把银河调对：一个晚上，从"星星为什么隐藏"到太阳系真的转起来

——/galaxy/ 模块 2026-11-09 夜间迭代全记录

写在前面

这个模块是一个运行在浏览器里的银河系三维认知版图：200 万颗星沙积分成的盘、5 万颗真实轨道小行星、2 万颗 Gaia 近域恒星、24 颗距离最近的真实著名恒星、JPL Horizons 每日更新的行星轨道，以及星座、伴星系、暗物质晕等标注层。本文记录 2026 年 11 月 9 日晚间的一轮密集迭代——起点只是用户的一句话："靠近群星时，星星会隐藏"，终点是太阳系在银盘上真实地绕银心运行。全部改动集中在 app/templates/galaxy.html 一个文件内。

一、体验线：七轮"看起来更对"的打磨

1.1 星星不许隐藏

最初的抱怨：推进到恒星附近时星星会淡出消失。排查发现两层刻意的"淡出"：近邻星有单星穿越淡出（相机进入 0.004 kpc 内透明度衰减到零），还有整层淡出（进入太阳系 0.3 kpc 后 24 颗近邻星整体消失）。全部去掉，任何距离常显 0.95 全清晰。

1.2 放大更亮、穿星划过

用户要"漫天恒星划过"的效果。这需要星点在贴近时被钳制在一个像素上限内、同时保持明亮。我们把所有星层的贴近上限统一到 48px（后按反馈回调到 28px），透明度衰减从平方曲线改成线性、最终彻底取消——现在的规则是"永不衰减，放大增亮"：星点从 2.5px 起随尺寸渐增透明度，峰值钳 0.85（防止加色饱和糊成球）。

1.3 近域恒星距离自适应亮度

2 万颗 Gaia 星在银河全貌时会叠加成过亮的团。给这层加了独立的 uGain uniform，按相机到太阳的距离做对数插值：靠近太阳系（<1 kpc）增益 1.0，银河全貌（>2 kpc）增益 0.05。

这里有一个值得记录的物理认知：最初只压到 0.5，用户反馈"远的亮、近的暗，感觉反了"。代码方向从来没反——是加色叠加的几何效应：远景时 2 万颗星挤在几十像素里，每颗 0.3 的增益叠加约 28 层/像素照样饱和发白；近景星点铺满全屏，总量反而小。远景增益必须压到 0.05 量级才能把叠加总量拉回不饱和区。

1.4 柔光晕换成硬沙粒

用户连续三轮投诉"模糊"：柔光晕贴图（64px、光晕拖到 65% 半径）被放大钳制后是满屏棉花球。最终方案是"硬沙粒"纹理——128px、10% 半径内全亮实心核、28% 完全截止——所有点状星层统一使用。紧实的近邻星亮斑（NEIGHBOR_GLOW_TEX）替换了原来 35% 半径的宽晕。

1.5 远景银河消失之谜

换硬贴图后拉远，银河盘没了——只剩核球和星云。这是当晚最漂亮的 bug：点精灵的片元中心永远落在贴图半径约 0.7 的位置，硬贴图在 28% 处截止，1-2px 的星点采样到的全是透明区，能量直接归零。旧柔光晕之所以远景正常，纯属巧合——它的光晕拖得够远，恰好盖住了采样点。

修复两步：STAR_TEX 关闭 mipmap（中等尺寸星点直采样实心核，不被全图平均摊薄）；片元着色器对 ≤2.5px 的小点特判——绕过贴图画实心圆点，透明度按旧柔光晕的全图平均亮度 0.147（后提亮至 0.20）折算。数值上对 1px 和 2px 星点都是能量无损的。

1.6 太阳亮度的五连调

用户先问"太阳亮度是否符合实际"——答案是不：真实太阳从银河外部看视星等约 +22（绝对星等 +4.83 的 G2V 普通恒星），肉眼不可见；而渲染里它是一个 1-2° 的炽白导航信标。之后按反馈迭代了五版：辉光上限 0.65→0.06；加视角下限 0.012→0.008→0.002 rad；加过强衰减 farDim、又按"保持这个亮度"和"调到最暗"来回调整两次。最终状态：0.5 kpc 内全亮，8.3 kpc 处亮度约 1/25，银河全景只剩一个几像素的微弱可寻小点——比真实亮得多（那是导航需要），但量级始终是"一颗星"而不是"一盏灯"。

1.7 彩色碎斑球之谜

用户截图问"太阳周围蓝色球和粉红球是什么、太大太模糊"。答案是 24 颗近邻真实恒星——粉红/红是 M 型红矮星、橙是 K 型、蓝白是 A/F/G 型，颜色全部按真实光谱型取值；球里的"彩色碎点"是加色混合精灵不遮挡背景，身后 2 万颗 Gaia 星直接"透"过光球。巨大的根源：旧代码给它们设了 0.35 弧度（20°）的视角上限。收到 0.012 rad（约 0.7°）后，任何距离下它们都是"亮星 + 小光晕"的合理形态。

二、修掉的隐藏 bug

Gaia 近域恒星层和小行星带层从来没有显示过。 着色器声明了 aMaxPx 属性，但这两层手工建几何时漏传；WebGL 里缺失的属性读出 0，gl_PointSize = clamp(px, 1.0, 0) 且透明度恒为 0——两层隐形了几个版本没人发现。补传属性后，太阳近域凭空多出 2 万颗真实星点。

太阳标签绕银心打转（旧账）：标签走 galaxy.localToWorld，随星系自转绕银河中心转圈、脱离太阳。本轮改成动态标签，实时跟随运动中的太阳。

三、科学线：让人类已知的知识长进去

视觉满意之后，用户要求"从人类已知评价模型"，并按评估结论把五条科学性改进全部落实。

3.1 较差自转（最重要的物理修正）

此前整个银河是刚体自转——这是星系动力学的大忌：刚体转几圈旋臂就被剪切消失，而较差自转（内侧快、外侧慢）正是旋涡结构得以存在的根本机制。修正分两层：

• 星系组整体以太阳轨道角速度 OMEGA_SUN = 0.04 rad/s 转动（这是"图案速度"的示意值）；
• 盘/核球/银晕的 200 万+5 万星点在顶点着色器里按平坦旋转曲线叠加差值角：ω(R) = Ω·8.3/√(R²+2.5²)——太阳处与图案共转，内侧超前、外侧滞后，核球近似刚体。

3.2 恒星类型占比按真实 IMF

盘星配色概率从"M 型占 12%"改为符合初始质量函数的真实比例：M 型红矮星约 66%（宇宙中最常见的恒星）、G/K 类约 28%、年轻蓝星约 4%（旋臂内过密度提升到 12%）。

3.3 本星系群伴星系数据层

新增三个真实位置的伴星系（RA/Dec/距离均为实测值，星点云用高斯扁平椭球近似光度轮廓）：

它们在场景空间不随银河较差自转（本星系群近似惯性系），标签走世界坐标。

3.4 标签措辞去误导

"真实 AU 比例"改为"轨道间距为真实 AU 比例 · 行星尺寸示意放大"——原措辞掩盖了两个物理事实：行星半径相对轨道放大约 700 倍；整个太阳系相对银河尺度放大约 5×10⁸ 倍（真实 AU 在屏幕上次像素）。共修正 4 处（面板标题、场景标签、代码注释）。

3.5 太阳系真的转起来了

用户问出关键一句："太阳系是没动的吗？"此前用共转参考系辩护过，但用户选择了字面运动。实现后发现整个相机导航模型（focusOf 重力井）本来就是"拉近即收敛到太阳坐标"的结构，只需把它从写死的 (SUN_R, 0.03, 0) 改成实时 sun.position——缩放、拖拽、点选、空域行走、行星选中跟随就全部自动正确，无需相机随动 hack。

太阳锚定世界整体改为"日心相对坐标 + 组锚定"：Gaia 2 万星与 6D 速度箭头、星座天球、系外行星宿主星、装饰小行星带、24 颗近邻星、点光源、行星轨道圈全部跟随；行星、月球、SBDB 小行星带、人造卫星本就逐帧以 sun.position 起算，自动正确。现在银河全貌下能看到太阳带着整个太阳系沿 8.3 kpc 轨道绕银心运行（示意周期 2.6 分钟），任何时候拉近，导航都稳稳落在太阳系上。

四、插曲：白屏事件与真相

晚间一次"网页卡住 + 白屏"的排查：服务器侧逐项验证全部健康（页面、7 个 API、全部静态资源毫秒级 200，无外部 CDN 依赖），真凶在客户端——Safari 的 WebKit GPU 进程崩溃重启（内存 444MB→135MB），银河页签 WebContent 冲到 1GB/22% CPU 后被内存看门狗杀死。诱因之一是排查过程中在用户的机器上跑了无头 Chrome 软件渲染实例（机器负载冲到 5-11）。教训：在用户机器上做重型诊断前，先确认不会和用户的实际工作争抢资源；页面自身的防御（像素比上限 1.5、性能看门狗、?nolocal=1 与 /galaxy/classic/ 轻量版退路）依然有效。

五、最终状态与已知妥协

模型现在分三层诚实对外：数据层（行星轨道、小行星、卫星、近邻星、Gaia 星、伴星系、星座方向）是真实观测值；结构层（星沙盘、旋臂、尘埃、光晕）是参数化示意，但运动学遵循较差自转、恒星统计遵循 IMF；尺度层明确标注了压缩比例。已知妥协：亮度为观感调定不代表流量；时间尺度跨层不同（行星 30 秒=1 年，银河年 2.6 分钟，均为示意）；太阳系与银河的 5×10⁸ 倍比例压缩使恒星物理上"在太阳系内部"，这是可视化的必要代价。

附：当晚关键数值速查