zápočtový program, letný semester 2018/2019

Program má za úlohu simulovať pohyb planét Slnečnej sústavy a vykresľovať trajektóriu ich pohybu v čase. Vzdialenosti medzi objektami, excentricity ich dráh a ich hmotnosti sú skutočné hodnoty, pre lepšiu vizualizáciu sú však jemne upravené pomery veľkostí týchto objektov, aby bol zážitok z pozorovania simulácie čo najlepší.

Čas je meraný v pozemských dňoch a rokoch, zobrazuje sa v ľavom hornom rohu nami viditeľného vesmíru. Počas používania programu je odporúčané nepodliehať panike.

Používateľ má možnosť meniť chod simulácie takto:

• tlačidlo "Start the simulation" - na začiatku vykreslí počiatočnú pozíciu sústavy. Predvolene sú viditeľné všetky objekty SLnečnej sústavy, preto sú aj veľmi malé.

• tlačidlo "Start"/"Stop" - rozhýbe/zastaví pohyb planét.

• tlačidlo "Reset" - vráti sústavu do pôvodného stavu, t.j. objekty sa znovu nachádzajú na štartovacích pozíciách. Na štartovacie pozície sa sústava dostane automaticky aj po zmenení "Rendering options", módu alebo viditeľnosti objektov a ich trajektorií.

• tlačidlo "Mode" - mení vzťažnú sústavu. Na začiatku je pohyb objektov vykresľovaný vzhľadom k Slnku, po prepnutí režimu sa objekty pohybujú vzhľadom k Zemi.

• box Visible objects - po odškrtnutí daný objekt zmizne spolu aj s jeho stopou. Po opätovnom zaškrtnutí sa objekt znovu objaví (bez stopy, tú si treba potom zaškrtnúť dodatočne). Predvolene sú viditeľné všetky objekty. **Po zmiznutí najvzdialenejšieho objektu sa veľkosť zvyšných objektov automaticky preškáluje, aby boli čo najlepšie viditeľné **(ale zároveň si stále zachovali vzájomné pomery veľkostí).

• box Visible trace - zapína/vypína viditeľnú stopu daného objektu. Predvolene sú zapnuté stopy všetkých objektov.

• box Rendering options:

  • Speed - mení rýchlosť vykreslenia novej pozície. Je možné prepínať medzi rýchlosťami 10 ms, 100 ms a 1000 ms.
  • Accuracy - upravuje presnosť výpočtov novej pozície. Predvolene je dt = 20000 s, je však možné nastaviť hodnotu na 5000-5000000 s. Pri práci so vzdialenejšími planétami je dostačujúca menšia presnosť výpočtu. Pri práci s viditeľnými len blízkymi planétami je ale potrebné presnosť zvýšiť. Ak je pri blízkych planétach zvolená prislabá presnosť, môžu byť planéty nemilosrdne katapultované do zabudnutia. So zmenou presnosti sa mení aj samotná rýchlosť planét - čím vyššia presnosť, tým pomalšie sa objekty pohybujú.

Prajeme príjemnú zábavu!

Program je napísaný v jazyku C# a používa Windows Forms. Dáta použité na chod Slnečnej sústavy sú čerpané z textového súboru "planety.txt", používateľ si v prípade záujmu môže vstupné údaje upraviť. Práca programu je rozdelená do tried:

• Každý objekt je uložený v triede Teleso, obsahuje informácie o svojej veľkosti, excentricite dráhy, hlavnej poloosi trajektórie, hmotnosti (pri vykresľovaní nás ešte zaujíma jeho viditeľnosť a viditeľnosť stopy). Jediná dôležitá metóda tejto triedy je metóda zisti_init_hybnosť(), ktorá podľa vzdialenosti od Slnka vypočíta vektor hybnosti planéty na začiatku simulácie.

• Trieda Sustava je trieda starajúca sa o array objektov Teleso, má na starosti aj fyzikálnú stránku simulácie. Tú nám zabezpčujú metódy update_sila(), update_hybnost() a update_pozicia(). Tieto metódy operujú so zvolenou hodnotou dt a Newtonovým gravitačným zákonom.

• trieda Vykreslovanie má na starosti celú vizuálnu stránku simulácie. Preškáluje skutočné pozície objektov (pomocou funkcie preskaluj()) tak, aby boli všetky viditeľné na našej vesmírnej ploche. Pri každom preškálovaní obsahuje aktualizované "pixelové vzdialenosti" objektov od Slnka (v poli pozicie_pix_zakl). V závislosti od režimu je vytvorený vektor posun, ktorý na začiatku posunie všetky objekty tak, aby bola celá ich trajektória viditeľná na ploche. Po určení režimu sústavy heliocentrický/geocentrický (prepínanie metódami helio() a geo()) prepočíta pozície objektov vzhľadom k Zemi alebo vzhľadom k Slnku. Po uložení správnych vykresľovacích pozícií objektov do poľa pozicie_pix_vykr následne funkcia vykreslí bodku trajektórie a posunie planétu na novú pozíciu pomocou metódy updateni_pozicie(). Bodky sú tvorené pomocou System.Drawing, samotné objekty sú obrázky v PictureBox-och.