从黑体辐射到相对论聚束：Ghostty Blackhole吸积盘的物理实现深度解析-开发者社区

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Ghostty Blackhole puts a real, ray-traced black hole inside your terminal. It grows as Claude Code's context window fills up, live. A fresh session is a quiet hole in the corner. A full one swallows half your screen. You'll always see /compact coming.

项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/gh/ghostty-blackhole

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Ghostty Blackhole 把一颗真正"光线追踪"的黑洞放进 Ghostty 终端：它的吸积盘颜色由黑体辐射公式计算，左右明暗不对称来自相对论聚束（beaming），而黑洞的大小会实时跟随 Claude Code 上下文窗口的填充程度生长——上下文快满时，黑洞会吞掉你半个屏幕，让你随时"看见"/compact正在逼近。本文带你从黑体辐射到测地线积分，逐层拆解这颗终端黑洞背后的物理实现。

🕳️ 它是什么：会随上下文"吃"屏幕的黑洞着色器

Ghostty Blackhole 的核心只有一个文件：blackhole.glsl。它是一个 Shadertoy 风格的 Ghostty 自定义片元着色器，把终端画面当作"背景天空"，对黑洞附近的每个像素实时求解光线的弯曲轨迹。注意 README 里的一句话：这里没有任何"画上去"的东西——阴影、光环、吸积盘全部是光线追踪"落出来"的结果。

项目提供三种大小模式（见 blackhole.glsl#L73-L79）：

Token 模式（默认）：黑洞大小实时映射 Claude Code 上下文窗口的占用率。空上下文时它是右上角一颗安静的"角落种子"，满上下文时移动更快、游走范围扩大，直到覆盖整个可玩屏幕。
番茄钟模式：无守护进程、无脚本，纯靠墙钟在着色器内完成 55 分钟工作 / 5 分钟休息的生长-收缩循环，还能用光标活动检测"你停止打字就变小"。
演示模式：42 秒自运行展示循环，黑洞从角落种子长到 100%，同时吸积盘外观在 Gargantua、M87* 甜甜圈、Quasar、Blazar 等预设间轮播——也就是上面那张预设网格图里看到的形态。

Token 模式的"数据通道"堪称巧思：Ghostty 着色器不支持自定义 uniform，但会传入光标颜色。随附脚本 claude-token.py 把上下文占比编码进琥珀色光标颜色的低 4 位（带 16 位签名校验，主题自带的光标色不可能"误召唤"黑洞），着色器每帧从iCurrentCursorColor解码还原，无需写文件、无需重载，更新在下一帧直接生效。

一根光线：Schwarzschild 测地线实时积分

经典的黑洞着色器方案会把史瓦西测地线预先算成查找表纹理，但 Ghostty 着色器没有自定义纹理，所以每个像素现场数值积分自己那条零测地线。

物理上用的是 Binet 形式的光子加速度：

a = -(3/2) h² x / r⁵

其中 h 是守恒的角动量矩。这一项不是近似——它复现的是史瓦西度规下精确的光子偏折。着色器用 leapfrog（kick-drift-kick）积分器推进光线，步长随半径自适应：靠近光子球时细、远离时空粗（blackhole.glsl#L497-L515）。每像素的积分预算由N_STEPS控制（默认 48），它也是首要的性能旋钮。

几个关键尺度（单位均为史瓦西半径 r_s，定义见 blackhole.glsl#L217-L222）：

尺度	位置	你看到的
事件视界	1 r_s	光线进入即被捕获，文字"真的消失"而非淡出
光子球	1.5 r_s	光线在此盘旋，光子环由此涌现
ISCO（最内稳定圆轨道）	3 r_s	吸积盘内边缘的物理参考线
临界碰撞参数	b_crit ≈ 2.598 r_s	阴影半径——小于它的弯入视界，大于它的被弹开

逃逸的光线会被投影回终端"天空"平面：远处的像素直接切换到解析弱场偏折（α = 2r_s/b）做廉价计算，只有黑洞近旁的高代价像素才支付测地线积分；蓝光的偏折略大于红光，制造出一丝色散（blackhole.glsl#L445-L474）。

🔥 吸积盘的物理实现

黑体辐射：从温度到颜色

吸积盘每一圈辐射环的颜色不是调色盘里挑的，而是按温度算出来的。着色器内置一个黑体辐射近似函数（Tanner Helland 拟合，blackhole.glsl#L258-L269），输入开尔文温度，输出归一化 RGB——5500 K 落在白热，3000 K 偏琥珀，15000 K 开始泛蓝。

温度分布则采用 Shakura–Sunyaev 盘模型的温度剖面：内圈热、外圈冷，最热环归一化到DISK_TEMP（blackhole.glsl#L548-L552）。这就是为什么盘的边缘呈暖橙色、中心趋白——和真实吸积盘的多色温度结构一致。

相对论聚束与多普勒色移

盘面绕黑洞做开普勒轨道运动，内侧气体速度可观。着色器为每次光线-盘面交叉计算相对论因子：

g = √(1 − 1.5 r_s/r) / (1 − β·k̂)

（blackhole.glsl#L540-L546）。它的三个物理效果一次到位：

色移：g 乘回温度再喂给黑体函数——朝向你运动的一侧被蓝移成炽蓝，背离的一侧被红移变暗；
聚束（beaming）：观测强度按 g^N 缩放，N 即DISK_BEAM（默认 2.5，约对应光子计数级）——接近侧整体变亮，形成标志性的"一边亮一边暗"；
引力红移：分子 √(1 − 1.5 r_s/r) 是轨道上的固有时率，内圈光被额外拉红、变暗。

DOPPLER_MIX在 0（纯牛顿盘）到 1（全物理）之间平滑过渡，方便你直观感受"关掉相对论"长什么样。

"星际穿越"外观：多次穿越的薄盘与涌现的光子环

盘面是几何薄盘，而弯曲光线可以多次穿越它：光线先穿过远侧、绕到黑洞后面、再穿过近侧，于是远侧光弧同时出现在阴影的上方和下方——这正是《星际穿越》里 Gargantua 的既视感。而盘面上那圈明亮的细环（光子环）不是描边画出来的：它由在 1.5 r_s 光子球附近多绕几圈的高阶光线"涌现"而来，是积分的天然产物。

引力时间膨胀：内圈轨道肉眼可见地"冻住"

盘面花纹的时间推进速度按 √(1 − 1.5 r_s/r) 缩放——内圈轨道走得越慢，越靠近中心花纹几乎静止；整颗盘还会随着黑洞"质量"增大而整体减速（DILATION_MIN）。这是相对论效应在这个项目里最戏剧化的呈现。

上手与调参：让黑洞跑起来

安装步骤

克隆仓库：git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/gh/ghostty-blackhole

在 Ghostty 配置（~/.config/ghostty/config）中加两行：

custom-shader = /path/to/ghostty-blackhole/blackhole.glsl custom-shader-animation = true

若使用 Token 模式，把 claude-token.py 接入 Claude Code 的statusLine与SessionStart/SessionEnd钩子（完整 JSON 见 README.md 的 "Install token mode" 一节），新开一个会话即可看到角落里的种子黑洞。

用 Tuner 调参台实时改物理量

不想手改着色器常数？项目自带原生 SwiftUI 调参台 tuner/：按"黑洞 / 吸积盘 / 颜色与光 / 运动 / Token / 番茄钟"分组的全参数滑块，内置Gargantua、Quasar、M87* donut、Blazar、Inferno、Zen等预设，每次拖动都通过 SIGUSR2 热重载 Ghostty，即时生效（参数定义见 ParamSpec.swift）。运行方式：

cd tuner && swift run # 直接跑 ./tuner/make-app.sh # 或打包成 Black Hole Tuner.app

最值得拨的几颗旋钮：DISK_TEMP（黑体温度）、DOPPLER_MIX（相对论不对称开关）、DISK_BEAM（聚束强度）、DISK_INCL（盘面倾角，0 = 正面朝你，π/2 = 侧视"星际穿越"视角）、STAR_GAIN（点亮被透镜化的程序化星空，看恒星被拉成弧线绕洞而行）。

小结

Ghostty Blackhole 用单个片元着色器装下了相当完整的"黑洞物理课"：黑体辐射定颜色、Shakura–Sunyaev 剖面定温度、Binet 形式测地线定弯曲、多普勒因子 g 定色移与聚束、固有时率定时间膨胀——而它最妙的地方，是把这些严肃的物理量接到了 Claude Code 的上下文窗口上：黑洞越大，越提醒你该/compact了。