Zen Stargazer
在 Meta Quest 混合實境裡抬頭看星星，為什麼會覺得「好真實」？ 這篇文章說明我們怎麼用天文資料重建夜空、產品有哪些特色， 以及天狼星的星芒、暗星一閃一閃，在技術上分別是怎麼來的。
一、真實感從哪裡來？
核心不是「畫一張漂亮的星空貼圖」，而是： 用真實天文資料 + 依時間與地點重算 + MR 混合呈現。 你抬頭看到的，是「此刻、此地、應該長什麼樣」的夜空。
1. 恆星：來自 Hipparcos 星表
- 恆星位置來自 Hipparcos-2 官方星表（J2000 赤經、赤緯、視星等）。
- 一般模式約到 6.2 等；進入全天球／宇宙模式再補到約 7.0 等 暗星。
- 每顆星的亮度與大小依星等換算，不是全部一樣大。
- 用 GPU 實例化一次畫成千上萬顆星，在 Quest 上仍能維持流暢；畫面帶有光暈與十字星芒感。
2. 時間與地點：天空會「動」
- 輸入觀測時間（UTC）與經緯度，計算地方恆星時（LST）。
- 星表座標會做歲差修正到觀測當日。
- 再轉成地平高度／方位，並套用大氣折射（低空星星會略被「抬高」）。
因此：同一地點今晚 8 點與凌晨 2 點不同；同一時刻，台北與東京頭頂也不同。 這是動態天球，不是固定背景。
3. 太陽系：星曆算出來的位置與姿態
- 行星用近似根數與光行時修正（光從行星到地球有延遲）。
- 月亮含天平動，月面不是死板圓盤。
- 月相、月齡、照明率由幾何關係算出；金星等也會有正確的盈虧感。
- 土星環依日期計算傾角與位置角，會隨年份從大開到接近 edge-on。
- 木星四顆伽利略衛星（I／E／G／C）在望遠鏡視角中可對照排列。
4. 結構層：讓夜空看得懂
- 星座連線：依星表真實編號連線。
- 黃道：太陽與行星運行的大圓，解釋「行星為什麼都在那條帶上」。
- 深空天體（如獵戶座大星雲、仙女座星系等）：有赤經赤緯與角徑；部分附公有領域天文影像供對照。
5. 混合實境：真實房間 + 真實天空
透過 Quest Passthrough，你仍看見自己的客廳或陽台；星空疊在真實環境上方。 可用左搖桿調整「實景露出」高度，讓星空與房間交界更自然；再往下可進入全天球／宇宙視角。
真實感 = 天文計算的真 + MR 空間感的真，兩者疊在一起。
6. 三層望遠鏡視角
| 層級 | 你看到什麼 | 用意 |
|---|---|---|
| L1 天空 | 太陽、月亮、行星在天空中的位置與亮度 | 抬頭就能對準實際天象 |
| L2 指星卡 | 指住目標後浮出名稱、高度、方位、星等、月相等 | 邊看邊學 |
| L3 虛擬望遠鏡 | 3D 近觀：月面光照、行星相位、土星環、木星衛星 | 把「望遠鏡裡該長怎樣」拉近 |
二、產品特色
- 指星即學：右手控制器指天空，恆星／行星／深空顯示名稱與解說（繁中／英／日）。
- 時間與地點任選：跟著現在走，或鎖定任意時刻；世界地圖選城，瞬間換觀測點。
- 星座、黃道、深空：把滿天散點變成可讀結構。
- 行星與月亮：月相、相位、木衛排列、土星環傾角隨日期變化。
- 流星雨與天象事件簿：可跳到上一場／下一場相關事件（教育向近似）。
- 實景 ↔ 全天球：從陽台觀星切到宇宙視角。
- 360° 星空圖匯出：方便分享或對照觀測規劃。
- 左手資訊平板：語系、模式、觀測狀態集中在可移動的 pad 上。
三、天狼為什麼有星茫？
每顆恆星是一塊永遠朝向相機的小方片（billboard），用加法混色畫在夜空上。 著色時分兩層：
- 核心光暈：離中心越遠越暗，像一顆軟圓點。
- 十字星茫：沿著水平與垂直方向各畫一條很細、很快衰减的亮線。
天狼（約 −1.46 等）特別明顯，是因為程式依視星等放大 billboard： 越亮的星，方片越大、越亮，十字線才夠長、夠清楚。 暗星也有同樣公式，但幾乎縮成幾個像素，看不出十字。
星茫不是貼圖，也不是完整的真實望遠鏡光圈衍射模擬，而是為了「看起來像亮星」而設計的視覺。
四、暗星為什麼會一閃一閃？
你感覺到的閃爍，是這些因素疊出來的視覺效果：
| 因素 | 為什麼像在閃 |
|---|---|
| 暗星 billboard 極小 | 接近一兩個像素，亮度全壓在少數畫素上 |
| 加法混色 | 亮一下、暗一下對比很強 |
| 頭部微動／追蹤抖動 | 亮點在相鄰像素間跳動，時間上像閃爍 |
| 頭戴顯示與取樣 | 亞像素取樣不穩時，暗星特別明顯 |
亮星（如天狼）方片大、光暈平滑，反而比較不閃； 暗星像針尖，最容易有「大氣擾動」的錯覺——剛好很像真實夜空裡，肉眼看暗星也常覺得在眨。
五、一句話總結
Zen Stargazer 用 Hipparcos 星表、歲差與折射、太陽系星曆， 在 Meta Quest 混合實境裡重建「此時此地」的夜空； 指星學知識、調時間預演天象、望遠鏡視角看行星與月面。 天狼的十字星茫是為亮星設計的視覺；暗星閃爍則多半來自極小亮點在顯示上的自然取樣效果。
六、誠實說明
為了在 Quest 上流暢運行，有些部分是有意簡化的：
- 恆星顏色偏統一冷白，未逐顆依光譜型分色。
- 天空遠景上的行星是亮度／相位示意；精細貼圖主要在近觀望遠鏡層。
- 食象與部分天象為幾何近似，適合教育與欣賞；專業觀測仍應查天文年曆。
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