¿Quién hace estas fascinantes simulaciones de las fases de la Luna? ¿Y cómo?

Hice las imágenes en Wikipedia con mi propio software. El original en Wikipedia está aquí .

El principal trabajo necesario es obtener la posición adecuada de la Luna con su órbita elíptica de precesión, mientras que la orientación se basa en una tasa de rotación constante. Este libro es más antiguo, pero tiene términos suficientes para predecir eclipses.

Libro: "Fórmulas astronómicas para calculadoras, 4ª edición" , Jean Meeus, 1988, publicado por "Willmann-Bell, Inc" Capítulo 30 "Posición de la Luna"

Y sí, solo sombreado Lambert difuso estándar, brillo basado en el ángulo del coseno entre una superficie normal y la dirección del Sol. En realidad, no es un modelo preciso para la Luna, que es mucho más brillante cerca de la luna llena. (Y el lado oscuro tiene un brillo constante, mientras que el lado oscuro de la Luna real está más iluminado por el brillo de la tierra en pequeñas fases, e incluso cerca de la luna nueva, en realidad es mucho, mucho más tenue). Aquí hay un artículo de Wikipedia sobre la reflectancia lambertiana .

Crear animaciones como esta es bastante simple usando herramientas de renderizado como POVray . Todo lo que necesita es un mapa de proyección cilíndrica de la luna y datos apropiados para la órbita de la luna. Los elementos orbitales disponibles en wikipedia son lo suficientemente buenos para la mayoría de los usos.

Por ejemplo, aquí hay algo de mi propio trabajo como imagen fija. La Tierra desde el polo norte con todos los terremotos conocidos mapeados, el tamaño es intensidad y el color es profundidad.

Código fuente disponible, aunque la explicación es casi inexistente.

Esta es una introducción razonablemente buena sobre animaciones y órbitas con POVray. El método para colocar una imagen en una esfera se describe aquí.

Finalmente, este sitio tiene un script para al menos producir imágenes fijas (las animaciones solo requieren la codificación de la página de animaciones mencionada anteriormente)

#include "colors.inc"  
#include "textures.inc"   
#include "finish.inc"

//1 POV-Ray unit = 1000 km
//Earth is approx. 150 e6 km from Sun    
//Moon is approx. 384 e3 km from Earth

camera {location <-2000,0,149.9E3> 
        look_at <100,0,150E3> angle 1}   
light_source {<0,0,0> color rgb<1,1,0.9>}  //Sun

 #declare Earth = sphere {  <0,0,0>, 6.38
 pigment {image_map {gif "earthmap.gif" map_type 1}} 
 finish {ambient 0.01 diffuse 0.85 specular 0 roughness 0.01}  }

 #declare Moon = sphere {  <0,0,0>, 1.74  
 pigment {image_map {gif   "moonmap2.gif" map_type 1}}  
 finish {ambient 0 diffuse 0.95 specular 0    roughness 0.5}  }

 object {Earth translate <0,0,150E3>} 
 object {Moon translate    <384,0,150E3>}

Las fotos utilizadas no son vistas de la luna vista desde la tierra, sino múltiples imágenes orbitales que brindan una vista aérea directa de toda la luna.

Esas imágenes se aplican como una textura de mapa de bits a un modelo 3D muy simple: una esfera. No estoy seguro de la configuración exacta del sombreador utilizada, pero esas imágenes se parecen bastante a la apariencia predeterminada de una esfera gris.

Luego, todo lo que necesita es un guión que le diga dónde colocar la luna, la cámara y la fuente de luz para cada cuadro según la pregunta relacionada.

El ciclo suave proviene de una cuidadosa selección de fechas. Ambas animaciones comienzan y terminan en el apogeo para que el tamaño aparente sea consistente entre el primer y el último cuadro, y las fechas se eligen para que coincida con una luna nueva. Un marco oscuro oculta las pequeñas diferencias que puedan existir, y el terminador no es visible, por lo que no importa si la siguiente órbita se ilumina desde un ángulo ligeramente diferente.

El mes dracónico (tiempo entre apogeos) es dos días más corto que el mes sinódico (tiempo entre lunas nuevas), pero eso no debería ser suficiente para causar problemas graves: es el equivalente a tres fotogramas que razonablemente se pueden eliminar si ocurren. cerca de la luna nueva cuando el terminador no se mueve mucho visiblemente.