Kerr-Newman 数学拆解
固定高清 Kerr-Newman 黑洞画面

这里固定展示原高清黑洞定帧;下面每个函数用轻量代码演示光线怎么运动,不再让整页持续跑重型光追。

进入真实黑洞模拟

渲染管线

一帧画面从哪里来

01光线生成

屏幕上的一个点,先变成从相机射出去的一条光线。

02黑洞几何

黑洞自旋和电荷把“距离、方向、时间流速”改写成弯曲空间规则。

03四步积分

光线不是直走,而是一小步一小步被空间拉弯。

04吸积盘颜色

撞到吸积盘时,温度、速度、红蓝移决定颜色和亮度。

05像素总追踪

把所有判断收束成这个像素最后看到的颜色。

公式实验室

维基公式实验室

公式运动演示 curvature = 0.00

对应到黑洞代码

函数卡片

每个函数单独拆开看

历史

这些公式背后的名字

Einstein

广义相对论把引力解释为空间和时间的弯曲,这是整套黑洞渲染的物理底层。

Roy Kerr

Kerr 解描述旋转黑洞。画面里的拖拽、环状阴影、非对称光线都和自旋有关。

Newman 等人

Kerr-Newman 解把电荷加入旋转黑洞。网页可以把电荷作为概念保留,但教学时先强调自旋更直观。

Runge-Kutta

RK4 是数值积分方法:不知道完整路线时,就用四次估计走下一小步。

Ken Perlin

Perlin noise 负责让吸积盘像真实流体一样有纹理,而不是一张死板渐变图。

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