*Result*: An Interactive Black Hole Visualisation in OpenSpace

*Black holes are among the most bewildering and complex phenomena in our universe. Consequently, most people have a limited understanding of the physics or even the visual characteristics of black holes. This thesis explores developing and implementing a real-time, interactive black hole visualisation within OpenSpace, an open-source platform for astronomical data representation. The project aims to bridge the gap between scientific accuracy and user engagement by integrating GPU-accelerated techniques and custom interpolation methods to simulate the visual and gravitational effects of both Schwarzschild (non-rotating) and Kerr (rotating) black holes. The research investigates how these black hole models affect rendering fidelity and system responsiveness. Results show that the Schwarzschild model offers smoother interactivity due to its lower computational complexity. In contrast, the Kerr model captures more intricate relativistic effects, such as frame-dragging and asymmetrical lensing, albeit at the cost of performance. This trade-off between physical realism and real-time usability highlights a core challenge in scientific visualisation: faithfully representing extreme physical phenomena without overwhelming computational resources or compromising user experience. Additionally, a 2D layered star map was implemented to enhance immersion by introducing parallax effects that improve depth perception and scale illusion. This technique effectively situates the viewer within a vast and dynamic cosmos, reinforcing the sense of spatial presence and enhancing cognitive immersion. While current limitations include the lack of dynamic interactions between black holes and 3D scene elements, the system’s modular design allows for future expansion. Proposed improvements include adaptive resolution techniques for handling high-complexity metrics and better integrating astrophysical datasets.
Svarta hål är kanske bland de mest fascinerande och svårbegripliga fenomenen i vårt universum, och kan klassas som några av de mest komplexa fenomen människan känner till. Trots detta är det få som har en djupare förståelse för fysiken bakom dem samt de visuella egenskaper som svarta hål medför. I detta examensarbete utforskas framtagningen och implementeringen av en interaktiv realtidsvisualisering av svarta hål i OpenSpace, en öppen plattform för astronomisk datavisualisering. Syftet är att skapa en balans mellan vetenskaplig representation och interaktivitet genom att använda GPU-accelererade tekniker och specialanpassade interpoleringsmetoder för att simulera både Schwarzschild- (icke-roterande) och Kerr- (roterande) svarta hål. Arbetet undersöker hur dessa modeller påverkar både bildkvalitet och prestanda. Resultaten visar att Schwarzschild-modellen möjliggör högre interaktivitet tack vare lägre beräkningskrav, medan Kerr-modellen, med sin mer komplexa fysik, fångar relativistiska effekter som böjning av tid och rum genom rotation – men till priset av sämre prestanda. Denna avvägning mellan realism och realtidsanvändbarhet belyser en central utmaning inom vetenskaplig visualisering: att återge extrema naturfenomen på ett trovärdigt sätt utan att överskrida teknisk komplexitet eller försämra användarupplevelsen. För att ytterligare förstärka känslan av interaktivitet och rymdens oändliga storlek har ett tvådimensionellt stjärnkartslager med parallaxeffekter implementerats, vilket skapar djupkänsla och en mer dynamisk helhetsbild. Detta placerar betraktaren i en mer levande och expansiv kosmisk miljö, vilket förstärker både det visuella intrycket och den kognitiva upplevelsen jämfört med en platt omgivningskarta. Trots vissa begränsningar, som avsaknaden av dynamisk interaktion mellan svarta hål och tredimensionella objekt, är systemet byggt modulärt, vilket öppnar upp för framtida implementationer. Föreslagna förbättringar inkluderar adaptiv upplösning för att h*