Trò chơi làm chậm tốc độ ánh sáng A Slower Speed of Light (2012)

 (gamelab.mit.edu)
2 điểm bởi GN⁺ 2024-05-14 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Nguyên mẫu 3D góc nhìn thứ nhất được tạo ra để giúp người chơi cảm nhận thuyết tương đối hẹp một cách trực quan; càng thu thập nhiều orb, tốc độ ánh sáng trong game càng tiến gần tới tốc độ đi bộ của người chơi
  • Thế giới với tốc độ ánh sáng bị hạ thấp được render theo thời gian thực, cho phép quan sát các hiện tượng như hiệu ứng Doppler, giãn thời gian và biến đổi Lorentz ngay trong lúc chơi
  • Được xây dựng bằng bộ công cụ mã nguồn mở OpenRelativity cho Unity, nên cũng được dùng làm nền tảng để nhà phát triển, nhà giáo dục và người quan tâm đến vật lý tạo và chia sẻ các thí nghiệm về thuyết tương đối
  • Có bản tải xuống cho Windows, Mac và Linux, nhưng cần lưu ý riêng các hạn chế khi chạy như lỗi xung đột trên một số chipset đồ họa Intel và việc chỉ định độ phân giải trên Linux
  • Không chỉ có trò chơi, tài liệu thuyết trình và các bài báo liên quan cũng được công bố cùng nhau, rất phù hợp để dùng làm tài liệu cho giáo dục, trình diễn và thử nghiệm phát triển

Chơi trong một thế giới có tốc độ ánh sáng bị làm chậm

  • A Slower Speed of Light là một nguyên mẫu game 3D góc nhìn thứ nhất trong đó tốc độ ánh sáng giảm dần mỗi khi thu thập orb
  • Tốc độ ánh sáng trong game có thể tiến gần đến tốc độ đi bộ tối đa của người chơi, và trong quá trình đó các hiệu ứng thị giác của thuyết tương đối hẹp sẽ dần bộc lộ theo từng mức
  • Các hiệu ứng được render theo thời gian thực với độ chính xác tới từng đỉnh (vertex accuracy) gồm có
    • Hiệu ứng Doppler: hiện tượng lệch đỏ và lệch xanh của ánh sáng khả kiến, cùng việc tia hồng ngoại và tử ngoại dịch chuyển vào vùng ánh sáng khả kiến
    • Hiệu ứng searchlight: hiện tượng độ sáng theo hướng di chuyển tăng lên
    • Giãn thời gian: sự khác biệt về dòng chảy thời gian mà người chơi và thế giới bên ngoài cảm nhận
    • Biến đổi Lorentz: hiện tượng không gian bị biến dạng ở tốc độ gần ánh sáng
    • Hiệu ứng runtime: hiện tượng có thể nhìn thấy vật thể ở hình dạng trong quá khứ do thời gian ánh sáng truyền đi
  • Trò chơi hướng đến một trải nghiệm giáo dục phong phú bằng cách kết hợp lối chơi dễ tiếp cận và bối cảnh giả tưởng với nghiên cứu vật lý lý thuyết và vật lý tính toán
  • Có thể tải tài liệu thuyết trình về các hiệu ứng tương đối tính dưới dạng PPT và PPTX

OpenRelativity và môi trường chạy

  • Trò chơi được tạo bằng bộ công cụ mã nguồn mở OpenRelativity dành cho môi trường phát triển game Unity
    • OpenRelativity là công cụ giúp nhà phát triển game, nhà giáo dục và người quan tâm đến vật lý tạo, thử nghiệm và chia sẻ các thí nghiệm khám phá hiệu ứng của thuyết tương đối hẹp
  • Tải xuống được chia theo Windows, Mac và Linux
  • Môi trường chạy đã được kiểm thử bao gồm các cấu hình sau
    • Intel Core 2 Duo T9900 hoặc Core i7, xung nhịp 2.8GHz
    • Windows 7, Mac OS X 10.6.8 Snow Leopard trở lên, Linux Ubuntu 13
    • AMD Radeon HD 6970M, AMD Mobility Radeon HD 4850, Nvidia GeForce 9600M GT
    • 8GB RAM
  • Thông tin hỗ trợ kỹ thuật có kèm một số hạn chế khi chạy
    • Một số người dùng cho biết game vẫn có thể chạy trên Windows XP và 2GB RAM
    • Có lỗi đã biết khiến game bị crash trên máy tính dùng một số chipset đồ họa Intel; bản beta có thể khắc phục vấn đề này
    • Trên Windows, nếu dùng nhiều bộ xử lý đồ họa, có thể cần chạy bằng bộ xử lý đồ họa không phải mặc định
  • Trên Linux, có thể chỉ định độ phân giải bằng tùy chọn dòng lệnh trong thư mục game
    • 32-bit: ./"A Slower Speed of Light.x86" -screen-width [screenwidth] -screen-height [screenheight]
    • 64-bit: ./"A Slower Speed of Light.x86_64" -screen-width [screenwidth] -screen-height [screenheight]
    • Ví dụ: ./"A Slower Speed of Light.x86_64" -screen-width 1280 -screen-height 720
    • Có thể xem toàn bộ tùy chọn dòng lệnh của Unity trong tài liệu

Tài liệu giáo dục và các ấn phẩm liên quan

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-05-14
Các ý kiến trên Hacker News

  • https://web.archive.org/web/20240513041141/http://gamelab.mi...

  • Nếu muốn có một phần nhập môn tốt để xây dựng trực giác về thuyết tương đối hẹp với tốc độ ánh sáng thấp, tôi thật sự khuyên đọc “Mr Tompkins in Wonderland” (hoặc “in paperback”) của George Gamow
    Những câu chuyện ngắn này nói về những điều như thế giới sẽ trông ra sao nếu tốc độ ánh sáng là 10 dặm/giờ

    • https://en.m.wikipedia.org/wiki/Mr_Tompkins

      Bộ sách gồm bốn cuốn: “Mr Tompkins in Wonderland” năm 1940, “Mr Tompkins Explores the Atom” năm 1945, “Mr Tompkins Learns the Facts of Life” năm 1953, và “Mr Tompkins Inside Himself” năm 1967
      Hai tựa cuối có chỗ để đùa, nhưng tôi sẽ không nói ra

    • Redshift Rendezvous của John E. Stith cũng đáng xem
      Nó không phải sách hướng dẫn mà là tiểu thuyết, nhưng ở nhiều điểm các hiệu ứng tương đối tính đóng vai trò lớn

    • Tôi không biết điều đó có hợp lý về mặt vật lý không
      Vì mọi tốc độ khác mà chúng ta quen thuộc rốt cuộc cũng được xác định như một phần của tốc độ ánh sáng, nên có vẻ chúng cũng sẽ chậm lại theo tỷ lệ
      Ví dụ, nếu tốc độ ánh sáng là 10 dặm/giờ thì tốc độ âm thanh sẽ vào khoảng 0,6 inch mỗi giờ, một ngày sẽ dài hơn rất nhiều, và các phản ứng hóa học cũng sẽ mất hàng giờ
      Nhìn chung, với con người trong thế giới đó thì có lẽ sẽ không có khác biệt thực sự nào, và mọi thứ sẽ được cảm nhận hoàn toàn giống hệt

  • Một trò chơi liên quan là Velocity Raptor (2012): https://www.testtubegames.com/velocityraptor.html

    Thảo luận cũ: “Velocity Raptor – an adventure in 2+1 dimensions” (tháng 3/2015, 39 bình luận): https://news.ycombinator.com/item?id=9247460
    Thật vui khi thấy nó đã được port từ Flash sang HTML5 và vẫn còn trực tuyến

  • Trước đây có một game Flash mang tính giáo dục đưa các nguyên lý của thuyết tương đối vào luật chơi
    Cấu trúc là đi qua các căn phòng 2D từ điểm A đến điểm B, và tôi nhớ là có sự thay đổi khoảng cách cũng như thay đổi màu sắc
    Ví dụ, nếu di chuyển theo một hướng nhất định thì màu của ổ khóa sẽ đổi, nên có thể mở bằng chìa khóa cùng màu
    Nó khá thú vị, do một nhà vật lý làm ra và được đăng trên một trang cá nhân giản dị, nhưng tôi không nhớ đã thấy ở đâu
    Nếu ai biết thì mong chia sẻ liên kết

  • Ý tưởng rất hay, nhưng tôi mất khoảng 5 phút để hoàn thành, và từ lúc đó bắt đầu thấy say chóng mặt

  • Phiên bản tiếp theo có thể nói về chuyện gì xảy ra khi alpha tiến đến đúng gần 1/137

    • Theo cách hiểu của một người không chuyên, chỉ cần hằng số cấu trúc tinh tế thay đổi một chút thì các nguyên tử hay phân tử như ta biết về cơ bản sẽ không còn tồn tại
      Vì vậy trò chơi có lẽ sẽ kiểu như thế này

      a=1/1: chẳng thấy gì trong tầm mắt

      …

      a=1/136: chẳng thấy gì trong tầm mắt

      a=1/137: Bùm! Sự sống, vũ trụ và vạn vật

      Có thể tôi sai, hoặc hiểu ngược các con số, nhưng tốc độ ánh sáng có vẻ là một trường hợp đặc biệt trong số các hằng số phổ quát, nơi ta có thể thấy thú vị sự thay đổi hiệu ứng diễn ra tương đối từ tốn khi giá trị của nó đổi

    • Tôi không phải chuyên gia, nhưng alpha là gì vậy?

  • Một trò chơi khác thuộc kiểu “dạy toán/vật lý thông qua gameplay” là Hyperbolica
    Đây là game khám phá một thế giới 3D áp dụng hình học hyperbol, và về sau là hình học cầu; chơi vào thấy đầu óc như bị bẻ cong

    https://store.steampowered.com/app/1256230/Hyperbolica/

  • Trên những máy tính vào thời điểm nó mới ra mắt, đây là một chương trình cực kỳ nặng

    • Haha, ‘core 2 duo’ chẳng phải là đồ khoảng năm 2005 sao?
      Trên phần cứng ngày nay chắc nó chạy mượt thôi

  • Ví dụ nếu tôi đang di chuyển với tốc độ 1m/s và tốc độ ánh sáng là 2m/s thì chuyện gì sẽ xảy ra?
    Tôi có cảm giác sẽ có tính chất đặc biệt nào đó khi đúng bằng một nửa, hoặc khi ở một tỷ lệ nhất định so với tốc độ ánh sáng

    • Tỷ lệ chỉ quan trọng trong dao động, tức là tần số
      Vì dao động là sự không đồng đều trong một chu kỳ, còn vận tốc tịnh tiến thì không có tính chất đó

      Biến đổi Lorentz, cốt lõi của thuyết tương đối hẹp, là một ánh xạ giữa [0, c] và [0, vô hạn], nên tỷ lệ so với tốc độ ánh sáng không thể được định nghĩa một cách tuyệt đối
      Ánh sáng có tốc độ vô hạn trong hệ quy chiếu của chính nó

    • Theo tôi biết thì không phải vậy
      Quan hệ giữa vận tốc của bản thân và tốc độ ánh sáng giống một đường tiệm cận, nên là một đường cong khá liên tục
      Điểm bắt đầu kỳ lạ là khi tiến rất gần tốc độ ánh sáng; trong ví dụ này là khoảng 1,9~1,999m/s, và vật lý “vỡ” ở 2m/s, nhưng không có chuyện đột nhiên xảy ra điều đáng kinh ngạc tại một điểm nào đó trong khoảng 0~1,999

    • Tôi từng xem một video YouTube về chủ đề đó

      Có thể là video này

      https://youtu.be/ge_j31Yx_yk