NVIDIA y el programa Celestia:
una ventana abierta al universo

 
 
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“El programa Celestia atrae a gran variedad de personas, desde estudiantes hasta científicos e ingenieros de la NASA. Al llevar las imágenes de altas prestaciones desde servidores de alto nivel hasta equipos normales, NVIDIA también lleva esta capacidad a todas las aulas y hogares. Celestia es un hito en la programación—nos abre a todos una ventana a nuestro universo.” Alan Federman, ingeniero senior de Raytheon Technical Services Co., LLC, Centro de investigación Ames de la NASA.

Imagen: Imagen de alta resolución de Marte vista con Celestia.


La gran imagen
Combine habilidades de programación de gráficos con amor a la ciencia—astronomía y exploración del espacio en particular—y obtendrá un potente software nuevo de visualización 3D que está cambiando la forma en que las comunidades científicas y académicas ven nuestro universo. Creado por Chris Laurel antes de llegar a NVIDIA, el programa Celestia se ejecuta en cualquier PC, sistema Linux o Macintosh, y está optimizado para ofrecer una impresionante calidad de imagen con las soluciones gráficas NVIDIA Quadro® y NVIDIA GeForce™.

Celestia es un programa de astronomía de código abierto que muestra imágenes de alta resolución como la imagen superior de Marte. Celestia muestra estas imágenes aprovechando la aceleración de NVIDIA en las texturas de alta resolución y los mapas de rugosidad. Los mapas de rugosidad destacan especialmente cuando se observan las nítidas representaciones de las grandes montañas que hay cerca del borde del hemisferio iluminado de Marte. La mayor de las montañas es el monte Olimpo—tres veces más grande que el monte Everest, se trata del mayor volcán del sistema solar.

Celestia puede descargarse gratis del sitio web de NVIDIA. Celestia accede a catálogos de estrellas y galaxias, y a bibliotecas de imágenes de la NASA, para permitirle “volar” por el universo.

Una nueva perspectiva
Quizá Chris debería haber sido astronauta. Siempre ha amado la astronomía y le ha fascinado la exploración del universo. Por suerte para la comunidad científica, se dedicó al desarrollado de software, concretamente en el área de gráficos 3D de NVIDIA.

Introducción: Chris Laurel decidió poner a prueba sus habilidades de programación de gráficos en 3D y crear una nueva herramienta para visualizar los planetas, naves espaciales, estrellas y galaxias de nuestro universo.

El reto: El programa Celestia está escrito para no depender de ninguna plataforma. La funcionalidad OpenGL® de SGI aportaba capacidades básicas para crear la solución de visualización, pero Chris quería maximizar la claridad visual y aportar a los usuarios las mejores vistas posibles de los datos existentes. La fiabilidad también era un reto, ya que Chris descubrió que muchos controladores de software OpenGL eran inestables y estaban llenas de errores.

Solución: Si se combina con las plataformas gráficas de NVIDIA, el programa Celestia ofrece la mejor calidad de imagen a científicos, estudiantes y cualquiera que explore el espacio. Celestia aprovecha al máximo la aceleración de hardware de NVIDIA, produciendo los mejores mapas de rugosidad, sombras y renderizados atmosféricos, cuando se ejecuta en productos NVIDIA Quadro y GeForce.

Ventajas: La eficiente implementación de software y los controladores, fiables y de alta calidad de NVIDIA ofrecen una plataforma sólida y estable para Celestia. Una impresionante calidad de imagen asegura que la próxima generación de exploradores del espacio está cautivada e inspirada por el uso de Celestia.
Chris se sitió atraído por el reto de escribir una aplicación gráfica 3D. Él quería crear algo nuevo e intelectualmente interesante, y que aprovechara además la potencia de las soluciones gráficas Quadro de NVIDIA. Su interés en la astronomía le dictó la dirección perfecta, sobre todo cuando vio que los únicos programas para visualización del espacio—predominantemente programas para planetarios—estaban restringidos a 2D y sólo presentaban la vista del firmamento desde la perspectiva terráquea. Hoy, el resultado del trabajo de Chris recibe elogios de la NASA, educadores y alumnos—las personas que han usado y contribuido al programa Celestia de Chris para darse un paseo virtual por el espacio exterior. El programa representa un gran salto adelante con respecto a software planetario anterior cuyas vistas 2D limitadas de la Tierra sólo podían verse en la cúpula esférica de un planetario.

“El programa Celestia atrae a gran variedad de personas, desde estudiantes hasta científicos e ingenieros de la NASA”, explica Alan Federman, ingeniero senior del centro de investigación Ames de la NASA. “Al llevar las imágenes de altas prestaciones desde servidores de alto nivel a equipos normales, NVIDIA también lleva esta capacidad a todas las escuelas y hogares. Celestia es un hito en la programación—nos abre a todos una ventana a nuestro universo.”

Parte del objetivo de la NASA es poner a disposición del público los datos de las misiones. La NASA también busca formas de hacer más interesantes los estudios de ciencias. Colaboran activamente con los profesores y trabajamos con ellos para desarrollar técnicas y herramientas que atraigan a los estudiantes. Federman afirma “parte importante de nuestra misión en la NASA es inspirar a la próxima generación de exploradores. Con este fin, queremos dar a los profesores las herramientas que ilusionen a los alumnos para que se orienten hacia ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas. Celestia es una herramienta valiosísima para interesar y educar a jóvenes de EE.UU. y todo el mundo.”

Celestia sigue siendo la pasión de Chris, que sigue trabajando en el programa durante su tiempo libre. Otros desarrolladores, entre ellos la NASA, ahora contribuyen al programa, que ha crecido hasta aproximadamente 100.000 líneas de código. Federman resume: “Celestia ya es un gran éxito entre profesores y alumnos, y creemos que algunos centros tecnológicos y museos también serían un lugar ideal para Celestia. Tenemos muchas ideas para ampliar el uso de Celestia en la NASA. Ya vemos en el horizonte la posibilidad de usar gafas 3D para disfrutar de una experiencia verdaderamente impresionante. Celestia tiene el potencial para de cambiar las cosas de forma significativa y positiva, a fondo.”


Use Celestia para seguir el trayecto que la nave Cassini realizó en su órbita alrededor de Saturno el 1 de julio de 2004.


Su ventana al firmamento

Celestia, el programa de Chris Laurel ya descargado más de tres millones de veces, sirve a modo de poderoso puerta de entrada al creciente número de bases de conocimiento espacial y planetario. Esta potente herramienta usa la potencia de los gráficos de NVIDIA para permitir a los usuarios explorar visualmente enormes conjuntos de datos, incluidos catálogos de estrellas y galaxias y colecciones de datos en imagen reunidos por naves interplanetarias. Desde ordenadores de sobremesa o portátiles, los usuarios disponen de la flexibilidad para ver la información de muchas formas.

Viaje en el tiempo: Huya del presente y use Celestia para conocer sucesos futuros, como ver la última manga del viaje de Cassini a Saturno.

 

Todos los usuarios de Celestia pueden seguir el trayecto que la nave de la NASA realizó para alcanzar su órbita alrededor de Saturno el 1 de julio de 2004. En enero de 2005, Cassini lanzará la sonda Huygens para que aterrice en Titán, la luna de Saturno, y de la primera ojeada a una superficie que se ha especulado que contiene mares de etano líquido.

También puede volver a los tiempos de los primeros acontecimientos astronómicos y, por ejemplo, ver el eclipse solar de que hablara Shakespeare en su obra El Rey Lear. (Se cree que Shakespeare se refería al eclipse solar del 2 de octubre de 1605, cuando los residentes de Londres vieron como la Luna oscureció el 90 por ciento del Sol.)

Recorra dinámicamente los datos: Recorra el espacio siguiendo las rutas de naves espaciales anteriores o actualmente en vuelo.

Inspeccione la Tierra o cualquier otro planeta, el Sol, galaxias distantes y otras entidades astronómicas: Acérquese a ver la superficie de los planetas, o vea modelos 3D detallados de las naves lanzadas desde la Tierra.

Ninguna otra herramienta de visualización 3D ofrece una forma tan potente de ver nuestro universo, y la combinación de una plataforma para PC y los gráficos de NVIDIA hacen esta impresionante visualización accesible al mayor número de personas posible. Los profesores usan Celestia para interesar a los alumnos sobre la ciencia, y los científicos de la NASA y otras organizaciones de investigación aprovechan Celestia para dar acceso realista a sus datos espaciales. Además, el público general usa Celestia para ver el espacio, incluidas las últimas imágenes de Marte enviadas por el Mars Global Surveyor, que ahora orbita alrededor del planeta rojo. Celestia y su código fuente pueden descargarse gratis del sitio web de NVIDIA. El programa se escribió para ser abierto y flexible, y Chris espera que facilitará otros avances en soluciones de visualización. “Hoy, la NASA es una de las organizaciones que apoyan con entusiasmo la aplicación Celestia,” dice Patrick Hogan, responsable del proyecto de tecnología del aprendizaje de la NASA.


Celestia permite ver la nave espacial Global Surveyor en órbita sobre Marte, y examinar imágenes de alto detalle de planetas, estrellas y otros sistemas solares.


Un turbo que da NVIDIA

El programa Celestia se ejecuta en muchas plataformas y no depende de ninguna tarjeta de gráficos. Sin embargo, Chris explica: “ejecutar Celestia con tarjetas NVIDIA Quadro o GeForce da a los usuarios la mejor calidad de imagen. Los sombreadores de vértice y píxel de NVIDIA se usan para renderizar superficies del planeta con mapas de rugosidad, sombras precisas par los eclipses y efectos atmosféricos reales.”

La solución de gráficos NVIDIA también ofrecen gran cantidad de memoria (hasta 256MB) y ancho de banda (hasta 27,7GBps). Celestia aprovecha esta capacidad de memoria y velocidad para crear texturas detalladas y una experiencia visual mejor en general.

Cuando Chris empezó a desarrollar Celestia, aprendió mucho de las soluciones gráficas para ordenadores de sobremesa. Se vio particularmente impresionado por la fiabilidad de las soluciones de NVIDIA y la eficiencia de controlador de NVIDIA. Chris comenta: “otros controladores OpenGL tenían simplemente demasiados defectos. Con NVIDIA, sólo tuve que preocuparme de un controlador para todas las tarjetas gráficas NVIDIA, y el software es sólido. En un momento durante mi proyecto, descubrí un fallo en el controlador de NVIDIA. Contacté con NVIDIA y lo arreglaron en tres días.”


Chris estaba tan impresionado con las prestaciones superiores del hardware de NVIDIA y la fiabilidad del software de NVIDIA que se presentó para un trabajo en NVIDIA. Como explica, “quería trabajar en la mejor empresa de gráficos 3D. Fue excelente interactuar con NVIDIA al crear Celestia, y ahora consigo estar implicado en el desarrollo de las plataformas que darán soporte a las capacidades de última tecnología de Celestia.”

Descargar Celestia (.exe, 10MB)


Las GPU de NVIDIA permiten a Celestia poner en práctica efectos realistas de falta de transparencia atmosférica.


 
 
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