Le jeu « Une vitesse plus lente de la lumière » du MIT prétend simuler les effets de relativité restreinte:
Les effets visuels de la relativité restreinte deviennent progressivement apparents pour le joueur, augmentant le défi du gameplay. Ces effets, rendus en temps réel à la précision des sommets, comprennent leffet Doppler (décalage vers le rouge et le bleu de la lumière visible, et le déplacement de la lumière infrarouge et ultraviolette dans le spectre visible); leffet projecteur (augmentation de la luminosité dans le sens de la marche); dilatation du temps (différences dans le passage du temps perçu par le joueur et le monde extérieur); Transformation de Lorentz (déformation de lespace à des vitesses proches de la lumière); et leffet dexécution (la possibilité de voir les objets tels quils étaient dans le passé, en raison du temps de trajet de la lumière).
Mais restreint le rendu moteur à la relativité restreinte pas manquer plusieurs effets qui pourraient se produire près de la vitesse de la lumière? Surtout je pense aux effets liés à linertie et à laccélération / rotation de lobservateur. Alors y a-t-il des effets importants manquants qui feraient du jeu une simulation encore plus réaliste du mouvement proche de la vitesse de la lumière?
Commentaires
- Excellente question – et merci pour le lien. Je ‘ vais regarder celle-là ce week-end. Après le diapason de Devil ‘, jai essayé de trouver des jeux avec des règles de perception différentes. devilstuningfork.com
- @RoryAlsop Si vous aimez les différentes géométries, il y a aussi HyperRogue III (un jeu de type voyou sur un plan hyperbolique). Jaime jouer cest beaucoup.
- Cet article explique que la relativité restreinte est parfaitement cohérente en ce qui concerne laccélération et la rotation – elle ‘ s juste que les maths deviennent plus complexes en inerti tous les systèmes qui accélèrent / tournent.
Réponse
Jai joué au jeu, voir mon rapport:
et moi rejoignez M. Buettner. Je suis convaincu que tous les effets relativistes sont incorporés. Cela inclut la contraction de la longueur dans la direction du mouvement, la dilatation du temps, mais ces choses de base sont rapidement changées par le fait quil montre vraiment ce que vous « voyez » et non ce « est là » à une valeur fixe de votre coordonnée instantanée $ t « $.
Ainsi, les effets qui sont » purement optiques « et dépendent de la propagation de la lumière et les effets relativistes qui la modifient incluent le décalage Doppler relativiste – les choses changent de couleur immédiatement lorsque vous changez la vitesse bien que le changement de votre emplacement est négligeable au début – et le rétrécissement des directions transversales si vous « avancez (ou leur expansion si vous reculez), ce qui fait que lobjet semble » plus loin « (optiquement plus petit) si vous » avancez. ce rétrécissement, vous pouvez effectivement voir « derrière votre tête ». Vous voyez également les choses à quoi elles ressemblaient il y a quelque temps.
En raison du rétrécissement transversal, vous voyez également des lignes droites comme des courbes si votre vitesse est assez haut. On devrait aussi ver si les tramways se déplaçant devant vous de gauche à droite sont « tournés le long dun axe vertical ». Je nai pas pu vérifier cet effet, mais je ne vois aucune raison de penser que leur simulation devrait le faire de manière incorrecte.
Bon jeu. Voir aussi Relativité en temps réel et Velocity Raptor . Vous pouvez accéder à ces sources à partir de mon blog mentionné en haut.
Cependant, je suis convaincu que les commentaires «relativistes généraux» sont des hommes de paille. Si lespace-temps est plat et en labsence de champs gravitationnels puissants, il ny a aucune raison pour que la simulation appropriée considère la relativité générale. La relativité restreinte suffit, malgré le fait que lenfant (et les autres stars du jeu) accélèrent. Bien sûr, laccélération « déchire » les objets solides car les bonnes longueurs changent asymétriquement etc. mais si le matériau est suffisamment flexible, les objets survivent.
Commentaires
- Velocity Raptor est (aussi) génial, merci pour le partage.
- À propos de votre dernier paragraphe: Je nai pas ‘ t vu la simulation, mais ‘ t un élan aussi élevé signifierait-il également que le GR doit être considéré, plutôt que la gravité newtonienne?
Réponse
Il y a de sérieux problèmes avec le jeu. Jaurais aimé en entendre parler en 2012, alors que jaurais pu espérer y remédier. Jaurais aussi aimé que Luboš Motl ait remarqué les problèmes en 2012.
Je pense que la simulation daberration est correcte. Il est difficile de parler de la dilatation du temps et du retard du temps de trajet de la lumière car il ne se passe pas grand chose dans le monde du jeu pour commencer.
Le plus gros problème est que la simulation de décalage Doppler est ridiculement faux.
Voici « une capture décran du jeu:
Voici » une capture décran similaire prise au repos, sur laquelle je appliqué un » gradient Doppler » en utilisant le code de décalage Doppler de Backlight, le raytracer 4D:
Je ne prendrais certainement pas la deuxième image comme définitive, mais elle est qualitativement beaucoup plus proche de ce à quoi le jeu devrait ressembler. Les objets blancs éclairés par la lumière des étoiles ont à peu près un spectre de corps noir, donc quand le Doppler a changé ils doivent être rouges, blancs ou bleus , jamais verts ou violets. Les objets aux couleurs désaturées doivent apparaître comme des arcs-en-ciel désaturés (regardez le sol, qui est bleu pâle au repos). Et la luminosité devrait augmenter en douceur comme vous regardez de droite à gauche.
Le jeu nest pas open source, mais le shader de décalage Doppler lest, alors jai pris un coup doeil.
Cela fonctionne en devinant un spectre de lumière (représenté comme une somme de Gaussiennes dans lespace de longueur donde) à partir des composants RVB de la texture, en le mettant à léchelle par le facteur de décalage Doppler, en le convoluant avec des approximations des fonctions de correspondance des couleurs XYZ (également des sommes de Gaussiennes), puis conversion de XYZ en RVB. Cest raisonnable.
Le premier problème est quau lieu de deviner un large spectre qui se rapproche dun corps noir solaire lorsque la couleur est gris / blanc, ils devinent des pointes étroites à 463 nm, 550 nm et 615 nm. Cest juste nest pas réaliste, et cest la raison de toutes les couleurs étranges dans la moitié droite de la capture décran.
Les couleurs vives sur la gauche sont dues à une autre décision de conception étrange. Avec RVB, ils prennent en charge Canaux de couleur IR et UV qui ne peuvent être vus que lorsquils sont Doppler décalés dans la plage visible, ce qui est une bonne idée. Mais ce sont à nouveau des pointes nettes dans le spectre, et les textures contrôlent la longueur donde des pointes, tandis que les amplitudes sont fixes. Pour les UV, vous choisissez une longueur donde de 0 nm à 380 nm (en fait une plage infinie), tandis que pour les infrarouges cest » s 700nm à 1100nm (moins dune plage 2: 1). La raison pour laquelle vous voyez des arcs-en-ciel RVB brillants dans toutes les textures lors du décalage vers le bleu, mais pas lors du décalage vers le rouge, na rien à voir avec la physique. Cest parce que vous pouvez placer le pic UV obligatoire à 0 nm où il ne sera jamais visible, mais vous ne pouvez pas masquer le pic IR obligatoire.
La mise à léchelle de la luminosité semble également être erronée. Ils multiplient la largeur des Gaussiens par le facteur de décalage vers le rouge, qui met à léchelle lénergie intégrée par le même facteur, puis ils divisent par le facteur de décalage vers le cube au cube. En conséquence, leur loi de Stefan-Boltzmann est $ σT ^ 2 $ au lieu de $ σT ^ 4 $ . Ils auraient dû être divisés par la cinquième puissance.
Il semble également y avoir des problèmes avec le code de conversion spectre-RVB – larc-en-ciel à gauche aurait des bandes ROYGBIV, pas seulement RVB, sil était correctement converti.
Un autre problème mineur est quils semblent calculer les effets en fonction de la force avec laquelle vous poussez le joystick, et non de la vitesse à laquelle vous vous déplacez réellement. Par exemple, les fantômes en mouvement apparaissent en rouge / bleu lorsque vous êtes stationnaire, mais si vous vous tenez devant lun deux et le laissez vous pousser, il reste décalé vers le bleu bien quil soit maintenant stationnaire par rapport à vous, et il ny a aucun effet de mouvement sur le arrière-plan même sil bouge. Le décalage vers le rouge / bleu des fantômes ne semble pas non plus changer à mesure que la vitesse de la lumière diminue ostensiblement.
Le » what « s going on » supplément à la fin (également téléchargeable au format Powerpoint sur le site Web) comporte quelques erreurs.
La lumière se comporte également comme un flux de particules appelé photons. Lorsque vous vous dirigez vers un flux de photons, davantage de photons vous frappent et lobjet devient plus lumineux. Cet effet est également connu sous le nom daberration relativiste.
Premièrement, ces effets sont classiques, donc la quantification n’est pas pertinente. Deuxièmement, l’augmentation du taux d’absorption des photons ne représente qu’une petite partie de la luminosité augmenter. Troisièmement, laberration fait référence à un changement dangle, pas à dautres photons qui vous frappent.
Sur cette diapositive, il y a aussi une image légendée » se déplaçant vers la gauche, le les objets de gauche sont plus clairs que les objets de droite « , même si ce nest manifestement pas vrai dans limage (qui est similaire à limage en haut de cette réponse) . Cela devrait être vrai, bien sûr. Il mest difficile de comprendre comment ils nont jamais, à aucun moment du développement, compris que leur shader était bogué étant donné sa sortie folle.
Il faut être beaucoup plus proche de la vitesse de la lumière pour remarquer les effets plus dramatiques de la transformation de Lorentz par rapport aux effets Doppler et Searchlight. À la fin du jeu, les effets Doppler et Searchlight sont supprimés pour rendre la transformation de Lorentz plus facile à voir.
Ici, ils disent » Transformation de Lorentz » mais semble signifier une aberration. La transformation de Lorentz nest pas un effet » « ; cest juste un moyen de convertir entre les systèmes de coordonnées. Les systèmes de coordonnées nont pas de sens et naffectent pas ce que vous voyez.
Les objets qui se trouvent normalement au-delà de votre champ de vision peuvent devenir visibles lorsque vous vous rapprochez de la vitesse de la lumière , tels que vous les voyez tels quils étaient dans le passé.
Oui, vous les voyez tels quils étaient dans le passé, mais vous les voyez au même passé quelle que soit la vitesse à laquelle vous vous déplacez (les horloges afficheront la même lecture indépendamment de votre vitesse, par exemple). Votre champ de vision sélargit lorsque vous avancez en raison dune aberration, qui est plus facilement comprise comme un effet local dû au mouvement de votre caméra / œil, comme on le voit ici .
