Ein paar Planetenrender

Verwendetes Programm: Vue 10 xStream

Ich versuche mich gerade an ein paar Planetenbildern. Hier die ersten Ergebnisse - noch nicht perfekt, aber gut genug zum Zeigen.

Alle Bilder sind als kugelförmige Szenen angelegt. Aktiviert man diese Option, dann werden die Grundebene, alle Terrains, die Wolken- und Wasserebenen und die gesamte Atmosphäre in Kugelform erzeugt. Ich finde diese Option genial. Ein Planet lässt sich damit viel realistischer darstellen als wenn man den Umweg über mehrere Kugeln in einer normalen (flachen) Szene geht.

Die Planeten sind wie die Erde jeweils 6.400 Kilometer im Durchmesser. Wolken und Atmosphäre habe ich variabel gestaltet, jeweils einige Kilometer hoch.

Bild 1: Ein erdähnlicher Planet, vielfach auch "Erde 2.0" genannt

Bild 2: Ein anderer erdähnlicher Planet, aber von anderem Aussehen als die Erde. Dieses Bild basiert auf einer Studie, wonach die chemische Zusammensetzung der Erde für einen bewohnbaren Planeten eher ungewöhnlich ist. Andere Welten könnten somit noch fremdartiger sein, als wir es bisher gedacht haben.

Bild 3: Eine schwere Supererde, die ihren Stern auf einer engeren Umlaufbahn umkreist. Dies ist eine heiße Welt.

Bild 4: Ein kleines Cartoon in Anspielung an etwas, das unserem eigenen Sonnensystem im Vergleich zu anderen Exoplanetensystemen fehlt.

Zitat von SIG

Sieht auf jeden Fall schon sehr vielversprechend aus.

Danke, SIG.

Zitat von SIG

Anm.: Mit Planetenrender habe ich mich noch nicht so sehr befasst. Aber wenn ich deine prima Bilder sehe muß ich auf jeden Fall "Planetenrender" auf meine To-do-Liste setzen.

Ich hatte mich ein wenig hieran orientiert:
http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog
und mich dann gefragt, wie die Bilder wohl zustande gekommen sind. Dann hatte ich mal im Vue-Handbuch geblättert und gesehen, dass ganze Kapitel diesen Kugelszenen gewidmet sind - Volltreffer.

Zitat von spacebones

Danke, Spacebones.

Zitat von spacebones

Interessant bei der "Kugelprojektion" dürfte auch sein, dass man sich naturgetreu von aussen durch die Wolken auf die Planetenoberfläche zu bewegen könnte.

Das ist auf jeden Fall möglich. Man merkt auch schon an den Renderzeiten, dass in der Szene viel mehr erzeugt wird als wenn man den Planeten aus einer normalen Kugel versucht nachzubilden.

Zitat von Kushanku

Die kann man doch alle schon verwenden, diese Tests. Für diverse SciFi-szenen immer brauchbar .

Danke, Kushanku . Auf jeden Fall. Die Planeten sehen aus wie Aufnahmen aus dem Weltraum. Genau das wollte ich haben.

Ein wichtiger Punkt ist noch, dass man die Wolkendecke auch möglichst als Karte einfügen sollte. Die mit den Vue-Atmosphären zusammen gelieferten Wolkenformationen werden in dieser Perspektive nur sehr klein dargestellt - sie wurden auch für andere Größenordnungen und Perspektiven entwickelt. Das kann manchmal naturgetreu aussehen, aber zumindest eine planetenweite Wolkenkarte hilft auf jeden Fall.

Zitat von Kushanku

Ob wir diese Supererde allerdings unbedingt brauchen in unserem Sonnensystem :nachdenklich: .....könnt ja doch ein wenig Unordnung entstehen im Reigen der Kräfte .

Die Frage ist in der Tat interessant. Man nimmt an, dass solche Supererden überwiegend aus Kollisionen anderer Protoplaneten oder Planetesimale hervorgehen. Der Bildung eines Planeten wie der Erde könnte dies im Weg stehen. Andererseits kennt man Systeme wie z.B. Kepler-186, wo sich gleich vier Supererden in weniger als einem Drittel der Orbitalentfernung des Merkur zusammendrängen. Auch diese Konstellation scheint stabil zu sein.

Noch etwas interessantes konnte man aus den bisherigen Daten auslesen. Sterne mit einem Metallgehalt wie dem der Sonne zeigen tatsächlich oft eine Supererde in einer engen Umlaufbahn. Da uns solch ein Himmelskörper fehlt, scheint das Sonnensystem in dieser Hinsicht tatsächlich etwas ungewöhnlich zu sein. Und von den bisher 15 bekannten Planeten in der lebensfreundlichen Zone ihrer Sterne findet man 12 in Systemen mit niedrigerem Metallgehalt als bei unserer Sonne. Diese bildeten sich in früheren Epochen der galaktischen Entwicklung, als das interstellare Gas noch nicht so stark mit Metallen angereichert war. Sollte sich dieser Trend bestätigen, dann wären wohl 80% der bewohnbaren Planeten der Galaxie älter als die Erde. Schon als die Erde sich bildete, könnte der Höhepunkt der Formierung wirklich erdähnlicher Planeten bereits überschritten gewesen sein. Bei Sternen mit Metallgehalten ähnlich dem der Sonne und höher (d.h., jünger) findet man hingegen oft große Gasplaneten. Deren Bildung scheint vom Metallgehalt des Gases abhängig zu sein.

In unserer heutigen Epoche werden sich wohl auch noch erdähnliche und bewohnbare Planeten bilden, aber nicht mehr viele wie einst. Diese Zeit scheint zumindest in unserer Galaxie vorbei zu sein.

Nachdem ich nun einige Versuche mit den Planeten absolviert habe, möchte ich meine Zwischenergebnisse kurz hier vorstellen. Die Planetenrender sind nicht ganz einfach und ich hatte anfangs das Problem, dass die erzeugten Planeten relativ flach aussahen. Auch die mit Vue mitgelieferten Materialien sind in dieser Größenordnung nur bedingt brauchbar, weil sie auf so große Entfernungen oft eher einfarbig aussehen. Hier ist mal mein Lösungsweg für einen einigermaßen überzeugenden Planeten. Das Szenario ist eines für Gliese 667Cc, einen etwa 3,8 Erdmassen fassenden Planeten, der einen roten Zwergstern umkreist und etwas mehr als 80% der irdischen Sonneneinstrahlung erhält. Die globale Temperatur schätzt man auf ca. 4°C, das sind 11°C weniger als auf der Erde.

Ich habe mich anfangs noch an diesem Tutorial orientiert ( http://www.e-onsoftware.com/wiki/Vue/index…eating_a_Planet ), fand das aber schwierig umzusetzen, weil es sehr viel Erfahrung voraussetzt und wichtige Schritte überspringt.

Ganz gut funktioniert es, wenn man sich den Planeten von unten nach oben konstruiert, also beim Gelände anfängt und mit den Wolken abschließt. Für das Gelände gibt es mehrere gute Seiten, auf denen man Kartenmaterial bekommen kann, wie z.B.
http://astrogeology.usgs.gov/tools/map
http://solarviews.com/cap/mars/marscyl2.htm
http://nasa3d.arc.nasa.gov/

Es beginnt mit einer Szene, deren Radius auf 6.400 km eingestellt ist. Dies ist der Radius der Erde und man kann sich z.B. bei den Meeres- oder Wolkenebenen an den tatsächlichen Gegebenheiten der Erde orientieren. Das Terrain ist ein prozedurales.

Die größte Schwierigkeit bestand für mich zunächst darin, ein brauchbares Relief auf den Planeten aufzutragen. Die ersten Ansätze - wo ich dem Tutorial noch gefolgt war - sahen einfach nur flach aus. Für das Beispiel hier habe ich eine Topographiekarte der Erde und des Mars zusammen mit einer fraktalen Funktion im "Altitude Production"-Fenster des Geländeeditors gemischt (analog zu dem im Tutorial gezeigten Beispiel). Dann habe ich unter "Funktion laden..." noch ein weiteres starkes Gelände dazugefügt. Das Vorschaufenster zumindest behauptet, dass auch die Planetenkarten noch verwendet und nicht komplett überschrieben werden... Die Skalierung der Funktion habe ich auf den Faktor 1000 eingestellt.

Danach muss das prozedurale Terrain allerdings selbst noch skaliert werden (im Hauptfenster). Hier fand ich es erforderlich, das Terrain in der Z-Ebene auf 30.000 bzw. 60.000 km zu dehnen. Rein logisch betrachtet ergeben diese Zahlen keinen Sinn, jedoch ist unterhalb dieser Schwelle einfach kein Höhenprofil zu sehen. Zwei Beispiele sind im Anhang eingefügt. Hier kann dann auch die Meeresebene eingefügt werden.

Im nächsten Schritt wird dem Gelände und auch dem Ozean ein passendes Material zugewiesen. Ich habe ein gemischtes Material verwendet und die Höhensteuerung auf den Meeresspiegel festgelegt. Es sind alles Materialien aus dem Vue-Fundus, aber die Skalierung ist auf Werte zwischen 100 und 500 erhöht. Auch das Meeresmaterial muss angepasst werden. Das Ergebnis ist im Anhang zu sehen.

Zum Schluss kommen die Atmosphäre und die Wolkenschichten. Man kann ganz gut mit der Standardatmosphäre beginnen und sich dann an ein für das Szenario passendes Ergebnis herantasten. Ich habe die Kilometerangaben für "Sky" und "Haze" etwas höher gesetzt, um eine dichtere Atmosphäre zu erhalten. Mit den Kugelszenen funktionieren allerdings nur solche Atmosphären, bei denen man im Atmosphäreneditor selbst die Sonnenfarbe nicht mehr verändern kann. Diese muss dann über das Sonnenobjekt eingestellt werden (in diesem Fall auf Rot). Gutes Wolkenmaterial gibt es übrigens hier:
http://www.shadedrelief.com/natural3/pages/clouds.html

Im Beispiel hier habe ich nacheinander drei Wolkenschichten eingfügt: einmal eine "High Cumulus"-Schicht in 1 km Höhe aus der Wolkensammlung, weil mir diese an der Tag/Nacht-Grenze einen sehr schönen Effekt erzeugt, und zwei Wolkenkarten in 3 bzw. 5 km Höhe. Hier geht man beim Wolkenmaterial zunächst auf "Planetary Cloud Base" und lädt darauf die Karte für die Dichteinformation der Wolke. An den Wolkenreglern lässt sich das Aussehen dann noch sehr flexibel anpassen. Das vorläufige Endergebnis ist unten zu sehen.

Bei Interesse kann ich auch gerne ein paar Bildschirmfotos nachliefern, für heute Abend waren mir das nur zu viele Dateien.

Danke, Kushanku.

Was bei Dir gelb erscheint - und bei mir hellbraun - ist eigentlich der mit Weiß eingestellte Schnee auf den Berggipfeln. Das rote Sonnenlicht gibt ihm eine besondere Einfärbung. Ich habe es erst einmal so gelassen - es kann auch schmutziger Schnee sein.

Merkwürdig ist nur, dass die Wolken - die teilweise niedriger gelegen sind als die höheren Berggipfel - auch ein weißes Material tragen und tatsächlich weiß erscheinen. :nachdenklich:

Vielen Dank Spacebones, Kushanku und Bluepix.

Zitat von spacebones

Möglicherweise werden die reflektierenden Strahlen im "Planetaren Projektionsmodus" anders (oder gar nicht) gebounct als in den normalen Render-Modi. (?)
Hab das bisher auch noch nie genutzt...

Das könnte durchaus sein. Womöglich müsste man die Farben dann anders einstellen.

Zitat von Kushanku

Was mir aber jetzt noch aufgegfallen ist beim Hineinkriechen ins Bild, die Relieftextur zeigt an manchen Stellen ein Raster. Ich weiß nicht , ob die Auflösung da etwas erhöht werden kann.

Ja, das fiel mir auch erst beim zweiten Hinsehen auf der Vergrößerung auf. Das muss ich noch korrigieren. Danke für den Hinweis.

Zitat von Bluepix

Bin auf Dein Endergebnis gespannt. Und danke für diesen Hinweis

Gern geschehen.

Mal etwas zur Entspannung:

Über den Wolken von Titan

Blick über die Wolken von Titan. Dieser größte Mond des Saturn ist von einer dichten, kohlenwasserstoffverseuchten Atmosphäre umgeben. Aus dem Weltraum und mit Teleskopen sind nur sehr wenige und sehr grobe Strukturen auf der Oberfläche zu erkennen. Fast überall befinden sich Wolken und darüber ein Bereich mit Hochnebel, in dem alle möglichen chemischen Reaktionen ablaufen. Die Farbgebung orientiert sich an den natürlichen Farben, so wie sie in ungefilterten Aufnahmen zu sehen sind.

Der Gasplanet entstammt dem "Gas Giant Ressource Kit" von Matthew Attard / Priteeboy:
http://priteeboy.deviantart.com/art/Gas-Giant-resource-pack-141078119

In echten Farben ist der Saturn deutlich blasser.

https://www.3d-board.de/galerie/index.…lken-von-Titan/
Die Szene besteht erneut aus einem kugelförmigen Planeten von 2600 km Radius, das entspricht ungefähr der echten Größe des Titan. Darauf habe ich in einigen Kilometern Höhe zwei Wolkenschichten und eine darüber hinaus reichende Nebelschicht gelegt. Der Planet im Hintergrund ist eine Ebene, eingefügt mit der Planetenfunktion von Vue.

Zitat von Kushanku

Wie schon inder Galerie geschrieben, finde ich den Mond mit Wolke + Nebel super gut.

Vielen Dank.

Zitat von Kushanku

Der Saturn ist leider zu platt. Hier könnte man, bevor das Teil in Vue auf die Plane kommt, mit einem Grafikprogramm doch etwas Krümmung reinbekommen. Eine Möglichkeit wäre, den Saturn duplizieren und aufhellen. Die beiden Planeten liegen jetzt genau übereinander. Eine Maske erstellen aus dem Planeten mit Verlauf nach innen und dann den hellen Planeten soweit weglöschen wie die Maske zulässt. Dann entsteht dadurch ein hellerer nach innen auslaufender Rand und bringt etwas 3D mit rein.

Den Trick kannte ich noch nicht, werde ich mal ausprobieren. Danke für den Tipp.

Das folgende Bild ist leider noch zu klein für die Galerie, daher gibt es hier nur eine Vorabversion. Der Vordergrundplanet ist wieder eine planetare (kugelförmige) Szene, den Mond bzw. den zweiten Planeten habe ich als Kugel umgesetzt, deren Oberflächenstruktur von einer Funktion gesteuert wird. Darüber habe ich in abgestuften Durchmessern eine Wasserkugel zur Nachbildung des Meeres, eine Wolkenkugel und eine hellblaue volumetrische Kugel zur Nachbildung der Atmosphäre gelegt.

Zusammenstöße zwischen Planeten sind glücklicherweise sehr seltene Ereignisse. Aber die Umlaufbahnen der Planeten folgen chaotischen Regeln und können manchmal von äußeren Störungen durcheinander gebracht werden.

Hier sieht der Beobachter einen Planeten am Himmel, der sich seiner eigenen Position annähert. Die beiden Planeten sind sich schon viel näher gekommen, als der Mond von der Erde entfernt ist. In bestenfalls wenigen Tagen werden sie in einem gigantischen Feuerball verschmelzen und ein neuer, größerer Planet wird aus den Trümmern entstehen.

In einem etwas günstigeren Szenario werden die beiden Planeten knapp aneinander vorbeiziehen. Allerdings wird dann die gegenseitig wirkende Schwerkraft sie auf gänzlich neue Umlaufbahnen schleudern. Der Zusammenstoß kann später immer noch erfolgen, falls sich die neuen Umlaufbahnen überschneiden sollten. Oder beide Planeten geraten auf extrem exzentrische Umlaufbahnen, die sie einem gänzlich ungewissen Schicksal entgegen führen.

Danke @SIG, @Kushanku und @spacebones.

Ich versuche gerade noch einen größeren Render in 1200x800, aber den kann ich nur in Etappen rendern. Der Mond mit seinen Strukturen braucht ewig lange.

Zitat von spacebones

Jou!! Obwohl - ich möchte sowas nie live sehen müssen...

Im Film "Armageddon" gibt es ein passendes Zitat dazu: "Wir haben einen Platz in der ersten Reihe..."

Aus einer ähnlichen Kollision dürfte auch das Erde-Mond-System entstanden sein. Man ist sich inzwischen relativ sicher, dass ein Kollisionsszenario den Mond und seine chemische Übereinstimmung mit dem Material des Erdmantels am besten erklären kann. Gerade der Befund, dass das Mondmaterial in nahezu allen chemischen Elementen identisch ist mit dem Erdmantel, lässt kaum noch eine andere Erklärung zu. Datiert wird das Ereignis auf 4,5 Milliarden Jahre vor unserer Zeit, relativ kurz nach der Bildung des Planeten. Die Protoerde und Theia - der angenommene Kollisionskörper - dürften aber beide noch nicht so weit ausdifferenziert und viel heißer gewesen sein.

Die Kollision damals war für uns gut, denn der große Mond stabilisiert die Erdachse und hatte einen großen Einfluss auf die Entwicklung des Lebens. In späteren Phasen jedoch - so wie in dem Bild - wirkt so etwas eher zerstörerisch.

Zitat von FirePhoenix

Waow, die Mini-Version find ich jetzt schon mega. Bin auch gespannt wie das in groß aussieht.

Danke Dir und auch @mermaid, ich auch.
Bei der Szene gibt es leider eine unglückliche Skalierung der Renderzeiten. In 300x200 (mit ansonsten exakt denselben Einstellungen) war das Bild schon nach einer halben Stunde fertig. Der obige Render in 600x400 brauchte schon über 24 Stunden und der Ansatz in 1200x800 läuft jetzt seit eineinhalb Tagen und steht im Vorscan ("Prepass" des "Global Illumination"-Beleuchtungsmodells) noch bei 17%. Heileluja....