教育领域的变革性应用/Celestia
Celestia 是一款由 Chris Laurel 开发的 3D 天文应用程序。该程序允许学生以任何速度、任何方向和任何历史时间穿越宇宙，该宇宙是根据真实宇宙（至少是人类已知的宇宙）建模的。Celestia 以三维方式显示和交互各种比例的物体，从人造卫星到整个星系，从典型的学校天文馆或教科书照片中不可能获得的视角。
美国宇航局已将 Celestia 与轨迹分析软件结合使用，甚至为教育用途创建了一个基于网络的 Celestia 探索活动。[1]
Celestia 可以下载到 Linux、Mac OS X 和 MS Windows XP 和 Vista 系统。Celestia 是通过通用公共使用许可 (GNU) 提供的免费开源软件。
Celestia 会在一个窗口中启动，如果一切正常，你将在星空的背景中看到地球。屏幕上显示了一些关于你的目标（地球）、你的速度和当前时间（以世界时显示，因此它可能与你电脑上的时钟相差几个小时）的信息。
右键拖动鼠标可以绕地球轨道运行，你可能会看到月亮和一些熟悉的星座。左键拖动鼠标也会改变你的方向，但相机绕其中心旋转，而不是绕地球旋转。滚动鼠标滚轮可以改变你与地球的距离——你可以移动到光年之外，然后反方向滚动滚轮返回到你的起始位置。如果你的鼠标没有滚轮，你可以使用 Home 和 End 键代替。
运行 Celestia 时，通常会选择某个物体。目前是地球，但也可以是恒星、月亮、航天器、星系或其他物体。选择物体的最简单方法是单击它。尝试单击一颗恒星来选择它。有关地球的信息将被替换为有关该恒星的一些详细信息。按 G 键（或使用导航菜单），你将穿越太空飞向选定的恒星。如果再次按 G 键，你将更加靠近恒星。
按 H 键选择我们的太阳，然后按 G 键返回我们的太阳。右键单击太阳以弹出太阳系中行星和其他物体的菜单。从菜单中选择一颗行星后，再次按 G 键飞向它。到达那里后，按住鼠标右键并拖动以绕行星运行。
导游是你可以访问 Celestia 中一些更有趣物体的列表。在导航菜单中选择导游选项以显示导游窗口。从列表中选择一个目的地，单击“前往”按钮，你就可以出发了。
Celestia 使用依巴谷星表 (HIP)，该星表记录了近 120,000 颗恒星。Celestia 使用被认为极其准确的VSOP87 行星轨道理论。由于 Celestia 使用了该理论，它可以提供太阳和月球探测器，并准确显示行星、卫星、航天器等的轨道路径。
天文馆对学区来说是一项很大的支出。维护天花板、投影仪和其他固定装置只是与天文馆运营相关的许多费用中的一部分。大多数学区只能负担一个天文馆，并且很可能位于高中或初中。因此，对于不在该建筑物内上课的班级来说，参观天文馆需要进行实地考察，这会占用宝贵的学习时间。由于这个原因，以及天文馆可用性的时间安排，参观天文馆可能每年只发生一次。
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Celestia 现在使学生能够在他们的电脑屏幕上看到整个已知宇宙、行星、恒星、卫星、太阳和星座——天文馆所能做的一切，以及更多。Celestia 还使学生能够在历史上的任何时刻或未来查看太阳系。例如，右边的图片显示了 Celestia 的屏幕截图，显示了大约 50 亿年后太阳的位置和地球的状况。 |
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Celestia 的另一个很棒的功能是日食探测器。Celestia 会显示用户指定时间段内的所有日食，并让学生可以选择前往其中一个日食日期，并查看日食在太空中的样子。例如，左边的图片显示了从月球的角度看到的日食，地球在前面，太阳直接在后面。以前从未有过这样的机会让人类肉眼观察。 |
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左侧的图片展示了在 Celestia 中观看卫星的样子。观看和/或导航到卫星就像使用任务栏菜单选择卫星位置一样简单。当研究哈勃太空望远镜时，此功能可以与访问历史上的任何点的功能结合使用。学生将能够观察并了解在过去 3 次维护任务中完成的更改和升级。 |
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颜色编码的标签使学生更容易了解他们在 Celestia 中看到的内容。例如，行星名称为蓝色，卫星为绿色。左侧的图片显示了土星及其所有卫星的视图。从该视图中很难将卫星与周围的恒星区分开来，因此绿色的标签有助于准确地指出土星卫星的位置。 |
Celestia 非常经济，几乎没有使用成本。Celestia 可用于 Mac OS、Windows OS 和一些 Linux OS 版本，使其足够灵活，可以适应几乎任何平台。它也是开源的（GNU 许可证），因此软件是免费的。与 Celestia 相关的唯一成本是升级计算机显卡的成本，这种情况很少见，因为显卡可能不支持 Celestia。由于 Celestia 是免费的，因此可以分发给教师用于家庭使用，以便他们开始使用它，熟悉它，并开始创建围绕 Celestia 的课程计划和活动。
在内存有限的 3D 加速卡上，调整主 Celestia 窗口的大小会导致纹理消失。这是因为帧缓冲区需要太多内存，以至于没有足够的内存留给纹理。有几个解决方法：1）使用较小的窗口，2）确保您的显示设置为 16 位（高色）模式，3）尝试以全屏模式运行 Celestia。
Celestia 在 256 色模式下难以正常运行。最好将颜色设置更改为 16 位或 32 位（如果支持这些设置）。在较旧的机器上可能无法使用。
如果物体在远处看起来很好，但在靠近时变得太暗，请尝试升级到计算机显卡的最新驱动程序版本。对于一些较旧的显卡，这仍然无法解决问题。
对于所有这些技术问题，开发人员已经意识到了这些问题，并正在努力在 Celestia 的未来版本中消除许多问题。
Celestia 为学生提供了不可思议的自由，让他们通过点击物体并使用“转到”键到达那里或以任何速度自由移动来探索整个已知宇宙。很容易迷路，转过身却看不到身后的太阳系。教师需要对该程序有很好的了解，以便在学生迷失在宇宙中时解决这些问题。只要学生知道如何利用该功能，该程序就可以通过使用任务栏菜单轻松地导航回太阳（按 H）或太空中的任何其他物体。
由于 Celestia 是一个 3D 程序，因此它需要计算机处理器和显卡具有相当高的性能。这对于使用较旧机器的学校来说可能是一个潜在的问题 - 对于许多情况下的小学来说，这尤其令人担忧。但是，一般来说，Celestia 可以非常快地渲染图像 - 比例如 Second Life 中的 3D 环境快得多。
使用 Celestia 可以做很多活动，教师应该为学生制定好活动计划，避免学生被 Celestia 中提供的海量信息所淹没。