIRUP. You can visit the 4500 discovered exoplanets so far, for instance, but the way they look are artist impressions inferred from observation. You can also navigate through the 50 million galaxies measured so far by the Sloan Digital Sky Survey, but the actual data has limited resolution and this limits how much detail can be shown in its virtual representation. That being said, there is still a tremendous amount of data that can be explored with the help of VIRUP. Some of the next steps could be to include databases of objects in our solar system like all of the asteroids, or various other objects in the galaxy like nebulae and pulsars.

Flexible immersive virtual environment

For the fully immersive, 3D, 360 experience, you’d need a pair of VR glasses and a computer for running the VIRUP engine, plus storage space to store a selection of astrophysical and cosmological data.

VIRUP is also capable of building a virtual universe in other VR environments, like a dome which is especially useful for venues like planetariums, panaromas, caves and half-caves. The open-software’s transition from the rather personal and isolated experience of VR goggles to the collective, theatrical experience offered by domes and caves, became possible thanks to a collaboration between LASTRO scientists and researchers at EPFL’s Laboratory for Experimental Museology (eM+), and funded by EPFL seed funding for fostering interdisciplinary projects.

“It’s about data discovery. The immersive system means that you can embody the data which has a profound effect on how you actually perceive the data,” says artist Sarah Kenderdine who leads eM+.

Пътуване през Вселената – кратък филм

С пускането на VIRUP идва кратък филм, озаглавен „Археология на светлината“, (вграден по-горе) едно възможно пътуване през виртуалната вселена, станало възможно благодарение на отворения софтуер.

20-минутният филм започва от Земята и очертава пътуване през различни мащаби на Вселената, от нашата слънчева система до Млечния път, чак до космическата мрежа и реликтовата светлина на Големия взрив.

Ако нямате търпение да гледате филма, можете да го гледате в 2D (горе), на 360° (отдолу) и в стерео 180° (отдолу) в YouTube. Ако имате достъп до VR среда, можете да се потопите в „Археология на светлината“.

За изживяването с купола филмът ще бъде показан на следващата изложба на EPFL, Космос Археология: Изследвания в пространството и времетокойто отваря врати на 21 април 2022 г Павилиони на EPFL. Предварителна версия на филма беше показана в Synra Dome на Научния музей в Токио през септември, благодарение на подкрепата от посолството на Швейцария в Токио. VIRUP ще бъде представен този месец на изложба в Дубай, като част от Виртуална космическа обиколка на EPFL.

Финансиране: EPFL Seed Funding. Агора Грант.