HN Eksklusif: Simulasi Lubang Hitam yang Akurat Secara Fisik Dilihat Lewat Kamera iPhone

 (apps.apple.com)
2 poin oleh GN⁺ 2024-11-20 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Black Hole Vision adalah aplikasi edukasi gratis yang menempatkan lubang hitam di bidang pandang kamera iPhone dan mendistorsi video langsung seperti lensa gravitasi untuk menunjukkan bagaimana dunia di sekitarnya akan terlihat di depan lubang hitam
  • Video langsung diproses menyerupai cara cahaya bintang dibelokkan, dan memungkinkan pengguna melihat photon ring, yaitu citra yang terlensakan kuat di sekitar lubang hitam
  • Pengukuran photon ring terhubung dengan target observasi satelit orbital Black Hole Explorer(BHEX) di masa depan, yang dijadwalkan mengambil gambar paling tajam dalam sejarah astronomi
  • Kode implementasi tersedia secara publik di GitHub, bersama dokumen yang menjelaskan persamaan lensa lubang hitam dan cara kerja implementasi Black Hole Vision
  • Version 2.1 menambahkan pengambilan tangkapan layar, penjelasan fitur, dan penyembunyian feed video picture-in-picture, sementara Version 2.0 mendukung lubang hitam Kerr yang berotasi dan perubahan nilai spin

Efek lensa lubang hitam dilihat lewat kamera iPhone

  • Black Hole Vision adalah aplikasi edukasi gratis yang dirancang dengan fokus pada kamera iPhone
  • Aplikasi ini menempatkan lubang hitam di dalam bidang pandang kamera, lalu memproses feed video langsung dengan efek lensa gravitasi
  • Pemrosesan lensa ini bekerja dengan bentuk yang sama seperti cara lubang hitam membelokkan cahaya bintang di sekitarnya
  • Simulasi ini mencakup photon ring, yaitu citra yang terlensakan kuat di sekitar lubang hitam

photon ring dan Black Hole Explorer

  • Pengukuran photon ring terhubung dengan target observasi astronomi masa depan yang akan dilakukan di luar angkasa
  • Black Hole Explorer adalah satelit orbital yang dijadwalkan mengambil gambar paling tajam dalam sejarah astronomi
  • Photon ring yang terlihat di Black Hole Vision dapat dipandang sebagai visualisasi edukatif untuk memahami target observasi BHEX

Kode open source dan dokumen implementasi

  • Kode Black Hole Vision tersedia secara publik di GitHub
  • Repositori tersebut mencakup dokumen yang menjelaskan persamaan lensa lubang hitam dasar dan cara implementasi aplikasi
  • Kode ini ditulis oleh Trevor Gravely dari Vanderbilt University, dengan masukan dari Dr. Roman Berens dan Prof. Alex Lupsasca
  • Masukan dan komentar dari Dominic Chang juga dicantumkan dalam acknowledgments
  • Proyek ini didukung oleh CAREER award PHY-2340457 dan grant AST-2307888 dari National Science Foundation

Lisensi dan materi yang digunakan

  • Aplikasi ini menyertakan kode yang mem-port implementasi Jacobi elliptic functions dan elliptic integrals dari GNU Scientific Library(GSL) ke Metal
  • Komponen tersebut dilisensikan di bawah GNU General Public License v3.0(GPL-3.0)
  • Lisensi lengkap dan kode sumber dapat dilihat di repositori GitHub BlackHoleVision
  • Gambar lensa galaksi spiral Messier 101 dibuat menggunakan materi yang diproduksi oleh NASA dan STScI, dan materi aslinya tersedia di HubbleSite

Versi, privasi, dan kompatibilitas

  • Version 2.1 didaftarkan pada 25 November 2024 dan mencakup pengambilan tangkapan layar, penambahan penjelasan fitur, serta penyembunyian feed video picture-in-picture
  • Version 2.0 didaftarkan pada 16 November 2024 dan menambahkan lubang hitam Kerr yang berotasi serta fitur untuk mengubah nilai spin lubang hitam berotasi oleh pengguna
  • Version 1.0 didaftarkan pada 30 Oktober 2024
  • Pengembang Alexandru Lupsasca menandai bahwa praktik privasi aplikasi dapat mencakup pemrosesan data, dan Apple belum memverifikasi informasi tersebut
  • Berdasarkan informasi aplikasi, ukurannya 67.1 MB, bahasanya English, dan rating usianya 4+
  • Syarat kompatibilitasnya adalah iPhone dengan iOS 17.5 atau lebih baru, Mac dengan macOS 14.5 atau lebih baru serta chip Apple M1 atau lebih baru, dan Apple Vision memerlukan visionOS 1.2 atau lebih baru

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-11-20
Komentar Hacker News

  • Halo! Kami Dr. Roman Berens, Prof. Alex Lupsasca, dan mahasiswa doktoral Trevor Gravely, yang meneliti fisika di Vanderbilt University. Kami senang memperkenalkan Black Hole Vision: https://apps.apple.com/us/app/black-hole-vision/id6737292448
    Black Hole Vision menyimulasikan efek lensa gravitasi dari black hole dan menerapkannya ke video kamera iPhone. Kami mengimplementasikan persamaan lensa yang diturunkan dari relativitas umum untuk menghasilkan efek yang akurat secara fisika. Detailnya bisa dilihat di https://arxiv.org/abs/1910.12881.
    Aplikasi ini bisa menempatkan black hole di depan kamera utama sehingga lingkungan sekitar tampak dibengkokkan seperti lensa oleh black hole, atau menaruh black hole di depan kamera depan dalam mode “selfie” untuk menampilkan diri Anda dengan efek lensa yang diterapkan.

    • Ada beberapa opsi tambahan yang bisa dipilih saat menggunakan aplikasi. Opsi lensa pertama adalah “Static black hole”. Dalam mode ini, aplikasi menyimulasikan black hole Schwarzschild yang tidak berotasi.
      Ada dua sub-mode yang mengubah sudut pandang yang disimulasikan: “Realistic FOV” dan “Full FOV”. Mode sudut pandang realistis mencerminkan sudut pandang kamera iPhone yang terbatas, sehingga membuat beberapa area gelap bercabang di tengah layar. Ini mencakup “black hole shadow”, yaitu berkas cahaya yang jatuh ke black hole, serta “blind spots”, yaitu arah yang tidak masuk ke bidang pandang kamera depan maupun belakang.
      Mode sudut pandang penuh bertindak seolah kamera memiliki sudut pandang tak terbatas yang mencakup semua sudut, sehingga membuat satu bayangan black hole berbentuk lingkaran di tengah layar. Berikutnya, jika memilih mode “Kerr black hole”, Anda bisa menambahkan rotasi, atau spin, pada black hole, dan juga menyesuaikan kecepatan rotasi “a” yang ditampilkan sebagai persentase dari spin maksimum.
    • Sepertinya ini juga bisa disediakan sebagai App Clip agar orang bisa mencobanya tanpa memasang aplikasi: https://developer.apple.com/app-clips/
    • Hasil yang terlihat agak membingungkan. Dalam praktiknya, tampaknya tidak ada apa pun yang menghilang.
      Untuk sebuah black hole, saya mengira bukan hanya tampilan di suatu area yang berubah, tetapi sebagian yang ada di sana juga harus memiliki efek tampak menghilang.
    • Black hole yang dihasilkan di pratinjau tidak terlihat terlalu akurat. Sepertinya harus ada bayangan berbentuk lingkaran seperti ini: https://i.imgur.com/zeShgrx.jpeg

  • Keren. Mungkin saya hanya akan memakainya sekitar 5 menit, mengagumi matematika di baliknya, lalu lanjut ke hal lain, tetapi tetap saja ini aplikasi yang cukup keren.
    Namun saya punya ide yang mungkin membuat orang terus memakainya di v1.1. Apakah iPhone punya daya pemrosesan yang cukup untuk menggabungkan ini dengan augmented reality? Maksudnya, bisakah singularitas “dipasang” pada posisi tetap di ruang, lalu kita berjalan mengelilinginya sambil memegang ponsel?
    Kalau bisa, ini mungkin bisa berkembang menjadi aplikasi berpendapatan sangat modest, dengan memungkinkan orang memasang singularitas, bintang neutron, dan semacamnya di dunia nyata, lalu membagikannya secara opsional dengan orang lain yang lewat. Misalnya, akan menarik melihat singularitas yang dipasang seseorang di dekat Washington Monument. Secara umum, akan menyenangkan jika bisa bermain-main dengan efek gravitasi terhadap cahaya lewat AR.

    • Saya ingin sangat mendukung ide ini. Akan luar biasa jika dibuat dengan pendekatan AR, sehingga kita bisa memasang black hole dengan radius tertentu di ruang keluarga dan berjalan mengelilinginya.
      Ide augmented reality berbasis berbagi lokasi dari komentar induk juga sangat keren. Untuk yang seperti itu, saya bersedia membayar beberapa dolar. Elemen sosial juga bisa ditambahkan, misalnya membuat black hole yang ditinggalkan orang di berbagai tempat nyata saling bergabung.
      Kalau nanti Anda ingin menjalankan infrastruktur murah untuk meng-host data lokasi black hole yang ditinggalkan orang-orang, hubungi saya. Saya bisa membantu bagian itu.
    • Ide yang bagus! Salah satu alasan kami memulai dari iPhone memang karena sejak awal kami memikirkan kemungkinan memperluasnya ke Apple Vision Pro.
      Seperti yang saya tulis di komentar lain, proyek ini adalah bagian dari upaya outreach untuk membuat publik dan siswa tertarik pada fisika black hole, jadi kodenya akan selalu tetap gratis dan open source.
    • Augmented reality tradisional yang sekadar menimpakan sesuatu di atas feed kamera saat ini saja tidak cukup; dibutuhkan pemindaian 3D atas seluruh lingkungan yang dapat “dilihat” black hole dari posisi tempat black hole diletakkan.
      Sebab black hole pada dasarnya bertindak seperti kamera 360 derajat, sehingga dari sudut tertentu ia bisa membuat apa pun di sekitarnya terlihat. Bukan mustahil, tetapi lebih sulit daripada “sekadar” memakai feed augmented reality.
    • Tidak semuanya harus menghasilkan uang :)

  • Sangat bagus. Tapi akan lebih baik lagi kalau saya bisa mencobanya sendiri! Apakah ada kemungkinan port Android, mungkin untuk perangkat dengan GPU kelas atas?

    • Versi black hole berotasi yang kami implementasikan memerlukan kode GPU, dan mem-port-nya ke Android tidak sederhana. Namun akan sangat bagus jika ada yang mengambil kode open source-nya dan membuat port tersebut!
      Sementara itu, silakan lihat kode yang dibuat Dominic Chang, mahasiswa pascasarjana Harvard, yang mengimplementasikan efek lensa black hole Schwarzschild tidak berotasi di browser:
      https://dominic-chang.com/bhi-filter/

  • Sebaiknya gunakan screenshot pratinjau lain di halaman App Store. Screenshot pertama dan paling penting sama sekali tidak menunjukkan efek yang diterapkan.
    Memakai gambar galaksi juga tidak terlalu cocok dengan pengalaman penggunaan aplikasi yang sebenarnya.

  • Pikiran pertama saya adalah apa yang akan terjadi jika aplikasi ini diarahkan ke layar lain yang menampilkan gambar seperti ini. Saya tahu itu tidak realistis karena sumbu z dan sudut pandang, tetapi cukup menarik.
    https://esahubble.org/images/heic0609a/

  • Saya baru saja mencoba memakainya, tetapi crash saat pertama kali dijalankan, dan setelah saya menutup aplikasi lalu mencoba lagi, sekarang tidak bisa dibuka. Akan saya instal ulang dan coba lagi. iPhone 16 Pro, iOS 18.1.
    Tambahan singkat: setelah melakukan itu, sekarang berfungsi dengan baik. Saat pertama kali dijalankan, sepertinya macet pada tahap meminta izin penggunaan kamera.

    • Senang mendengar aplikasi berjalan pada percobaan kedua! Dulu ada bug pada implementasi integral eliptik yang menyebabkan aplikasi crash, tetapi saya kira sekarang sudah kami hapus. Semoga kali ini hanya kebetulan. Apakah ada orang lain yang mengalami masalah yang sama?

  • physically accurate
    event horizon doesn't appear in my room
    :(

  • Langsung saya unduh. Saya memang lemah terhadap apa pun yang berkaitan dengan black hole.

    • Senang mendengarnya! Anda mungkin juga akan menikmati membaca tentang Black Hole Explorer (BHEX). Ini adalah misi antariksa yang masih dalam tahap proposal, bertujuan mengambil gambar paling tajam dalam sejarah astronomi dan mengurai serta mengamati “photon ring” cahaya yang mengorbit di sekitar black hole.
      https://www.blackholeexplorer.org/