Jak realistická je hra “ Pomalejší rychlost světla ”?

Hru jsem hrál, viz moje zpráva:

• http://motls.blogspot.ca/2012/11/a-slower-speed-of-light-mit.html?m=1

a já přidejte se k M. Buettnerovi. Jsem přesvědčen, že všechny relativistické efekty jsou zapracovány. Zahrnuje délkovou kontrakci ve směru pohybu, dilataci času, ale tyto základní věci se rychle mění tím, že skutečně ukazuje to, co „vidíte“, a ne to, co „tam je“, při pevné hodnotě vaší okamžité souřadnice $ t „$.

Takže efekty, které jsou„ čistě optické “a závisí na šíření světla a relativistické efekty, které jej mění, zahrnují relativistický Dopplerův posun – věci změní barvu okamžitě, když změníte rychlost, i když změna Vaše poloha je na začátku zanedbatelná – a zmenšení příčných směrů, pokud se pohybujete vpřed (nebo jejich rozšiřování, pokud se pohybujete zpět), což způsobí, že objekt vypadá „dále“ (opticky menší), pokud se pohybujete vpřed. Kvůli toto zmenšení, můžete efektivně vidět „za hlavou“. Vidíte také věci, jak vypadaly před nějakou dobou.

Kvůli příčnému zmenšení vidíte rovné čáry také zakřivené, pokud je vaše rychlost dostatečně vysoký. Jeden by měl také ver Pokud jsou tramvaje, které se před vámi pohybují zleva doprava, „otočeny podél svislé osy“. Nemohl jsem tento efekt ověřit, ale nevidím důvod si myslet, že jejich simulace by to měla dělat nesprávně.

Dobrá hra. Viz také Relativita v reálném čase a Velocity Raptor . K těmto zdrojům se můžete dostat z mého blogu zmíněného nahoře.

Jsem si však jistý, že „obecné relativistické“ komentáře jsou slamění muži. Pokud je časoprostor plochý a při absenci silných gravitačních polí ano, není důvod, proč by správná simulace měla brát v úvahu obecnou relativitu. Speciální relativita stačí, navzdory skutečnosti, že dítě (a další hvězdy hry) zrychlují. Zrychlení samozřejmě „trhá“ pevné objekty, protože jejich správné délky se mění asymetricky atd., ale pokud je materiál dostatečně pružný, objekty přežijí.

Komentáře

• Velocity Raptor je (také) skvělý, děkuji za sdílení.
• O vašem posledním odstavci: Nemám ‚ Simulaci jsme neviděli, ale neudělala by ‚ tak vysoká hybnost také to, že je třeba brát v úvahu GR, spíše než Newtonovu gravitaci?

Ve hře existují vážné problémy. Přál bych si, abych o tom slyšel v roce 2012, kdy mohla existovat naděje na jejich řešení. Také bych si přál, aby si Luboš Motl všiml problémů v roce 2012.

Myslím, že simulace aberace je správná. Je těžké říci o dilataci času a zpoždění cestování časem, protože v herním světě se toho moc neděje.

Největším problémem je, že simulace Dopplerova posunu se směšně mýlí.

Zde je snímek obrazovky ze hry:

Zde je podobný snímek obrazovky pořízený v klidu, ke kterému jsem aplikoval “ Dopplerův gradient “ pomocí dopplerovského kódu posunu od Backlight, 4D raytracer:

Určitě bych druhý obrázek nebral jako definitivní, ale je to kvalitativně mnohem blíže tomu, jak by hra měla vypadat. Bílé objekty osvětlené hvězdným světlem mají zhruba černé tělesné spektrum, takže když se Doppler posunul měly by být červené, bílé nebo modré , nikdy zelené nebo fialové. Objekty s desaturovanými barvami by měly vypadat jako desaturované duhy (podívejte se na zem, která je světle modrá v klidu). A jas by se měl zvyšovat hladce jak se díváte zprava doleva.

Hra není otevřený zdroj, ale je Dopplerův shader posunu , takže jsem si vzal a podívejte se na to.

Funguje to tak, že hádáme světelné spektrum (představované jako součet Gaussianů v prostoru vlnových délek) z RGB komponent textury a upravujeme jej pomocí Dopplerova faktoru posunu a konvertujeme jej pomocí aproximací funkcí XYZ pro porovnávání barev (také součty Gaussianů), poté převod XYZ na RGB. To je rozumné.

Prvním problémem je, že namísto hádání širokého spektra, které se přibližuje slunečnímu černému tělu, když je barva šedá / bílá, odhadují úzké hroty na 463nm, 550nm a 615nm. není realistické a je to důvod pro všechny divné barvy v pravé polovině snímku obrazovky.

Jasné barvy vlevo jsou způsobeny jiným podivným designovým rozhodnutím. Spolu s RGB podporují IR a UV barevné kanály, které lze vidět, pouze když se Doppler posunul do viditelného rozsahu, což je dobrý nápad. Ale oni „znovu vykazují ostré hroty ve spektru a textury řídí vlnovou délku hrotů, zatímco amplitudy jsou pevné. Pro UV zvolíte vlnovou délku od 0 nm do 380 nm (ve skutečnosti nekonečný rozsah), zatímco pro IR“ s 700nm až 1100nm (rozsah menší než 2: 1). Důvod, proč vidíte jasné RGB duhy v každé struktuře, když je blueshifted, ale ne když je redshifted, nemá nic společného s fyzikou. Je to proto, že můžete umístit povinný UV bodec na 0 nm, kde ho nikdy nebude viditelný, ale povinný IR bodec nelze skrýt.

Měření jasu se také zdá být špatné. Vynásobí šířku Gaussianů faktorem červeného posunu, který změní integrovanou energii o stejný faktor, poté se vydělí faktorem červeného posunu v kostkách. Výsledkem je, že jejich zákon Stefan-Boltzmann je $ σT ^ 2 $ namísto $ σT ^ 4 $ . Měli by se rozdělit pátou mocninou.

Také se zdají být problémy s konverzním kódem spektra na RGB – duha nalevo by měla při správném převodu pruhy ROYGBIV, nejen RGB.

Dalším drobným problémem je, že se zdá, že počítají efekty podle toho, jak moc se tlačíte joystickem, ne jak rychle se skutečně pohybujete. Např. Pohybující se duchové vypadají červeně / modře posunutí, když jste v klidu, ale pokud stojíte před jedním a necháte ho tlačit, zůstane blueshifted, i když je nyní relativně vůči vám, a na něm nejsou žádné pohybové efekty pozadí, i když je v pohybu. Červený / modrý posun duchů se také nezmění, protože se zjevně sníží rychlost světla.

“ co se děje “ doplněk na konci (také ke stažení ve formátu Powerpoint z webu) má nějaké chyby.

Světlo se také chová jako proud částic nazývaných fotony. Když narazíte na proud fotonů, zasáhne vás více fotonů a objekt bude jasnější. Tento efekt je také známý jako relativistická aberace.

Zaprvé, tyto efekty jsou klasické, takže kvantování je irelevantní. Zadruhé, zvýšená míra absorpce fotonů představuje jen malou část jasu zvýšit. Za třetí, aberace znamená změnu úhlu, nikoli více fotonů, které vás zasáhnou.

Na tomto snímku je také obrázek s titulkem “ pohybující se doleva, objekty vlevo jsou jasnější než objekty vpravo „, i když to v obrázku zjevně není pravda (což je podobné obrázku v horní části této odpovědi) . Měla by to být samozřejmě pravda. Je pro mě těžké pochopit, jak nikdy v žádném okamžiku vývoje nepřišli na to, že jejich shader byl buggy vzhledem k jeho šílenému výstupu.

Musíte být mnohem blíže rychlosti světla, abyste si všimli dramatičtějších účinků Lorentzovy transformace ve srovnání s efekty Doppler a Searchlight. Na konci hry jsou efekty Doppler a Searchlight odstraněny, aby se vám Lorentzova transformace lépe viděla.

Zde se říká “ Lorentzova transformace „, ale zdá se, že to znamená aberaci. Lorentzova transformace není “ efekt „; je to jen způsob převodu mezi souřadnicovými systémy. Souřadnicové systémy jsou nesmyslné a neovlivňují to, co vidíte.

Objekty, které se normálně nacházejí mimo vaše zorné pole, mohou být viditelné, když se přiblížíte rychlosti světla , jak je vidíte v minulosti.

Ano, vidíte je jako v minulosti, ale vidíte je ve stejné minulosti čas bez ohledu na to, jak rychle se pohybujete (hodiny budou například zobrazovat stejné hodnoty nezávisle na vaší rychlosti). Vaše zorné pole se rozšiřuje, když se pohybujete vpřed kvůli aberaci, kterou lze nejsnadněji chápat jako místní efekt způsobený pohybem kamery / oka, jak je vidět zde .