写在前面
这是我上学期图形学的大作业。鉴于中文互联网上实在缺少黑洞视觉模拟的文章，最近有空，随手写一写；没怎么组织，内容有点混乱，见谅。
读懂结果图需要了解一些黑洞物理。强烈推荐：
我算是半个天文爱好者，虽说理论知识基本停留在“pop science”的程度(笑)。前段时间，EHT首次拍到黑洞的照片的新闻铺天盖地；恰逢图形学大作业选题，我就在想，能不能做个实时的黑洞模拟？《星际穿越》的卡冈图雅黑洞
《星际穿越》的卡冈图雅黑洞，给我的印象很深(虽然有相当多艺术化的处理，与物理真实图像的相差很多)。视觉效果上，我尽量与它接近。
最难的部分还是广义相对论的计算模型。其实计算的任务本身很直接，就是找到光在史瓦西度规下的运动轨迹(测地线方程)；奈何隔行如隔山，维基上的测地线方程推导，看不懂，结论也是无从下手使用。最后找打了另外一篇做黑洞离线光线追踪的文章，写得很详实，我直接用了它的结论。地址：https://rantonels.github.io/starless/
后续在GPU上实现就比较trivial了，无非是写个像素着色器，做光线步进。然而，想要实时却又不失效果，只能是trick、trick、大量的trick。没太多值得写的。有兴趣可以看源码，后面会给出。
另外，其实当时是打算支持任意多粒子的，这样可以做出恒星被引力撕碎的效果。不过当时时间比较紧，这个功能就被砍掉了；以后有心情再做(逃)。
效果
Edit：似乎图片压缩过后质量一般，大家可以移步Github看，链接下面有。题图默认场景，带有一个恒星，演示引力透镜近距离吸积盘近距离正面光子层附近(左侧为黑洞阴影，趋近水平)爱因斯坦环
源码zhongjn/Messier87
可执行程序zhongjn/Messier87
