Peli ”Hitaampi valonopeus” MIT: n mukaan simuloi erityinen suhteellisuusteoria:
Erityisen suhteellisuusteollisuuden visuaaliset vaikutukset näkyvät vähitellen pelaajalle, mikä lisää pelin haastetta. Nämä reaaliajassa kärkipisteiden tarkkuudella suoritetut vaikutukset sisältävät Doppler-vaikutuksen (näkyvän valon punainen ja sininen siirtyminen sekä infrapuna- ja ultraviolettivalon siirtyminen näkyvään spektriin); valonheijastusvaikutus (lisääntynyt kirkkaus ajosuunnassa); ajan laajentuminen (erot pelaajan ja ulkomaailman havaitun ajan kulumisessa); Lorentz-muunnos (avaruuden vääristyminen lähellä valoa); ja ajonaikainen vaikutus (kyky nähdä esineitä sellaisina kuin ne olivat aikaisemmin, valoaikojen takia).
Mutta rajoittaa hahmonnusta moottori erityissuhteellisuustasoon, älä unohda useita vaikutuksia, jotka saattavat tapahtua lähellä valon nopeutta? Ajattelen varsinkin inertiaan ja tarkkailijan kiihtyvyyteen / pyörimiseen liittyviä vaikutuksia. Puuttuuko siis joitain tärkeitä vaikutuksia, jotka tekisivät pelistä vielä realistisemman liikkeen simulaation lähellä valon nopeutta?
Kommentit
- Erinomainen kysymys – ja kiitos linkistä. Aion tarkastella sitä viikonloppuna. ’ Devil ’ -haarukan jälkeen olen yrittänyt löytää pelejä, joilla on erilaiset käsityssäännöt. devilstuningfork.com
- @RoryAlsop Jos pidät erilaisesta geometriasta, siellä on myös HyperRogue III (kelmi-tyyppinen peli hyperbolisella tasolla). Nautin pelaamisesta se on paljon.
- Tässä artikkelissa selitetään, että erityinen suhteellisuusteoria on täysin itsestään selvää kiihtyvyyden ja pyörimisen suhteen – se ’ vain, että matematiikka monimutkaistuu inertissä kaikki järjestelmät, jotka kiihtyvät / pyörivät.
Vastaa
Olen pelannut peliä, katso raporttini:
ja minä liittyä M. Buettneriin. Olen varma, että kaikki relativistiset vaikutukset sisältyvät. Se sisältää pituuden supistumisen liikesuuntaan, ajan laajentumisen, mutta noita perusasioita muuttaa nopeasti se tosiasia, että se todella näyttää mitä ”näet” eikä mitä ”on” hetkellisen koordinaatin $ t kiinteällä arvolla ”$.
Joten” puhtaasti optiset ”vaikutukset, jotka riippuvat valon etenemisestä, ja relativistiset vaikutukset, jotka muuttavat sitä, sisältävät relativistisen Doppler-siirtymän – asiat muuttavat väriä heti, kun muutat nopeutta, vaikka muutos sijaintisi on alussa merkityksetön – ja poikittaissuuntien kutistuminen, jos siirryt eteenpäin (tai niiden laajeneminen, jos liikut taaksepäin), mikä saa kohteen näyttämään ”pidemmältä” (optisesti pienemmältä), jos siirryt eteenpäin. Tämä kutistuminen voi tehokkaasti nähdä ”pään takana”. Näet myös asioita, miltä ne näyttivät jonkin aikaa sitten.
Poikittaisesta kutistumisesta johtuen näet myös suorat viivat kaarevina, jos nopeutesi on tarpeeksi korkea. On myös ver jos edessäsi vasemmalta oikealle liikkuvat raitiovaunut ”pyöritetään pystysuoraa akselia pitkin”. En voinut vahvistaa tätä vaikutusta, mutta en näe mitään syytä ajatella, että heidän simulaationsa pitäisi tehdä se väärin.
Hyvä peli. Katso myös Reaaliaikainen suhteellisuus ja Velocity Raptor . Voit päästä näihin lähteisiin yläosassa mainitussa blogissani.
Olen kuitenkin varma, että ”yleiset relativistiset” kommentit ovat olkimiehiä. Jos aika-aika on tasainen ja koska voimakkaita painovoimakenttiä ei ole, ei ole mitään syytä, miksi oikean simulaation tulisi harkita yleistä suhteellisuutta. Erityinen suhteellisuusteoria riittää, vaikka lapsi (ja pelin muut tähdet) kiihtyvät. Kiihtyvyys tietysti repii kiinteät esineet, koska oikeat pituudet muuttuvat epäsymmetrisesti jne., mutta jos materiaali on riittävän joustavaa, esineet selviävät.
Kommentit
- Velocity Raptor on (myös) loistava, kiitos jakamisesta.
- Viimeisestä kappaleestasi: Minulla ei ole ’ Etkö nähnyt simulaatiota, mutta eikö niin suuri vauhti merkitsisi myös sitä, että GR on otettava huomioon Newtonin painovoiman sijasta?
Vastaa
Pelissä on vakavia ongelmia. Toivon, että olisin kuullut siitä vuonna 2012, kun niiden korjaamiseen saattoi olla toivoa. Toivon myös, että Luboš Motl olisi huomannut ongelmat vuonna 2012.
Mielestäni poikkeamien simulointi on oikein. Aikaa laajentamisesta ja kevyestä matka-aikaviiveestä on vaikea kertoa, koska pelimaailmassa ei ole paljon alussa.
Suurin ongelma on, että Doppler-siirtosimulaatio on naurettavan väärä.
Tässä kuvakaappaus pelistä:
Tässä on levossa otettu vastaava kuvakaappaus, johon minä käytti ” Doppler-gradienttia ” käyttämällä 4D-säteilijän taustavalon Doppler-siirtokoodia:
En todellakaan ota toista kuvaa lopullisena, mutta se on laadullisesti paljon lähempänä pelin ulkoasua. Tähtivalon valaisemilla valkoisilla esineillä on suunnilleen mustan rungon spektri, joten kun Doppler siirtyi niiden tulisi olla punaisia, valkoisia tai sinisiä , eivät koskaan vihreitä tai purppuraisia. Kohteiden, joilla on tyydyttymättömiä värejä, tulisi näkyä tyydyttymättöminä sateenkaarina (katso maahan, joka on vaaleansininen Ja kirkkauden tulisi kasvaa tasaisesti kun katsot oikealta vasemmalle.
Peli ei ole avointa lähdekoodia, mutta Doppler shift shader on, joten otin katsaus siihen.
Se toimii arvaamalla valonspektri (edustettuna aallonpituuden avaruudessa olevana Gaussian summa) tekstuurin RGB-komponenteista, skaalaamalla se Doppler-siirtokertoimella, kääntämällä se likiarvoilla XYZ-värien sovitusfunktioista (myös Gaussin summa), muuntamalla sitten XYZ RGB: ksi. Se on kohtuullista.
Ensimmäinen ongelma on, että sen sijaan, että arvaat laajan spektrin, joka arvioi aurinkomustaa, kun väri on harmaa / valkoinen, he arvelevat kapeita piikkejä 463 nm: n, 550 nm: n ja 615 nm: n kohdalla. ei ole realistinen, ja se on syy kaikkiin outoihin väreihin kuvakaappauksen oikeassa puoliskossa.
Vasemmalla olevat kirkkaat värit johtuvat toisesta outosta suunnittelupäätöksestä. RGB: n ohella he tukevat IR- ja UV-värikanavat, jotka näkyvät vain, kun ne ovat uudelleen Doppler siirtyneet näkyvälle alueelle, mikä on hyvä idea. Mutta ne ovat taas teräviä piikkejä spektrissä, ja tekstuurit säätelevät piikkien aallonpituutta, kun taas amplitudit ovat kiinteät. UV: lle valitset aallonpituuden välillä 0nm – 380nm (tosiasiallisesti ääretön alue), kun taas IR: ssä ” s 700 – 1100 nm (alle 2: 1-alue). Sillä, miksi näet kirkkaita RGB-sateenkaaria jokaisessa tekstuurissa, kun blueshifted, mutta ei kun redshifted, ei ole mitään tekemistä fysiikan kanssa. Se johtuu siitä, että voit asettaa pakollisen UV-piikin 0 nm: iin, missä se ei koskaan ole näkyvissä, mutta et voi piilottaa pakollista IR-piikkiä.
Myös kirkkauden skaalaus näyttää olevan väärä. Ne kertovat Gaussin leveyden punasiirtokertoimella, joka skaalaa integroidun energian samalla tekijällä, ja sitten ne jaetaan kuutioituneella punasiirtokertoimella. Tämän seurauksena heidän Stefan-Boltzmannin laki on $ σT ^ 2 $ eikä $ σT ^ 4 $ . Niiden olisi pitänyt jakaa viidennellä teholla.
Spektristä RGB-muuntokoodiin näyttää myös olevan ongelmia – vasemmassa sateenkaaressa olisi ROYGBIV-raidat, ei vain RGB, jos se muunnettaisiin oikein.
Toinen pieni ongelma on, että ne näyttävät laskevan vaikutukset sen perusteella, kuinka kovaa työntät ohjainta, eikä kuinka nopeasti liikut. Esimerkiksi liikkuvat haamut näyttävät punaisilta / blueshifted kun olet paikallaan, mutta jos seisot yhden edessä ja annat sen työntää sinua, se pysyy blueshifted vaikka se on nyt paikallaan suhteessa sinuun, eikä liikkeen vaikutuksia ole taustaa, vaikka se liikkuu. Aaveiden punainen / blueshift ei myöskään näytä muuttuvan, kun valon nopeus näennäisesti pienenee.
” mitä lopussa ” -lisäosassa lopussa (myös ladattavissa Powerpoint-muodossa verkkosivustolta) on joitain virheitä.
Valo käyttäytyy myös kuin hiukkasvirta, jota kutsutaan fotoneiksi. Kun juokset kohti fotonivirtaa, enemmän fotoneja osuu sinuun ja esine kirkastuu. Tämä vaikutus tunnetaan myös nimellä relativistinen aberraatio.
Ensinnäkin nämä vaikutukset ovat klassisia, joten kvantisoinnilla ei ole merkitystä. Toiseksi lisääntynyt fotoniabsorptioaste on vain pieni osa kirkkaudesta lisääntyä. Kolmanneksi poikkeama viittaa kulman muutokseen, ei useampaan fotoneihin, jotka osuvat sinuun.
Tällä dialla on myös kuva, jonka otsikko on ”, joka liikkuu vasemmalle, vasemmalla olevat kohteet ovat kirkkaampia kuin oikealla olevat kohteet ”, vaikka se ei selvästikään totta kuvassa (joka on samanlainen kuin tämän vastauksen yläosassa oleva kuva) . Sen pitäisi tietysti olla totta. Minun on vaikea ymmärtää, kuinka he eivät missään kehitysvaiheessa koskaan keksineet, että heidän varjonsa oli buginen, kun otetaan huomioon sen hullu tulos.
Sinun on oltava paljon lähempänä valon nopeutta, jotta voit huomata Lorentzin muutoksen dramaattisemmat vaikutukset verrattuna Doppler- ja Searchlight-tehosteisiin. Pelin lopussa Doppler- ja Searchlight-tehosteet poistetaan, jotta Lorentz-muunnos olisi helpommin nähtävissä.
Täällä sanotaan ” Lorentzin muunnos ”, mutta näyttää merkitsevän poikkeamaa. Lorentz-muunnos ei ole ”t an ” vaikutus ”; se on vain tapa muuntaa koordinaattijärjestelmien välillä. Koordinaattijärjestelmät ovat merkityksettömiä eivätkä vaikuta näkemäsi.
Tavallisesti näkökentän ulkopuolella olevat kohteet voivat tulla näkyviin, kun siirryt valon nopeuden lähellä , sellaisena kuin näet ne aiemmin.
Kyllä, näet ne samoin kuin menneisyydessä, mutta näet ne samassa menneisyydessä aikaa riippumatta siitä, kuinka nopeasti liikut (kellot näyttävät saman lukeman esimerkiksi nopeudestasi riippumatta). Näkökenttäsi laajenee, kun siirryt eteenpäin poikkeaman takia, mikä ymmärretään helpoimmin kameran / silmän liikkeen aiheuttamana paikallisena vaikutuksena, kuten täällä näkyy .
