O jogo que reduz a velocidade da luz A Slower Speed of Light (2012)

 (gamelab.mit.edu)
2 pontos por GN⁺ 2024-05-14 | 1 comentários | Compartilhar no WhatsApp
  • Protótipo 3D em primeira pessoa criado para entender a teoria da relatividade especial na prática; quanto mais orbes você coleta, mais a velocidade da luz no jogo se aproxima da velocidade de caminhada do jogador
  • O mundo com a velocidade da luz reduzida é renderizado em tempo real, permitindo observar durante a partida fenômenos como efeito Doppler, dilatação do tempo e transformações de Lorentz
  • Foi feito com o toolkit open source OpenRelativity para Unity e também serve como base para desenvolvedores, educadores e interessados em física criarem e compartilharem experimentos de relatividade
  • Há downloads para Windows, Mac e Linux, e é preciso considerar separadamente limitações de execução como travamentos em alguns chipsets gráficos Intel e definição de resolução no Linux
  • Além do jogo em si, materiais de apresentação e artigos relacionados também estão disponíveis, sendo úteis para educação, demonstrações e experimentos de desenvolvimento

Jogando em um mundo com a velocidade da luz reduzida

  • A Slower Speed of Light é um protótipo de jogo 3D em primeira pessoa em que a velocidade da luz diminui a cada orbe coletado
  • A velocidade da luz no jogo pode se aproximar da velocidade máxima de caminhada do jogador, e nesse processo os efeitos visuais da relatividade especial aparecem gradualmente
  • Os efeitos renderizados em tempo real, com precisão até o nível de vértice (vertex accuracy), incluem:
    • Efeito Doppler: desvio para o vermelho e para o azul da luz visível, além do deslocamento do infravermelho e do ultravioleta para a faixa visível
    • Efeito holofote: aumento do brilho na direção do movimento
    • Dilatação do tempo: diferença no fluxo do tempo percebido pelo jogador e pelo mundo externo
    • Transformações de Lorentz: distorção do espaço em velocidades próximas à da luz
    • Efeito de tempo de percurso da luz: fenômeno em que objetos podem ser vistos como eram no passado devido ao tempo que a luz leva para se mover
  • O objetivo é oferecer uma experiência educacional rica, combinando jogabilidade acessível e ambientação de fantasia com pesquisa em física teórica e computacional
  • Os materiais de apresentação sobre os efeitos da relatividade podem ser baixados em PPT e PPTX

OpenRelativity e ambiente de execução

  • O jogo foi feito com o toolkit open source OpenRelativity para o ambiente de desenvolvimento de jogos Unity
    • OpenRelativity é uma ferramenta que ajuda desenvolvedores de jogos, educadores e interessados em física a criar, testar e compartilhar experimentos para explorar os efeitos da relatividade especial
  • O download é dividido entre versões para Windows, Mac e Linux
  • Os ambientes de execução testados incluem as seguintes configurações
    • Intel Core 2 Duo T9900 ou Core i7, clock de 2.8GHz
    • Windows 7, Mac OS X 10.6.8 Snow Leopard ou superior, Linux Ubuntu 13
    • AMD Radeon HD 6970M, AMD Mobility Radeon HD 4850, Nvidia GeForce 9600M GT
    • 8GB de RAM
  • As informações de suporte técnico incluem algumas limitações de execução
    • Alguns usuários relataram que o jogo também pode rodar no Windows XP com 2GB de RAM
    • Há um bug conhecido em que o jogo trava em computadores com alguns chipsets gráficos Intel, e a versão beta pode corrigir esse problema
    • No Windows, ao usar vários processadores gráficos, pode ser necessário executar o jogo com um processador gráfico diferente do padrão
  • No Linux, é possível definir a resolução por opções de linha de comando dentro da pasta do jogo
    • 32 bits: ./"A Slower Speed of Light.x86" -screen-width [screenwidth] -screen-height [screenheight]
    • 64 bits: ./"A Slower Speed of Light.x86_64" -screen-width [screenwidth] -screen-height [screenheight]
    • Exemplo: ./"A Slower Speed of Light.x86_64" -screen-width 1280 -screen-height 720
    • As opções completas de linha de comando do Unity podem ser consultadas na documentação

Materiais educacionais e publicações relacionadas

Leituras relacionadas

1 comentários

 
GN⁺ 2024-05-14
Opiniões no Hacker News

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

  • Para desenvolver a intuição sobre a teoria da relatividade especial com uma velocidade da luz baixa, recomendo muito, como introdução, “Mr Tompkins in Wonderland” (ou “in paperback”), de George Gamow.
    Essas histórias curtas tratam de coisas como: como o mundo pareceria se a velocidade da luz fosse 10 milhas por hora.

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

      A série é composta por quatro livros: “Mr Tompkins in Wonderland” (1940), “Mr Tompkins Explores the Atom” (1945), “Mr Tompkins Learns the Facts of Life” (1953) e “Mr Tompkins Inside Himself” (1967).
      Há piadas a fazer com os dois últimos títulos, mas vou deixar passar.

    • Redshift Rendezvous, de John E. Stith, também vale a pena.
      Não é um tutorial, e sim um romance, mas em vários pontos os efeitos relativísticos têm um papel importante.

    • Não sei se isso faz sentido fisicamente.
      Todas as outras velocidades com que estamos acostumados também acabam sendo definidas como uma fração da velocidade da luz, então imagino que ficariam proporcionalmente mais lentas.
      Por exemplo, se a velocidade da luz fosse 10 milhas por hora, a velocidade do som seria algo como 0,6 polegada por hora; um dia seria muito mais longo; e reações químicas levariam horas.
      No geral, para os humanos desse mundo não haveria nenhuma diferença real, e tudo pareceria exatamente igual.

  • Um jogo relacionado é Velocity Raptor (2012): https://www.testtubegames.com/velocityraptor.html

    Discussão antiga: “Velocity Raptor – an adventure in 2+1 dimensions” (março de 2015, 39 comentários): https://news.ycombinator.com/item?id=9247460
    É legal ver que ele foi portado de Flash para HTML5 e ainda está online.

  • Antigamente havia um jogo em Flash educacional que incorporava princípios da relatividade nas regras do jogo.
    A estrutura era atravessar salas 2D, indo do ponto A ao ponto B, e lembro que havia mudanças de distância e de cor.
    Por exemplo, ao se mover em determinada direção, a cor de um cadeado mudava, permitindo abri-lo com uma chave da mesma cor.
    Era divertido, feito por um físico, e estava em um site pessoal simples, mas não lembro onde vi.
    Se alguém souber, seria ótimo compartilhar o link.

  • Conceito bacana, mas levei uns 5 minutos para terminar e, por volta desse ponto, comecei a sentir enjoo.

  • A próxima versão poderia tratar do que acontece quando alfa se aproxima exatamente de 1/137.

    • Pelo que entendo como leigo, se a constante de estrutura fina mudar só um pouco, átomos e moléculas como conhecemos praticamente deixam de existir.
      Então imagino que o jogo seria mais ou menos assim:

      a=1/1: nada à vista

      …

      a=1/136: nada à vista

      a=1/137: bum! vida, o universo e tudo mais

      Posso estar errado, ou ter entendido os números ao contrário, mas a velocidade da luz me parece um caso incomum entre as constantes universais, no qual é possível mostrar de forma interessante uma mudança gradual dos efeitos quando seu valor muda.

    • Não sou especialista, então: o que é alfa?

  • Outro jogo na categoria “ensinar matemática/física por meio de gameplay” é Hyperbolica.
    É um jogo em que você explora um mundo 3D com geometria hiperbólica e, depois, geometria esférica; dá a sensação de entortar o cérebro.

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

  • Quando isso saiu pela primeira vez, era um programa pesadíssimo para rodar nos computadores da época.

    • Haha, um “core 2 duo” não é algo mais ou menos de 2005?
      Em hardware atual, acho que deve rodar bem liso.

  • Por exemplo, se eu estiver me movendo a 1 m/s e a velocidade da luz for 2 m/s, o que acontece?
    Parece que deveria haver alguma propriedade especial quando é exatamente metade, ou quando se está em uma proporção específica em relação à velocidade da luz.

    • A proporção só importa em oscilações, isto é, em frequências.
      Isso porque uma oscilação é uma não uniformidade dentro de um ciclo, e a velocidade de translação não tem essa propriedade.

      As transformações de Lorentz, que são o núcleo da relatividade especial, são uma correspondência entre [0, c] e [0, infinito], então a proporção em relação à velocidade da luz não pode ser definida de forma absoluta.
      A luz tem velocidade infinita em seu próprio referencial.

    • Até onde sei, não é assim.
      A relação entre a sua velocidade e a velocidade da luz é uma curva bem contínua, próxima de uma assíntota.
      O ponto em que as coisas ficam estranhas é quando você chega muito perto da velocidade da luz; no seu exemplo, algo como 1,9–1,999 m/s, e a física “quebra” em 2 m/s, mas não acontece nada subitamente incrível em algum ponto entre 0 e 1,999.

    • Já vi um vídeo no YouTube sobre esse assunto.

      Talvez seja este:

      https://youtu.be/ge_j31Yx_yk