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大阪工業大学 情報科学部 宇宙物理・数理科学研究室　2020年度　卒業研究

ヒッパルコス衛星の恒星位置データを用いた宇宙立体地図アプリの作成

Q17005　石上裕望

2021/2/26 作成
概要 / 目次 /

概要

本研究では、恒星の位置に対する理解度を高めるためのアプリケーションを作成した。実際の星位置の3次元データ（６等星までの15404個）を用いてプラネタリウムのように見かけの星空を表示する機能と、更に恒星位置の立体地図を表示し、インタラクティブに操作できる教育教材を作成した。

入手したデータはヒッパルコス衛星による赤経α、赤緯δ、視差θ、見かけの光度Lである。恒星までの実距離Rは、地球太陽間の距離をaとしてR=a/sinθとなる。(α，δ)を用いて、Rを一定にすれば、プラネタリウムのような半径一定の天球面に射影した星の位置になる。(α，δ)とRを用いると、星の3次元位置が得られる。そこで、これらのデータから、地球からの見かけの全体図を作成するとともに、3次元的に分布した立体地図の作成をした。

アプリケーション作成にはunityを用いた。unityを使うメリットは３D表示された画面を容易に作成することができることである。unity内では、C#言語が使われるが、読み込む恒星データの処理などは、一度C言語で行い、C#形式で出力したものを用いた。星の等級ごとに表示する大きさや色を変えたほか、複数の星座を線で引く工夫をした。

アプリケーションの機能としては以下の操作ができる。

1.絶対光度と見かけの光度の変換をして、実際の星の本来の明るさを確認できる。

2.視点の変更を当てることで簡単に見たい方向を指定することができる。

3.天の赤道/春分点・秋分点の表示できる。

4.太陽以外の星から見た恒星の配置を表示できる。

操作上の工夫として子どもでも直観的に操作できるように設定した。

目次

  1. 序論
    1. 背景
    2. 目的
    3. 本論文の構成
  2. ヒッパルコスデータ
    1. ヒッパルコス衛星
    2. ヒッパルコス星表
    3. ヒッパルコスデータ
    4. 赤経と赤緯の定義
    5. 年周視差
    6. 換算後のヒッパルコスデータ
    7. 見かけの光度と絶対光度
      1. 見かけの光度
      2. 絶対光度
      3. 見かけの光度と絶対光度の換算
  3. unity でのアプリケーション作成
    1. unity について
    2. アプリ概要
    3. 星の配置
      1. スクリプト
      2. プレハブの作成
      3. 星の配置
    4. カメラ
      1. カメラの配置
      2. カメラの向きを操作
      3. カメラの位置を操作
    5. アプリ化
  4. まとめ

プラネタリウムモード

一度下のunity WebGL内の図上でマウスをクリックすると，以下のキーボード上の操作で動かすことができます．

恒星3次元配置モード

一度下のunity WebGL内の図上でマウスをクリックすると，以下のキーボード上の操作で動かすことができます．