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README.zh-CN.md

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+# GR 4D ray tracing
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+[English](README.md) | **简体中文**
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+一个以物理正确性为优先的离线时空渲染器。项目旨在通过沿四维时空向过去追踪光线，将双黑洞并合等随时间演化的数值相对论模拟渲染为 4K 视频。
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+[![Schwarzschild 黑洞对 2MASS 银心方向星场的引力透镜效果](assets/images/schwarzschild_galactic_center.png)](assets/images/schwarzschild_galactic_center.png)
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+*从半径 100 M 处的相机观察 Schwarzschild 时空中的 2MASS 银心方向星场。点击图片查看完整 4K 图像；[渲染命令见下文](#示例schwarzschild-时空中的银心方向星场)。*
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+恒星以独立的星表点源表示，保留方向、温度和振幅。渲染器将它们映射到相机图像中，处理多像、引力透镜放大和频移，再将保留亚像素位置的点扩散函数（PSF）累积到 HDR 图像。运动相机由世界线与四标架（tetrad）轨迹描述。
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+## 当前进展
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+当前实现支持解析 **Minkowski** 与 **Schwarzschild** 时空、单张图像、基于观测者轨迹的图像序列、自适应透镜网格，以及可复用的透镜映射文件。程序主要使用 C 编写，通过 OpenMP 实现 CPU 并行；可选的 HIP 后端用于加速 PSF 累积。
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+[Nmesh](https://github.com/nmeshsource/nmesh) 数值时空后端和双黑洞（BBH）渲染仍在规划中。当前范围为黑洞捕获与远处恒星背景，暂不包含局域物质辐射、吸积盘或等离子体。架构与开发路线参见[设计文档](nr_spacetime_movie_renderer_design.md)。
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+## 编译
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+默认构建需要支持 OpenMP 的 C11 编译器、GNU Make，以及 libpng 开发文件。在仓库根目录运行：
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+```sh
+make -j
+```
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+这会同时生成 `build/Release/minkowski_sky` 和 `build/Release/schwarzschild_sky`。单独编译某个后端、Debug 构建、可选 HDR/FITS 输出、HIP 支持及回归检查，参见 [build.md](build.md)（英文）。
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+## 准备星表
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+渲染器支持**转换为规定 CSV 格式的任意星表**：四列依次为 ICRS 赤经、赤纬（单位均为度）、温度（单位为开尔文）和振幅。使用 `--catalog PATH` 加载单个 CSV 文件。
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+**2MASS 是本项目推荐的巡天星表**，项目提供配套的下载与处理脚本。具体操作参见 [assets/2mass/README.md](assets/2mass/README.md)（英文）。完整下载大约需要**三到四天**，因此建议**优先联系我获取压缩包**。下方示例使用的已处理星表分块应放在 `assets/2mass/processed/all_sky/`。
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+仓库提供的 [assets/sky_grid_5deg.csv](assets/sky_grid_5deg.csv) 是用于几何验证与回归测试的合成恒星网格。无需下载巡天数据，即可通过 `--catalog assets/sky_grid_5deg.csv` 使用，参见下方[测试网格示例](#示例叠加网格的合成测试星表)。
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+## 渲染示例
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+以下示例展示星区、时空和相机设置的几种组合。完成编译并准备好星表后，可以按需调整命令中的视场、观测者位置和渲染参数。可用的控制选项与工作流程参见 [usage.md](usage.md)（英文）。
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+### 示例：平直时空中的夏季大三角
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+这个示例渲染夏季大三角附近的星场：
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+```sh
+mkdir -p output/imgs
+./build/Release/minkowski_sky \
+  --all-sky-catalog assets/2mass/processed/all_sky \
+  --look-ra-deg 296 --look-dec-deg 27 --fov-deg 72 \
+  --width 3840 --height 2160 --exposure 1e12 \
+  --output output/imgs/summer_triangle.png
+```
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+[![平直时空中的夏季大三角，曝光为 1e12](assets/images/summer_triangle.png)](assets/images/summer_triangle.png)
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+*曝光为 `1e12` 的 4K 参考图像。点击查看完整分辨率。*
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+角度单位为度，`--fov-deg` 表示水平视场角。曝光是可调节的显示倍率。长时间渲染时可使用 `--verbose` 查看进度。
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+### 示例：Schwarzschild 时空中的银心方向星场
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+这个示例将相机放在半径 100 M 处，渲染本页顶部展示的、受到引力透镜作用的银心方向星场：
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+```sh
+mkdir -p output/imgs
+./build/Release/schwarzschild_sky \
+  --all-sky-catalog assets/2mass/processed/all_sky \
+  --width 3840 --height 2160 \
+  --look-ra-deg 262.5 --look-dec-deg -30 --fov-deg 45 \
+  --observer-radius 100 --exposure 1e13 \
+  --coarse-cell-pixels 16 --refine-max-level 4 --refine-jacobian-min 0.2 \
+  --psf-fwhm-pixels 2.7 --psf-moffat-beta 4.5 \
+  --psf-relative-tail 1e-8 --psf-min-y 0 --max-cache-psf-flux 1e8 \
+  --catalog-load-workers 4 \
+  --output output/imgs/schwarzschild_galactic_center.png
+```
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+这里使用参考图像的渲染设置，包括 `--max-cache-psf-flux 1e8` 这一预览近似：它将明亮 PSF 的翼部截断在缓存半径内。[原始 benchmark 记录](benchmarks/2mass_galactic_center_blackhole.md)保留了命令与终端输出；上述命令省略了可选的 HDR 导出。
+
+Schwarzschild 相机朝向黑洞。自适应细分默认关闭，应根据所需图像精度配置。相机控制、图像序列、透镜映射复用、PSF 设置及 HDR 输出参见 [usage.md](usage.md)（英文）。两个可执行文件都可通过 `--help` 查看完整选项。
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+### 示例：叠加网格的合成测试星表
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+这个示例使用 `assets/sky_grid_5deg.csv` 检查 Schwarzschild 时空中的引力透镜效果与自适应网格细分。`--draw-mesh` 会叠加显示最终的像平面三角网格。
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+```sh
+mkdir -p output/imgs
+./build/Release/schwarzschild_sky \
+  --max-cache-psf-flux 1e8 \
+  --catalog assets/sky_grid_5deg.csv \
+  --refine-max-level 3 --refine-jacobian-min 0.2 \
+  --width 3840 --height 2160 \
+  --look-ra-deg 0.1 --look-dec-deg 0.1 --fov-deg 45 \
+  --coarse-cell-pixels 32 \
+  --observer-radius 100 --exposure 0.2 \
+  --psf-fwhm-pixels 2.7 --psf-moffat-beta 4.5 --draw-mesh \
+  --output output/imgs/schwarzschild_test_grid.png
+```
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+[![Schwarzschild 黑洞对合成恒星网格的透镜效果，叠加自适应网格](assets/images/schwarzschild_test_grid.png)](assets/images/schwarzschild_test_grid.png)
+
+*4K 测试网格参考图像。点击查看完整分辨率。*