Auf dem Weg zum schöneren Himmel

[Mirko]

Was auch immer es ist, so sehr interessiert mich das Gestirn eh nicht Die Venus war der Platzhalter für Himmelskörper mit mondähnlichem Verhalten, keinen "fixen" Platz am Firnament einzunehmen. Ich hätte auch die ISS erwähnen können, bei der erschwerend hinzukommt, dass sie noch nicht so furchtbar lange existiert.

Über Bruce weiß ich nichts, als einzig spontan namentlich bekannter Südhalbkugler musste er nur gerade ebenso wie die Venus mal als namentlich erwähnbarer Platzhalter für eine größere Gruppe Kandidaten herhalten.

[Roland Ziegler]

[OT]
Bruce ist weiterhin im Auran Trainz-Forum aktiv, und rege daran beteiligt, Fragen an Auran über die Zukunft der Trainz-Serie zu stellen, da es mittlerweile diverse Indizien gibt, die eine Zukunft eher ungewiss erscheinen lassen.

[Oliver Lamm]

Sterne, Mond ... alles schön und gut, ber könnten wir uns vielleicht noch mal auf das Kernthema zurückbesinnen ? Mein Zug fährt schliesslich nicht schneller,schöner,ruckelfreier,realistischer, nur weil der Mond scheint ...

Oli

der sich Zusi3 noch in diesem Jahrtausend wünscht !

[(Ar-) T-Rex]

Oli, der sich Zusi3 noch in diesem Jahrtausend wünscht!

Sonst noch 'was ... ?!?

Art

[Florian Ziese]

Na ja - es gibt ja auch durch die 23° Schieflage unserer Welt eine Jahreszeiten-Verschiebung. Im Winter sieht's da oben anders aus als im Sommer. Dazu kommt, dass der wohl markanteste "Stern", der in Wirklichkeit nur unser Nachbarplanet Venus ist, auch noch macht, was er will. Und Bruce Kennewell will dann am Ende Kreuz des Südens & Co...

Die 23° Schieflage ist aber konstant, kann man zum Beispiel am Polarstern sehen, der immer an der gleichen Stelle ist. Unterschiede kommen durch die tägliche Drehung des Sternenhimmels um 4 Minuten, nach einem halben Jahr sind das 12 Stunden und wenn die Sonne scheint, sieht man Sterne halt sehr schlecht, könnte man die Sonne aber "Abschalten" wären die Sterne genau in der gleichen Position wie 6 Monate und 12 Stunden zuvor.

Die Planeten sind natürlich keine Sterne und verhalten sich dementsprechend auch ganz anders.

Aber wie gesagt, die ganze Diskussion ist eher überflüssig, ein zufallsgesteuerter Mond samt Sternenhimmel sollte reichen. Der Mond sollte nur vielleicht nicht gerade über dem Nordpol stehen, soweit sollte man die Bahn schon auf mögliche Mondpositionen einschränken.

Florian

[Carsten Hölscher]

die Sterne werden durch 3 Daten repräsentiert: Länge, Beite (bezogen auf den Betrachterstandort) und Größe.
Die Anzahl der Sterne ist festlegbar udn für jeden Stern werden die drei Werte bei Start der Sim zufällgi festgelegt und bleiben dann konstant.

Für mögliche Formeln gilt das gleiche wie ich beim Mond ausgführt habe, wobei mir nicht mehr ganz wohl wäre, wenn da evtl. mehrere 100 Formeln vom Kaliber der Sonnenformeln bei jedem Bildaufbau durchgerechnet werden sollen

Carsten

[Christoph Blümer]

Sterne, Mond ... alles schön und gut, ber könnten wir uns vielleicht noch mal auf das Kernthema zurückbesinnen ? Mein Zug fährt schliesslich nicht schneller,schöner,ruckelfreier,realistischer, nur weil der Mond scheint ...

Mich erinnert die Sonne-Mond-und-Sterne-Diskussion im Moment etwas an die Detailbesessenheit von James Cameron, der für sei Epos "Titanic" allen Ernstes die korrekten Sternbildpositionen der Unglücksnacht auf den digital generierten Himmel gezaubert hat. Wer hat's gesehen? Keiner - außer denen, die es vorher wussten und darauf geachtet haben. Dito mit dem Geschirr, das irgendwann man spektakulär aus den Regalen rausrutscht, welches an der Unterseite die originalen Manufakturzeichen trug. Hat's einer gesehen? Hat es irgendwas an der Qualität des Films geändert?

Carsten entscheidet natürlich allein, was er in seine Simulation einbaut und wir alle können höchstens Wünsche äußern, aber keine Forderungen stellen. Mein Wunsch allerdings wäre, sich nicht mit Details aufzuhalten, die wirklich nicht wesentlich sind. Wenn da ein paar Lichtpünktchen am Nachthimmel stehen (meinetwegen der große und der kleine Wagen, zum Wiedererkennen), sollte es für die Realitätsnähe doch eigentlich genügen, oder...?

Christoph

[Michael_Poschmann]

Auf die Gefahr hin, daß es sich wiederholt: Den großen und kleinen Wagen auf Schienen dahinrollen zu sehen würde mir für einen Zugsimulator schon genügen. Den Rest überlasse ich gerne einem Konkurrenzprodukt SternSi oder so ähnlich.

Nach Volleyballturnier grüßt
Michael

[Christian Gründler]

Für die Sonne ist eine Funktion hinterlegt, die für jeden Punkt der Erde für jede Uhrzeit den Stand der Sonne am Himmel mit ausreichender Genauigkeit berechnet. [...] die Sterne werden durch 3 Daten repräsentiert: Länge, Beite (bezogen auf den Betrachterstandort) und Größe.

Hallo Carsten,

handelt es sich in beiden Fällen um das gleiche Koordinatensystem? Dann wird es zumindest während der Simulation einfach, da sich der Sternenhimmel in etwa mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie die Sonne. (Die von Florian zu Recht genannten 4 min Unterschied für eine volle Umdrehung kann man sicherlich vernachlässigen.)

wobei mir nicht mehr ganz wohl wäre, wenn da evtl. mehrere 100 Formeln vom Kaliber der Sonnenformeln bei jedem Bildaufbau durchgerechnet werden sollen

Wenn sich die scheinbare Lage der Sonne ändert, ändert sich die scheinbare Lage aller Sterne im gleichen Maß; man muß also nur die Differenz der aktuellen Sonnenkoordinaten gegenüber der Ausganglage der Sonne auf die Ursprungskoordinaten jedes Stern addieren - pro Bildaufbau wären das also 2 Subtraktionen für die Sonne und zwei Additionen für jeden Stern.

Übrigens würde ich das auch nicht mit jedem Bildaufbau berechnen; einmal pro Minute dürfte durchaus genügen: dann hat sich der Himmel man grade um 1/4 Grad gedreht. (Sollte evtl. ein einstellbarer Simulationsparameter sein.)

Etwas schwieriger ist es, die Anfangspositionen der Sterne relativ zur Sonne bei Simulationsbeginn zu rechnen. Die Formel ist komplex, muß aber auch nur einmal gerechnet werden und nicht für jeden Stern extra - der Rest ist wieder simple Addition.

Kannst Du die Sonnenformel hier mal reinstellen oder auf eine Quelle verlinken? Evtl. kann man damit nämlich auch die Sternenposition relativ zur Sonne bei Simulationsbeginn ermitteln.

Carsten entscheidet natürlich allein, was er in seine Simulation einbaut und wir alle können höchstens Wünsche äußern, aber keine Forderungen stellen.

Völlig einverstanden! Es darf weder großen Programmieraufwand erfordern noch wesentlichen Rechenaufwand zur Laufzeit verursachen; aber wenn es relativ einfach machbar ist, sollte man es m.E. tun.

M.f.G. Christian

[patrick_kn]

handelt es sich in beiden Fällen um das gleiche Koordinatensystem? Dann wird es zumindest während der Simulation einfach, da sich der Sternenhimmel in etwa mit der gleichen Geschwindigkeit dreht wie die Sonne. (Die von Florian zu Recht genannten 4 min Unterschied für eine volle Umdrehung kann man sicherlich vernachlässigen.)

Aber was macht das dann für einen Sinn? Wenns sowieso nicht stimmt kann man meines erachtens auch gleich irgendein Bild nehmen und statisch an den Himmel papen!? Ich persönlich finde das ganze ein wenig übertrieben...

[Roland Ziegler]

Nun, der Kreativität sind hier doch keine Grenzen gesetzt. Ich verstehe ja durchaus, dass es langweilig ist, sich immer nur mit fiepsender BSE90 auseinanderzusetzen und ich verstehe auch, dass Umlaufbahnen eine durchaus spannende Materie sind, fast so spannend wie die Abbildung eines Ellipsoiden auf eine Ebene .

Carsten hat bereits angeboten, zugelieferten Code einzubauen. Formeln in einer Java-Script Umsetzung wurden auch schon gefunden. Die Ein- und Ausgangsgrößen, die er bereitstellen kann und haben will, hat Carsten aufgeführt.

Sooo schwierig wird dann die Konvertierung von Java-Script nach Delphi-Pascal sicherlich auch nicht sein, wenn man zumindest eine Grundvorstellung von der Syntax beider Sprachen hat und der JS-Code die von Carsten genannten Größen verarbeitet bzw erzeugt.

Nur zu, Freiwillige vor.

Delphi 9 gab/gibt es kostenlos. Hat zwar eingeschränkte Funktionalität, aber für diese Zecke wird es wohl reichen.

[(Ar-) T-Rex]

Nun, der Kreativität sind hier doch keine Grenzen gesetzt...

Heißt das, daß Du den - wann? Anno domini 2062? - wieder auftauchenden Halley'schen (hier stimmt der Apostroph, Herr Cisar!) Kometen auch noch abbilden willst ...

Gruß -
Arthur

[Carsten Hölscher]

die Sterne der Sonne nachlaufen zu lassen, sollte nicht das Problem sein.

Ginge dann "nur" um die Anfangsposition.

Quelle für die Sonne:
http://www.srrb.noaa.gov/highlights/sun ... nrise.html
http://www.srrb.noaa.gov/highlights/sunrise/azel.html

Carsten

[stuvar]

Daß der Hörstemeieralgorithmus keine Mondkoordinaten auswirft stimmt (zumindest laut Dokumentation) nicht.

procedure Moon_Position_Horizontal(date:TDateTime; longitude,latitude: extended; var elevation,azimuth: extended);

Diese Prozedur wirft planmäßig die Koordinaten des Mondes (elevation, azimuth) aus. Eingabedaten sind Datum, Zeit, und geographische Länge und Breite. In der dem zip-Packet enthaltenen moon.hlp steht alles beschrieben.

[Carsten Hölscher]

aha, na dann mal zu - wie gesagt: in der angelieferten Form kann man es so meiner Beobachtung nach nicht direkt einsetzen (schon allein wegen der Komponente)!

Carsten

[stuvar]

Sorry ob meiner Unwissenheit, aber welche Komponente?
Es sind zumindest nach meiner Beobachtung alle Komponenten in der moon.pas enthalten um die Prozedur einzubinden. Sicher, es reicht nicht nur diese Prozedur einzubinden, es sind im mindesten auch weitere Funktionen/Prozeduren notwendig, die es einzubinden gilt. Wenn du die genaue Aufstellung willst welche Funktionen einzubinden sind, dann sag bitte Bescheid. Ansonsten kann ich nicht nachvollziehen wo die Probleme liegen.

[Carsten Hölscher]

Moon_Position_Horizontal alleine aufgerufen liefert schwachsinnige Ergebnisse.
Also ich werde mich jetzt nicht weiter damit befassen. Entweder es kommt etwas direkt brauchbares (d.h. grob getestet) an, oder es bleibt zunächst so.

Carsten

[Christian Gründler]

Hallo Carsten,

ich habe mir die von Dir genannte Website mal angesehen: das sind ja wirklich detaillierte Algorithmen! Ich schätze, daß man für die Zwecke eines Zugsimulators einiges davon auslassen bzw. vereinfachen kann, aber das ist jetzt ja nicht das Thema.

Leider sind die Verhältnisse beim Sternenhimmel wohl doch nicht so einfach wie ich gedacht hatte (ist ja meistens so). Bei der Sonnenberechnung kommen im Endeffekt Azimut und Höhe heraus; für die Sterne werden diese Werte wie folgt berechnet:

Berechnung der Sternzeit:

Für den Beobachtungsort müssen die geografische Länge (lambda) und Breite (phi) bekannt sein.

Weitere Eingangsparameter sind das Julianische Datum (JD) und das Julianische Jahrhundert (T); diese Werte sind schon bei der Sonnenberechnung verwendet worden (Funktionen calcJD und calcTimeJulianCent).

JD gilt für 0:00 Uhr; dieTageszeit (Zonenzeit, nicht Sommerzeit!) ist als Bruchteil eines Tages gemäß der Formel

JD = JD + (Stunden+Minuten/60+Sekunden/3600)/24

noch hinzuzufügen.

Die mittlere Ortssternzeit in Greenwich (Angabe in Grad!) ergibt sich dann nach der Formel

theta_0 = 280.46061837+360.98564736629*(JD-2451545.0)+0.000387933*T^2-(T^3/38710000)

Die lokale Ortsternzeit ist

theta = theta_0+lambda

(Winkel östlich Greenwich positiv, westlich negativ; das Ergebnis ist noch auf den Bereich zwischen 0 und 360 Grad zu trimmen.)

Berechnung von Azimut und Höhe:

Rektaszension alpha und Deklination delta der Sterne liegen in Tabellen vor. (Die Rektaszension wird meist in Stunden angegeben und muß dann mit dem Faktor 15 in Grad umgerechnet werden.) Der Stundenwinkel eines Sterns zum Beobachtungszeitpunkt beträgt

tau = (theta-alpha)

Azimut und Höhe des Sterns ergeben sich aus den Formeln

höhe = arcsin(sin(delta)*sind(phi)+cos(delta)*cos(tau)*cos(phi))
azimut = arcsin(cos(delta)*sin(tau)/cos(höhe))

Das ist ein Haufen Holz. Allerdings ändern sich die Winkel nicht besonders schnell:

- delta ist konstant
- lambda und phi entprechen der Fortbewegung des Zuges: ein Unterschied von ca. 72 km im OstWestRichtung bzw. ein Unterschied von ca. 110 km in NordSüdRichtung führt zu einer Änderung des jeweiligen Wertes um 1 Grad
- am schnellsten ändert sich noch tau: im gleichen Maße wie lambda und zusätzlich noch um 1 Grad in 4 Minuten aufgrund der Erdrotation

Genauere Änderungen als 1 Grad kann man mit bloßem Auge bestimmt nicht erkennen. Es bietet sich also an, alle Werte außer tau nur einmal bei Simulationsbeginn bzw. bei jedem Wechsel des Zuges/Beobachtungspunktes zu rechnen und danach in größeren Abständen; zwischendurch kann man für tau als Näherungswert einfach alle 4 Minuten 1 Grad addieren.

Also - machbar ist das.

M.f.G. Christian

P.S. Zur Umrechnung vom äquatorialen ins horizontale Koordinatensysstem habe ich Angaben aus dem dtv-Atlas zur Astronomie verwendet; die Sternzeit-Formeln habe ich auf http://www.greier-greiner.at/ gefunden. (Und bevor Arthur drauf hinweist: diese gut gemachte Website kommt natürlich aus Österreich .)

[Christian Gründler]

Hallo Carsten,

noch eine paar Ergänzungen zum Thema:

a) Im Sonnenkalkulator werden mit den Funktionen

calcSunRtAscension und calcSunDeclination

Rektaszension und Deklination der Sonne berechnet. Daraus kann man natürlich auch mit Hilfe der Sternzeit Azimut und Höhe der Sonne berechnen. (Das Programm geht den Weg über die Ortssonnenzeit, daher wird die Rektaszension in den weiteren Berechnungen überhaupt nicht mehr verwendet!)

b) Da sich die Rektaszension der Sonne um weniger als 1 Grad pro Tag ändert, muß man sie ganz sicher nicht ständig neu berechnen. Die Deklination ändert sich übrigens noch viel langsamer.

c) Als letzter Schritt wird im Sonnenkalkulator der Refraktionskoeffizient berechnet. Dieser beträgt am astronomischen Horizont 35 Bogenminuten, aber 10 Grad höher nur noch 10 Bogenminuten. Wenn man es wirklich so genau haben möchte, kann man diese Funktion natürlich auch auf Azimut und Höhe (bzw. Zenitdistanz) der Sterne anwenden.

d) Wenn man die Sonnenberechung als erstes macht, weiß man gleich, ob man die Sterne überhaupt berechnen muß.

M.f.G. Christian

[Carsten Hölscher]

was man wie oft berechnet, das ist nachher eher der Feinschliff.

Mit etwas besserer Landschaft sieht's gleich noch netter aus. Ist zwar nur ein unbehandeltes, einfarbiges DEM (der neue Streckeneditor kann DEMs direkt mit anzeigen), aber in der Abendsonne sieht's schon recht schön aus, auch wenn der Horizont wegen des recht kleinen DEM noch sehr nahe ist.


Das Wesertal bei Bad Karlshafen aus der Luft betrachtet (anklicken zum Vergrößern)

Carsten