Thiết kế các quy luật vật lý của thế giới ảo: Cân bằng giữa tính thú vị và hiệu quả tính toán

Là những người sáng tạo ra thế giới ảo, nhiệm vụ hàng đầu của chúng tôi là tạo ra một môi trường hấp dẫn và đầy thú vị cho người dùng. Điều này đòi hỏi chúng tôi phải tìm kiếm sự cân bằng giữa việc thiết kế các quy luật vật lý số có thể tạo ra hành vi phức tạp và bất ngờ và đảm bảo cơ sở hạ tầng có thể hỗ trợ những hành vi này. Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi phải xem xét ba chiều kích chính của quy luật vật lý số: thời gian, hình thức quy luật và phạm vi áp dụng.

Trong thế giới ảo, sự trôi chảy của thời gian có thể được hiểu là sự áp dụng lặp đi lặp lại của các quy luật vật lý trên chính nó. Mỗi lần áp dụng rời rạc đại diện cho một "phút" trong dòng thời gian của thế giới. Một cách để thiết kế thời gian của thế giới là để nó tiến triển đồng bộ với thời gian thực. Trong thế giới ảo dựa trên blockchain, mỗi khối có thể tương ứng với một số lượng phút đã trôi qua trong thế giới, điều này được gọi là "thời gian đồng bộ". Phương pháp này có thể tăng cường sự quan tâm của người dùng đối với thế giới, vì họ có thể quan sát tác động của hành động của mình theo thời gian thực. Tuy nhiên, thiết kế này cũng gặp phải thách thức, yêu cầu tính toán lâu hơn có thể nhanh chóng vượt quá khả năng của hệ thống, và việc thực hiện trên blockchain thông thường có thể khó khăn.

Một lựa chọn khác là thời gian không đồng bộ, tức là thời gian trôi trong thế giới ảo không nhất thiết phải khớp với thời gian bên ngoài, mà thay vào đó được đẩy về phía trước dựa trên các sự kiện cụ thể (thường là hành động của người dùng). Cách này dễ dàng hơn để thực hiện trên blockchain, nhưng có thể hy sinh một số tính năng thú vị.

Các nhà xây dựng thế giới cũng cần quyết định liệu các định luật toán học điều khiển thế giới ảo sẽ theo dạng mở hay dạng đóng. Biểu thức dạng đóng có số phép toán cố định, trong khi số phép toán của biểu thức dạng mở (hoặc đệ quy) sẽ tăng lên theo các biến đã cho. Biểu thức dạng mở có thể làm cho thế giới ảo trở nên thú vị hơn, vì chúng có tính dự đoán hữu hạn giống như thế giới thực. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là cần nhiều tài nguyên tính toán hơn. Ngược lại, biểu thức dạng đóng có hiệu suất tính toán cao hơn, nhưng có thể làm giảm tiềm năng thú vị của thế giới.

Trong thế giới thực, thời gian trôi qua đồng thời trong toàn bộ vũ trụ (mặc dù có một số phức tạp liên quan đến thuyết tương đối). Nhưng trong thế giới ảo, tình hình có thể rất khác. Đầu tiên, thế giới ảo có thể rõ ràng là có giới hạn. Khi quy mô mở rộng, khả năng thú vị thường tăng lên, nhưng chi phí tính toán cũng sẽ tăng. Thứ hai, thời gian trong thế giới ảo không nhất thiết phải giống nhau ở mọi nơi. Để giảm tải tính toán, có thể chia thế giới thành các khu vực rời rạc, mà cách trôi qua thời gian có thể khác nhau. Ví dụ, ở những khu vực có hoạt động của người dùng có thể sử dụng các quy luật vật lý phức tạp hơn, trong khi ở các khu vực không có hoạt động sẽ áp dụng phiên bản đơn giản hơn.

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm: nó có thể làm cho thế giới có vẻ không nhất quán và thiếu tính toàn vẹn, hạn chế không gian thiết kế cho các quy luật của thế giới, và mang lại gánh nặng bổ sung cho các nhà xây dựng thế giới trong việc tránh gây nhầm lẫn cho người dùng. Hơn nữa, nó cũng sẽ hạn chế cách mà quan hệ nhân quả lan tỏa trong thế giới. Kích thước của khu vực mà các quy luật vật lý áp dụng là một yếu tố thiết kế quan trọng, nó sẽ ảnh hưởng đến tài nguyên cần thiết cho thế giới và mức độ thú vị có thể đạt được.

Tóm lại, để tạo ra một thế giới ảo hấp dẫn, phải đạt được sự cân bằng khéo léo giữa hiệu suất tính toán và tính thú vị. Điều này bao gồm việc chọn loại thời gian (đồng bộ hoặc không đồng bộ), đánh giá hình thức của các định luật vật lý, và xác định kích thước của khu vực áp dụng vật lý. Bằng cách xem xét cẩn thận những yếu tố này, các nhà xây dựng thế giới không chỉ có thể đạt được tính thú vị cao trong khi kiểm soát gánh nặng tính toán, mà còn cung cấp cho các nhà phát triển khác một nền tảng sáng tạo phong phú.