Нарушающий законы физики двигатель видео: 7 явлений, нарушающих законы физики

анекдоты, остальные новые :: 13 апреля 2019

13 апреля 2019

Меняется каждый час по результатам голосования

Кадыров предложил федеральному центру списать Чечне долг в 9 миллиардов за потребленный газ. Дескать, ввиду особых обстоятельств. Ну, там, платить неохота, долги отдают только дураки и другие непокобелимые принципы… Вопрос к знатокам – через какое время вылетел бы из своего кресла губернатор, скажем, Тамбовской области, если бы заикнулся о чем-то подобном?

— Россия испытала нарушающий законы физики торсионный двигатель!
— Ну и как?
— Не работает!
— Почему?
— А где вы видели работающий двигатель, нарушающий законы физики?!

Первое правило члена «пятой колонны»: «Хочешь зарабатывать в долларах работай в рублёвой России»

3

loran

Поле через день после Куликовской битвы. Кругом одни трупы, часть уже похоронена. Где-то в кустах стонут последние один-два выживших, но незамеченных. Вовсю пируют вороны. И тут появляется запыхавшийся всадник на взмыленном коне. Он выхватывает лук и начинает пулять во все стороны по трупам, а то и просто в белый свет, как в копеечку…

Вот так будет выглядеть вундервафля «Посейдон», когда доберется до берегов Америки через несколько дней после того, как размен ядерными ударами будет уже закончен, и добавит к уже происшедшим ядерным взрывам еще один.

«Вопрос №7.
Находясь в стокгольмском аэропорту, Вы собрались улететь в :

A. Москву
B. Лондон
C. Ростов-на-Дону

Укажите неверный вариант» («Сборник ситуационных задач», ред. проф. Э.Сноудена)

У пресс-секретаря очень сложная работа: приходится всё время что-то придумывать, или пересказывать того, кто все время что-то придумывает.

— Сегодня никому нельзя верить, ни полиции, ни врачам, разве что пожарным.
— Вася, у тебя дом горит.

По всей Украине шуршание, шорохи и кряхтение — началось массовое переобувание ботуль и рогуль.

8

Шахххматт

Аяз Гулиев принес официальные извинения гражданину США Майклу Коу Джону Эли, которому сломал нос. Тот написал заявление, что не имеет претензий к россиянину.
Мамаев с Кокориным: «А что так можно было ?»

«Ну и что?! У нас тоже есть снимки Чёрной дыры и, между прочим, несравненно лучшего качества», — заявили в Ассоциация проктологов России.

— Зачем вы выложили видео священника, который в пост пьет водку и поёт «Мурку», танцуя в храме?
— Потому что видео, как он ходит по воде я не нашел.

Из новостей :Всего 3% россиян контролируют 89% всех финансовых активов, 92% всех срочных вкладов и 89% всех наличных сбережений.
Волочкова : А остальным 97 % это не нравится, пусть они валят из страны.

Дочка Зеленского ещё не полностью выговаривает все слова,но ведь «устами младенца глаголет истина».Она честно,правдиво и радостно говорит:»Мой папа-презик!»

Олег Дерипаска будет развивать сельское хозяйство. Для этого ему выдедили 25 миллиардов. Соответствующее распоряжение подписал президент РФ.
Теперь будет сажать алюминиевые огурцы…

… И денег тьма в конце тоннеля.

Дорогие одностранцы! Извините на добром слове…

Беда очевидности в том, что она плачевно нефотогенична.

Просто нет слов выразить своё восхищение бесчисленными словами бесчисленных авторов бесчисленных слов.

— Ах, уж эти наркотики… Не принимайте их слишком близко к сердцу!

Принимать этот горький бардак за национальный вопрос — то же, что принимать захват автобуса террористами за безбилетный проезд.

— Ну зачем ты так с ним? Бедный чувак, пятница, поздний вечер, он старается, работает, а тут злая начальница гонит его к пиву и бабам.
— Фсё, чувака выгнала.
— Злюка!
— И вообще, в моём понимании у двадцатилетних бугаёв на уме должны быть только пиво и бабы, а не SQL-запросы. Если у него в уме SQL-запросы, это значит, что чувак либо гей, либо законченный программист (неизвестно, кстати, что хуже).
— Законченный программист.
— Почему?
— Потому что гей тоже с живыми людьми ебётся.

— Папа, купи мне вот эту игрушку.
— Сынок, она очень дорогая, у меня денег не хватит.
— Давай попросим денег у маминой мамы.
— Нет, нет, у меня хватит!

Если меня спросят: «Что в жизни главное: карьера или любовь?», я задумчиво откинусь в кресле и засуну в нос фисташку.

Прежде, чем что-то не сделать, убедись — не может ли кто-то справиться с этим лучше.

Только сейчас понял, что Стальной Дровосек был гомосеком: ему, гею, нужно было, как бабе, живое сердце, способное чувствовать. Потому «Волшебника страны Оз» в России вообще надо запретить. Вместе с переделкой-переводом «Волшебник изумрудного города».

Анекдот для украинцев: стучит Зеленский в дверь к Макрону, а открывает Порошенко со словами: «У Макрона, так у Макрона. Заходи..Те».

26

Сергей Пр

— Алло!
— О, доча, привет! Ты дома? А маму можно?
— Папа, маму нужно! А то уже третий день нервная ходит!

Один из башкирских военкомов заявил, что татуировки на лице рэпера Face — признак психического расстройства (и, следовательно, армии такие не нужны). У меня встречный вопрос: а сам военком, здоровенный мужик с погонами полковника, который всю жизнь выполняет работу, с которой легко справится девушка после 11 классов, даже без обучения в колледже, или гражданская тетка-делопроизводительница из военкомовской канцелярии, и получает при этом выслугу лет, звания, пенсию в 45, и кучу взяток за откашивание от армии — он, этот военком, психически здоров?!

Ничто так не вызывает оргазм, как жёсткий пр@ёб мозга.

Хочешь откосить от армии?
Сделай воинственную татуировку на лице!

— Владимир Владимирович, у нас свалка прямо под окнами дома.
— Вот и отлично, теперь вы можете выбрасывать мусор прямо в окно !

— Блин! Меня всё достало! Вот возьму и выставлю свою пизду на аукцион!
— А тебя чё, нет в инстаграме?

Каждый год в День космонавтики к эфиру прорывается говорливая свора фриков, наперебой рассказывающих нам о буквально завтрашних полетах к альфа центаврам, сириусам и прочим эпсилонам эридана. Что вполне понятно – ведь на Луну уже летают рейсовые маршрутки. К концу дня их речь становится все более невнятной, переходя в бормотание, и после 12 часов ночи эти покорители космических просторов окончательно впадают в спячку. На год.

Цирком должен руководить клоун, а не кондитер.

34

Gector

Мы стали более лучше одеваться. Ещё немного — и я смогу позволить себе малиновые штаны, и тогда все будут делать передо мной два раза «Ку!», и эцилоп больше не сможет бить меня палкой по ночам.

Ласковый чиновник из двух бюджетов сосёт: местного и федерального.
А кто не делится наверх — тому ни один не даётся…

Опасности бритья: «одно неосторожное движение и ты», отец, уже безусый.

В ответ на выдачу Ассанжа WikiLeaks планирует выложить в открытый доступ список Санта Клауса с перечислением плохих и хороших детей.

Британские ученые установили, что если бы у бабушки Гитлера был хуй, войны бы не было.

После заявки Аяза Гулиева. Команде «Бутырка» для игры по системе 4-4-2 нужны: вратарь, 4 защитника, 2 полузащитника и нападающий. Следственному комитету, просьба поспособствовать.

— Здесь, в этом мире, ты можешь быть кем захочешь.
— Тогда почему ты ниггер?

Можно конечно быть в каждой бочке затычкой. Только из-за разных отверстий, в одни провалишься и утонешь, в других все бока пообдираешь, а из третьих — вылетишь как пробка из-под шампанского…

42

Владимир Кудрявцев

Ненавидишь налоги?
Ненавидишь правительство?
Ненавидишь правила?
Любишь оружие?
Тебе понравится в Сомали!

Юмор из США: «Мой сосед хочет запретить оружие! И он безоружен! Уважая его мнение, Я обещаю не использовать мое оружие чтобы защитить его.»

Почему чиновники такие уроды? Нация, состоящая из овец, незамедлительно получает правительство, состоящее из волков.

Вчера<< 13 апреля >>Завтра

Первая российская научная статья про ЭМ-драйв

?

Первая российская научная статья про ЭМ-драйв

uk0iai

September 13th, 2017

Оригинал взят у don_beaver в Первая российская научная статья про ЭМ-драйв

Сегодня пресса зашумела по поводу китайской телепередачи, посвященной уже рабочему прототипу ЭМ-драйва — ракетного двигателя без реактивной струи. Первой об этом написала лента.ру, а потом новость была подхвачена десятками СМИ
https://lenta.ru/news/2017/09/12/emdrive/ «Китай создал нарушающий законы физики двигатель»
https://rg.ru/2017/09/12/opublikovano-video-s-dvigatelem-rabotaiushchim-bez-topliva.html «Опубликовано видео с двигателем, работающим без топлива»

Реакция СМИ и специалистов отличалась широтой
— от глубокого скепсиса: https://www.gazeta.ru/science/2017/09/12_a_10884698.shtml «Фуфловый» двигатель влетел в рунет. Загадка двигателя, работающего без топлива, нарушающего законы физики»
— до заинтересованности: https://www.popmech.ru/technologies/386632-dvigatel-narushayushchiy-zakony-fiziki-budushchee-nastupilo-segodnya/ «Двигатель, нарушающий законы физики: будущее наступило сегодня»
https://life.ru/t/%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0/1042833/nichiegho_nie_narushaiushchii_dvighatiel_pochiemu_emdrive_nie_protivoriechit_zakonam_fiziki «Ничего не нарушающий двигатель: почему EmDrive не противоречит законам физики»

Так как в материале Александра Березина в Life. ru была упомянута моя теория, то хочу сообщить следующее: на днях в Анапе завершилась конференция по космическим аппаратам под эгидой НПО им. Лавочкина, на которой был сделан доклад о возможном теоретическом обосновании работы ЭМ-драйва. Соавторы: Николай Горькавый и Александр Овчар (докладчик). Ниже приведены текст статьи в сборнике конференции и три слайда из презентации.

Хочу отметить следующее: это гипотеза, но ни о каком нарушении законов сохранения речь не идет. Более того, никаких новых сущностей типа новых физических полей или скрытых размерностей не вводится. Более того, это объяснение не из разряда ad hoc, то есть придуманное именно для этого случая. Так что эта научная статья из скромного сборника находится на гораздо более высоком уровне надежности, чем любая статья по космологии или квантовой гравитации из передовых рецензируемых журналов.

В чем суть статьи? Совершенно независимо от эм-драйва существует элегантная «космология отскока», которая активно развивалась в 40-х-70-х годах, начиная с группы Гамова-Альфера-Хермана (пока не была заглушена инфляционной теорией). «Космология отскока» полагала, что Большой Взрыв — это «упругий» отскок Вселенной, сжавшейся до размера порядка светового года. При таком размере температура Вселенной была так велика, что все ядра тяжелых атомов из предыдущего цикла снова превратились в ядра водорода, из которых снова стали образовываться звезды нового цикла. Но эта теория имела две проблемы: причина отскока была неясна, как и причина современного ускорения Вселенной. Мне с Сашей Васильковым удалось решить обе этих проблемы «космологии отскока». Мы показали строго в рамках обычной теории Эйнштейна, что Большой Взрыв был вызван лавинообразным переходом массы сливающихся черных дыр в гравитационные волны на финальной стадии коллапса Вселенной (статья опубликована в MNRAS в 2016 году). Во второй статье (в печати) мы показали, что обратный процесс – роста черных дыр при поглощении высокочастотного реликтового гравитационного излучения – отвечает за современное ускорение Вселенной. Мы даже получили из этой теории правильную величину космологической постоянной, решив проблему, которой почти сто лет.

Следствием этой теории является существование мощного фона реликтовых гравитационных волн, который раньше был значительно недооценен как по энергии, так и по значимости. Я в этих результатах глубоко уверен, потому что там все без болтовни, они основаны на убедительных математических решениях уравнений Эйнштейна и все грамотные специалисты могут проверить эти выкладки.
Теперь вернемся к эм-драйву, работоспособность которого проверена на только двумя изобретателями – Шойером и Феттой, но и тремя серьезными группами: немецкой, американской (НАСА) и китайской из той государственной организации, которая запустила первый китайский спутник. Уровень доверия к таким результатом достаточно высок, чтобы поразмышлять о возможном теоретическом объяснении «эффекта Шойера». Я достаточно хорошо знаком с активностью вокруг детекторов высокочастотных гравволн – например, я вместе с Грищуком был участником упомянутой в сборнике конференции МИТРЕ в 2003 году (эти детекторы совсем не похожи на огромный детектор ЛИГО, который нацелен на низкочастотный спектр). Сопоставив три вещи: мощный фон реликтовых гравволн из современной «космологии отскока», электромагнитные высокочастотные детекторы-резонаторы для гравволн и очень похожий на них двигатель Шойера, регистрирующий непонятную тягу, — логично выдвинуть гипотезу, что двигатель Шойера оказался случайно построенным детектором высокочастотных гравволн – как в своё время антенна-рог Пензиаса-Вильсона случайно оказалась детектором реликтового электромагнитного излучения.

Это, безусловно, лишь вероятная гипотеза, но она совершенно научна, и её реалистичность я готов отстаивать на любой площадке с любым собеседником. Отмечу, что эм-драйв – установка, которая по дешевизне и простоте несопоставима с обычными большими проектами. Значит, её стоит построить даже при небольшой вероятности её работоспособности. Потому что если опоздать, то проигрыш в космической гонке будет колоссальный. Если кто из серьезных организаций готов создать у себя стенд с электромагнитным двигателем, то и я, и Александр Овчар готовы к сотрудничеству в таком проекте.

Tags: emdrive, гравитационные волны

Первая российская научная статья про ЭМ-драйв

Сегодня пресса зашумела по поводу китайской телепередачи, посвященной уже рабочему прототипу ЭМ-драйва — ракетного двигателя без реактивной струи. Первой об этом написала лента.ру, а потом новость была подхвачена десятками СМИ
https://lenta.ru/news/2017/09/12/emdrive/ «Китай создал нарушающий законы физики двигатель»
https://rg.ru/2017/09/12/opublikovano-video-s-dvigatelem-rabotaiushchim-bez-topliva.html «Опубликовано видео с двигателем, работающим без топлива»

Реакция СМИ и специалистов отличалась широтой
— от глубокого скепсиса: https://www.gazeta.ru/science/2017/09/12_a_10884698.shtml «Фуфловый» двигатель влетел в рунет. Загадка двигателя, работающего без топлива, нарушающего законы физики»
— до заинтересованности: https://www. popmech.ru/technologies/386632-dvigatel-narushayushchiy-zakony-fiziki-budushchee-nastupilo-segodnya/ «Двигатель, нарушающий законы физики: будущее наступило сегодня»
https://life.ru/t/%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0/1042833/nichiegho_nie_narushaiushchii_dvighatiel_pochiemu_emdrive_nie_protivoriechit_zakonam_fiziki «Ничего не нарушающий двигатель: почему EmDrive не противоречит законам физики»

Так как в материале Александра Березина в Life.ru была упомянута моя теория, то хочу сообщить следующее: на днях в Анапе завершилась конференция по космическим аппаратам под эгидой НПО им. Лавочкина, на которой был сделан доклад о возможном теоретическом обосновании работы ЭМ-драйва. Соавторы: Николай Горькавый и Александр Овчар (докладчик). Ниже приведены текст статьи в сборнике конференции и три слайда из презентации.

Хочу отметить следующее: это гипотеза, но ни о каком нарушении законов сохранения речь не идет. Более того, никаких новых сущностей типа новых физических полей или скрытых размерностей не вводится. Более того, это объяснение не из разряда ad hoc, то есть придуманное именно для этого случая. Так что эта научная статья из скромного сборника находится на гораздо более высоком уровне надежности, чем любая статья по космологии или квантовой гравитации из передовых рецензируемых журналов.

В чем суть статьи? Совершенно независимо от эм-драйва существует элегантная «космология отскока», которая активно развивалась в 40-х-70-х годах, начиная с группы Гамова-Альфера-Хермана (пока не была заглушена инфляционной теорией). «Космология отскока» полагала, что Большой Взрыв — это «упругий» отскок Вселенной, сжавшейся до размера порядка светового года. При таком размере температура Вселенной была так велика, что все ядра тяжелых атомов из предыдущего цикла снова превратились в ядра водорода, из которых снова стали образовываться звезды нового цикла. Но эта теория имела две проблемы: причина отскока была неясна, как и причина современного ускорения Вселенной. Мне с Сашей Васильковым удалось решить обе этих проблемы «космологии отскока». Мы показали строго в рамках обычной теории Эйнштейна, что Большой Взрыв был вызван лавинообразным переходом массы сливающихся черных дыр в гравитационные волны на финальной стадии коллапса Вселенной (статья опубликована в MNRAS в 2016 году). Во второй статье (в печати) мы показали, что обратный процесс – роста черных дыр при поглощении высокочастотного реликтового гравитационного излучения – отвечает за современное ускорение Вселенной. Мы даже получили из этой теории правильную величину космологической постоянной, решив проблему, которой почти сто лет.

Следствием этой теории является существование мощного фона реликтовых гравитационных волн, который раньше был значительно недооценен как по энергии, так и по значимости. Я в этих результатах глубоко уверен, потому что там все без болтовни, они основаны на убедительных математических решениях уравнений Эйнштейна и все грамотные специалисты могут проверить эти выкладки.
Теперь вернемся к эм-драйву, работоспособность которого проверена на только двумя изобретателями – Шойером и Феттой, но и тремя серьезными группами: немецкой, американской (НАСА) и китайской из той государственной организации, которая запустила первый китайский спутник. Уровень доверия к таким результатом достаточно высок, чтобы поразмышлять о возможном теоретическом объяснении «эффекта Шойера». Я достаточно хорошо знаком с активностью вокруг детекторов высокочастотных гравволн – например, я вместе с Грищуком был участником упомянутой в сборнике конференции МИТРЕ в 2003 году (эти детекторы совсем не похожи на огромный детектор ЛИГО, который нацелен на низкочастотный спектр). Сопоставив три вещи: мощный фон реликтовых гравволн из современной «космологии отскока», электромагнитные высокочастотные детекторы-резонаторы для гравволн и очень похожий на них двигатель Шойера, регистрирующий непонятную тягу, — логично выдвинуть гипотезу, что двигатель Шойера оказался случайно построенным детектором высокочастотных гравволн – как в своё время антенна-рог Пензиаса-Вильсона случайно оказалась детектором реликтового электромагнитного излучения.

Это, безусловно, лишь вероятная гипотеза, но она совершенно научна, и её реалистичность я готов отстаивать на любой площадке с любым собеседником. Отмечу, что эм-драйв – установка, которая по дешевизне и простоте несопоставима с обычными большими проектами. Значит, её стоит построить даже при небольшой вероятности её работоспособности. Потому что если опоздать, то проигрыш в космической гонке будет колоссальный. Если кто из серьезных организаций готов создать у себя стенд с электромагнитным двигателем, то и я, и Александр Овчар готовы к сотрудничеству в таком проекте.

Искусственный интеллект обучился законам физики

Способность человека распознавать объекты и рассуждать об их поведении в различных физических ситуациях (падение, полет, качение) лежит в основе его когнитивного развития. Люди, даже младенцы, используя базовые представления о том, как устроен мир, могут объяснять, что уже случилось, предсказывать, что случится в дальнейшем, и предполагать, как события развернулись бы в других гипотетических ситуациях.

Чтобы повторить этот тривиальный для человеческого мозга интеллектуальный процесс, искусственному интеллекту потребовались годы обучения и тренировок. Но в конце прошлого года ученые из Массачусетского технологического института (MIT) представили модель, которая способна не просто прогнозировать чем закончится взаимодействие предметов, но и регистрировать «удивление», если объекты в симуляции делают что-то неожиданное.

Главная сложность в обучении искусственного интеллекта «интуитивной физике» заключается в том, что отвечающие за это сходные процессы в человеческом мозге еще до конца не объяснены. Известно, что уже младенцы обладают минимальными знаниями простых физических законов [1]. Они ожидают, что все предметы будут взаимодействовать на пространственно-временных принципах целостности (объекты движутся как связанные и ограниченные целые), непрерывности (объекты движутся по соединенным, смежным путям) и контакта (объекты не взаимодействуют на расстоянии). Частично эти ожидания наблюдаются даже у новорожденных без какого-либо зрительного опыта, то есть представления о базовых законах физики могут быть врожденными. Больше о качествах предметов и физических силах, влияющих на их поведение — например, масса и упругость, гравитация и трение, — человек узнает из активного взаимодействия с окружающим миром.

Лучшим в поле интуитивной физики является ADEPT («Approximate Derenderer, Extended Physics, and Tracking») — искусственный интеллект, созданный группой нейроученых из Массачусетского технологического института (MIT). В нем восприятие физической реальности разделено [2] на несколько этапов.

Сначала ADEPT извлекает кадры из видео и использует инверсную графику, чтобы собрать базовую информацию об объектах, изображенных на них: например, форму, положение в пространстве и скорость. Это приблизительное описание объекта затем передается его физическому 3D-движку — такие часто используют в фильмах, видеоиграх, компьютерной графике. Движок симулирует поведение физических систем, различных твердых тел или жидкостей и делает предположение о том, что произойдет с объектом в следующем кадре.

Затем машина исследует следующий кадр, еще раз собирает информацию об изображенных на нем предметах и сравнивает с тем, что предполагала на основе предыдущего кадра. Если предмет действовал согласно законам физики, различия в показаниях будут минимальные. Если предмет повел себя неестественно — ADEPT высчитывает вероятность такого несоответствия и регистрирует сигнал «удивления». Чем ниже вероятность — тем сильнее удивление.

Чтобы понять, насколько хорошо обучен ADEPT и насколько его уровень понимания базовой кинетики соответствует человеческому, исследователи провели эксперимент. Они создали несколько видеороликов по классическим сценариям, используемым в экспериментах с «обманом ожидания». Наняли 60 взрослых и предложили им посмотреть 64 видео: в одних показаны правдоподобные события, где объекты придерживаются базовых представлений о том, как устроен мир, в других они каким-то образом нарушают их. Например, шар закатывается за стену и, когда она падает, его там не оказывается. Затем участников попросили оценить, насколько они были удивлены в тот или иной момент видео по шкале от 1 до 100. Эти же видео показали модели. Их результаты сравнили.

Диаграммы различных сценариев видео, использованных в эксперименте. Черные стрелки показывают физически правдоподобные ожидание, красные пунктирные — нарушающие физические ожидания [2]

В целом, мнение ADEPT о правдоподобности событий соответствовало мнению группы. Примечательно, что их результаты совпали и на тех видео, которые не показались людям удивительными, хотя, возможно, должны были. Например, когда объект, движущийся с определенной скоростью, исчезал за стеной и тут же появлялся с другого ее конца. Может быть, они посчитали, что он внезапно разогнался или телепортировался. Получается, люди и искусственный интеллект в большей или меньшей степени не были одинаково не уверены в таких неоднозначных событиях.

Поле применения искусственного интеллекта, обученного физике, бесконечно. Прежде всего создатели считают своей конечной целью создание моделей, которые будут полезны людям в условиях высокой неопределенности — например, во время экстремальных ситуаций вроде торнадо или землетрясений. Еще в этих исследованиях можно получить полезные сведения о когнитивном развитии человека или роботизированных системах зрения.

1. Elizabeth S Spelke and Katherine D Kinzler. Core knowledge. Dev. Psychol., 10(1):89–96, 2007
   Core knowledge
2. Jiajun Wu, Elizabeth S. Spelke, Joshua B. Tenenbaum, Tomer D. Ullman. Modeling Expectation Violation in Intuitive Physics with Coarse Probabilistic Object Representations. NeurIPS 2019. Modeling Expectation Violation in Intuitive Physics with Coarse Probabilistic Object Representations

Теги:ИИ, физика

Претворение в жизнь: внедрение физики в видеоигры

Научные проекты

Реферат

Вы когда-нибудь играли в видеоигры и были настолько вовлечены, что чувствовали, будто живете внутри?
игра? Какие характеристики игры заставили вас почувствовать себя частью действия? Один
Компонент захватывающей видеоигры — это осмысленный мир на экране — мир, который
учитывает физику. Игра, в которой игрок ощущает эффект блуждания по грязи,
поскользнуться на льду или катапультировать птицу куда веселее, чем без взаимодействия с окружающей средой.
В этом научном проекте вы создадите игру или анимацию, включающую эффекты физических принципов.
Получайте удовольствие, потому что нет предела возможностям.

Резюме

Видео и компьютерные игры

Очень длинный (1+ месяцев)

Некоторый опыт программирования рекомендуется, так как это сложный проект.

Доступно

Низкая стоимость (20–50 долларов США)

Нет проблем

Мишель Марановски, доктор философии, Science Buddies

Спасибо Стиву Джонсону, старшему директору по дизайну и веб-разработке в LinkedIn, за ценный вклад в физику, анимацию, и видеоигры.

• Half-Life является зарегистрированным товарным знаком Valve Corporation.
• Havok является зарегистрированным товарным знаком Telekinesys Research Ltd.
• PhysX является зарегистрированным товарным знаком корпорации NVIDIA.
• Portal является зарегистрированным товарным знаком Valve Corporation.

Цель

Включение физических принципов в видеоигру или анимацию для более реалистичного восприятия.

Введение

Вы когда-нибудь слышали о видеоигре Понг ? Он был построен и продан еще в 1972 году как электронная версия игры в пинг-понг. По обеим сторонам экрана расположены две белые линии, которые действуют как «лепестки» и могут перемещаться вверх и вниз по вертикали. Игроки используют свои ракетки, чтобы отскакивать от движущегося круга, который действует как «шарик для пинг-понга», вперед и назад, с целью каким-то образом провести мяч мимо ракетки своего противника, чтобы набрать очки и выиграть игру. То, как мяч отскакивает, а также углы и траектории, связанные с ним, основаны на физических принципах. Эта видеоигра была одной из первых, в которой использовалось физика по своему дизайну.

Использование физики в видеоиграх значительно улучшилось со времен Pong . Физика теперь играет большую роль в дизайне видеоигр. В 2004 году игра Half-Life® 2 открыла чрезвычайно реалистичную физику для видеоигр. Сегодня игроки могут погрузиться в игру и почувствовать, что они играют в реальном мире. На самом деле, когда физика в игровом мире не имеет смысла, погружение игрока в игру может быть легко нарушено.

Но как разработчики игр включают физику в свои разработки? Трудно ли им писать математические формулы на языке программирования, который они используют для создания игры? Какие общие приемы используются для имитации действия?

Во-первых, разработчики игр обычно не пишут сложные физические формулы в своих играх. Они полагаются на готовые физические движки или расширения для программного пакета, который они используют, чтобы обеспечить физику для игры. Механизм или расширение — это, по сути, библиотека команд и функций, которые разработчик добавляет в программное обеспечение для выполнения различных действий. Используются два типа двигателей: высокоточные двигатели и двигатели реального времени . Ученые и разработчики, создающие компьютерные анимационные фильмы, используют высокоточные физические движки, потому что этим проектам требуется много вычислительной мощности и времени для выполнения подробных расчетов. Разработчики игр используют физические движки реального времени, потому что они не требуют чрезвычайно подробных вычислений; им нужны быстрые расчеты, чтобы игра выглядела реальной для игрока. Примерами физических движков, которые используют разработчики игр, являются Havok 9.0066TM и PhysX ^TM .

Разработчики игр должны использовать физику при работе с эффектами гравитации, упругости, звука и взаимодействия света с объектами. Типичные физические движки и расширения используют следующие методы для решения различных ситуаций, которые зависят от физических законов:

• Обнаружение столкновений. Проверяет наличие коллизий и затем реагирует на коллизии.
• Рэгдолл физика. Создает анимацию, изображающую смерть персонажа или поднятие персонажем обмякшего предмета.
• Деформируемые тела. Позволяет объектам деформироваться и разрушаться.
• Физика мягких тел. Позволяет моделировать волосы, воду, одежду и т. д. Расчеты здесь очень сложные.
• Физика элементарных частиц. Позволяет моделировать такие явления, как снег, дождь, пыль и взрывы.

Каждый из этих методов использует множество алгоритмов или список закодированных инструкций для выполнения расчетов на основе физических законов и методов моделирования для выполнения имитации.

В этом научном проекте вы добавите физический движок в ориентированную на игры среду программирования, такую ​​как GameMaker, и будете использовать его для включения действий, основанных на физических принципах, в простую видеоигру или анимацию собственного дизайна.

Термины и понятия

• Физика
• Физические двигатели
• Высокоточные двигатели
• Двигатели реального времени
• Обнаружение столкновения
• Рэгдолл физика
• Деформируемые тела
• Физика мягких тел
• Физика элементарных частиц
• Алгоритмы
• ZIP-файл
• Катапульта физика
• Блок-схема

Вопросы

• Играли ли вы в видеоигры, которые казались вам нереальными или бросали вызов физике? Как это повлияло
  ваша игра?
• Можете ли вы определить физический принцип или закон эффектов, которые вы видите на видео?
  игры, в которые ты играешь?
• Что такое графический процессор (GPU) и как GPU влияют на игровой процесс?
• Что такое ньютоновская физика?
• Какие виды алгоритмов и методов моделирования используются в упомянутых физических методах
  во введении?

Библиография

• Арнасон, Б. (2008 г., 28 марта). Эволюция физики в видеоиграх. Проверено 17 ноября 2011 г.

.

• Якобсен, Т. (21 января 2003 г.). Руководство по ресурсам: Продвинутая физика персонажей. Гамасутра .. Проверено 3 января 2018 г.

.

В следующих статьях обсуждаются различные методы, используемые типичными физическими движками:

• Авторы Википедии. (2011, 4 ноября). Физика рэгдолла. Википедия, свободная энциклопедия. Проверено 17 ноября 2011 г.

.

• участников Википедии. (2011, 24 сентября). Динамика мягкого тела. Википедия, свободная энциклопедия. Проверено 17 ноября 2011 г.

.

В следующей статье исследуется физика популярной игры Angry Birds. Это может дать вам
некоторые идеи, которые вы можете использовать при разработке собственной игры. Внизу статьи несколько
другие ссылки, связанные с физикой и играми, которые вы можете проверить:

• Аллен Р. (8 октября 2010 г.). Физика Angry Birds. Wired.com . Проверено 22 ноября 2011 г.

.

В этой статье обсуждается применение физики в видеоигре Portal ^TM 2:

• Шизель, С. (2011, 10 мая). Физика, с червоточинами вами. Нью-Йорк Таймс.com. Проверено 22 ноября 2011 г.

.

Эта страница поможет вам начать работу с языком программирования, который можно использовать для создания видеоигр:

• Сотрудники Science Buddies. (2017). Удобные для детей языки программирования и ресурсы. Проверено 3 января 2018 г.

.

Материалы и оборудование

• Компьютер с подключением к Интернету
• Язык программирования на ваш выбор. См. некоторые идеи на странице «Языки программирования и ресурсы, удобные для детей», хотя этот проект лучше подходит для более продвинутых языков, таких как GameMaker, которые включают возможности физического движка или надстройки.

Экспериментальная процедура

Примечание: Этот инженерный проект лучше всего описывается инженерным проектом .
процесс, , в отличие от научного метода . Вы можете спросить
вашему учителю, приемлемо ли следовать процессу инженерного проектирования для
ваш проект, прежде чем вы начнете. Вы можете узнать больше о процессе инженерного проектирования
в друзьях по науке
Руководство по процессу инженерного проектирования.

Подготовка к разработке игры или анимации

Цель этого проекта — разработать видеоигру или анимацию, включающую законы физики, чтобы сделать ее реалистичной для игрока или зрителя. Для этого вам нужно будет провести некоторые предварительные исследования доступных языков программирования и физических движков, которые вы можете использовать. Языки и ресурсы программирования для детей содержат некоторую информацию о языках программирования, но вам нужно будет провести собственное исследование физических движков. GameMaker — хороший язык для начала, потому что он содержит некоторые встроенные физические возможности и доступны сторонние надстройки.

Разработка вашей игры или анимации

1. Как отмечалось в начале этой процедуры, этот проект следует
   Процесс инженерного проектирования. Если у вас возникли проблемы с созданием игры или анимации, или если вы чувствуете, что хотите попрактиковаться перед началом этого проекта, посетите домашнюю страницу своего языка программирования. Он должен содержать учебные пособия, справочную документацию и форумы, где вы можете задавать вопросы.
2. Определите проблему. В этом случае вы создадите простую видеоигру или анимацию, включающую физику для более реалистичного игрового процесса или просмотра для игрока. Обратитесь к странице Science Buddies Define the Problem, чтобы помочь вам установить границы проекта.
3. Проведите фоновое исследование. Прочитайте об истории физики в играх и подумайте, как можно использовать физику, чтобы сделать игру или анимацию лучше.
   1. Прочитайте статью «Эволюция физики в видеоиграх» и другие ссылки в библиографии, чтобы понять, как физика использовалась в играх и как она используется сейчас, а также различные методы, используемые для реалистичного моделирования.
   2. Также начните думать о целях создания успешной видеоигры.
4. Укажите требования. Требования к проекту — это характеристики, которыми должна обладать ваша видеоигра или анимация, чтобы добиться успеха. В этом случае, чтобы добиться успеха, ваша игра или анимация должны включать в себя физические принципы, что обеспечивает более реалистичный опыт для игрока. Обратитесь к разделу «Научные друзья: укажите требования», чтобы узнать, как сформулировать требования к дизайну вашей игры. Вот несколько идей, которые следует учитывать при формулировании требований:
   1. Вы будете разрабатывать игру или анимацию?
   2. Какова общая концепция вашей игры или анимации? Например, будете ли вы подбрасывать мяч в комнате? Создать боулинг? Бросать бомбы в стену замка в средневековой игре? Или проехать на машине через полосу препятствий?
   3. Какие физические принципы вы продемонстрируете? Отбить мяч о стену и поэкспериментировать с импульсом? Под каким углом мяч отскочит от стены? Катать шарики по разным поверхностям и учитывать трение? Чем грязь будет отличаться от травы? Или ты будешь играть с физика катапульты и эксперименты с углами луча?
   4. Какие виды спрайтов (то есть изображений или анимации) вы будете использовать в своей игре или анимации и где вы их получите?
   5. Какие физические действия вы хотите продемонстрировать на протяжении всей игры или анимации? Поддерживает ли используемый вами физический движок эти физические действия? Как вы будете использовать физический движок для улучшения своей идеи игры или анимации?
   6. Сколько времени вы можете потратить на написание игры или анимации? Вам нужно написать игру или анимацию, а затем протестировать ее. Старайтесь разумно распоряжаться своим временем.
   7. Как долго будет длиться игра или анимация?
   8. Какова будет цель игрока и чем закончится игра или анимация?

Создание собственной игры или анимации

1. Создание альтернативных решений. Помня о требованиях вашего проекта, подумайте о различных способах создания игры или анимации. Взгляните на этот документ Science Buddies Create Alternative Solutions, который поможет вам в ваших усилиях.
   1. Подумайте, как можно добиться чего-либо в игре или анимации. Один из них проще и все еще так же хорош? Может ли одно решение немного изменить исходную идею игры или анимации, но в конечном итоге может сделать ее лучше?
   2. После того, как вы разработали несколько решений, проанализируйте их, сделав грубые наброски и блок-схемы для каждого из них. Обратитесь к документу Science Buddies Choose the Best Solution, который поможет вам выбрать рабочее решение.
2. Разработка решения После того, как вы создали набор требований и возможное решение, пришло время открыть среду программирования и начать работу над созданием образца видеоигры или анимации. После того, как вы будете удовлетворены созданным образцом, переходите к фактическому программированию.
   1. Создайте персонажа или объект и заставьте его работать в простой версии вашей игры или анимации. Не забудьте просмотреть свои требования, чтобы сосредоточиться на задаче. Для получения рекомендаций ознакомьтесь с журналом Science Buddies.
      Документ прототипа.
   2. Запрограммируйте свою видеоигру или анимацию и продолжайте тестировать их во время работы. Когда вы выполнили требование или задачу, запустите игру или анимацию и протестируйте ее.
      1. Разбейте программирование на более мелкие задачи, чтобы проект не был перегружен.
      2. Тестируйте игру или анимацию, чтобы исправить небольшие проблемы по мере их возникновения. Это предотвратит появление длинного набора событий в конце, которые не работают.
      3. После того, как вы закончите свою игру или анимацию, убедитесь, что все требования проекта выполнены.
3. Тестирование и доработка. Обзор друзей по науке
   Документ Test and Redesign, который поможет организовать вашу работу. Проверьте свою игру или анимацию на своей семье, друзьях и себе. Делайте заметки о том, что понравилось и не понравилось вашим игрокам. Используйте обратную связь, чтобы улучшить свою игру или анимацию.

Конечный продукт: презентация вашей игры или анимации

1. Когда вы представляете свою игру или анимацию на научной ярмарке, попробуйте принести с собой компьютер. Если у вас нет возможности сделать это, сделайте скриншоты своей работы, распечатайте их и наклейте на доску для плакатов.
2. Вы должны включить в свою презентацию следующие пункты:
   1. Список требований вашего проекта, которыми вы руководствовались при создании видеоигры или анимации.
   2. Наброски или блок-схемы, описывающие, как работает игра или анимация.
   3. Объяснение того, что вы узнали из своего исследования и создания реалистичной видеоигры или анимации, основанной на физике.
3. Если вы хотите опубликовать свою игру или анимацию для более широкой аудитории, проверьте на домашней странице свой язык программирования. Многие из них имеют возможность загрузить вашу программу или игру и поделиться ими в Интернете.

Задать вопрос эксперту

У вас есть конкретные вопросы о вашем научном проекте? Наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают всю работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.

Задать вопрос

Вариации

• Погрузитесь глубже в физику. Вместо того, чтобы использовать физический движок или расширение, можете ли вы написать какие-либо собственные физические функции с нуля?
• Если в игре или анимации нет правильной физики, игровой мир может показаться нереальным. Для демонстрации и тестирования
  после этого вы можете сделать другую версию своей игры или анимации, в которой физика не включена ни в одну, ни в другую.
  две особенности. Как это повлияет на игровой процесс? Заметят ли ваши игроки разницу?
• Если вы знаете другой язык программирования, попробуйте включить то, что вы узнали об использовании физики
  движки в игру или анимацию, созданную на этом языке.

Вакансии

Если вам нравится этот проект, вы можете изучить следующие родственные профессии:

• Руководство по проекту научной ярмарки
• Другие подобные идеи
• Идеи проекта видео и компьютерных игр
• Мои Избранные

Лента новостей по этой теме

,
,

Процитировать эту страницу

Общая информация о цитировании представлена ​​здесь. Обязательно проверьте форматирование, включая заглавные буквы, для используемого метода и при необходимости обновите цитату.

Стиль MLA

Сотрудники научных друзей.

«Воплощение реальности: использование физики в видеоиграх». Научные друзья ,
5 декабря 2020 г.,
https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/Games_p031/video-computer-games/physics-in-video-games.
По состоянию на 2 октября 2022 г.

Стиль APA

Сотрудники научных друзей.

(2020, 5 декабря).
Претворение в реальность: использование физики в видеоиграх.
Извлекаются из
https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/Games_p031/video-computer-games/physics-in-video-games

Дата последнего редактирования: 05.12.2020

Исследуйте наш Научные видеоролики

Наука о фресках — задание STEM

Бумажные мосты задание STEM

Самая высокая башня: 2021 Fluor Engineering Challenge

Мультяшные Законы Физики — TigerPhysics!!!

Плейлист на YouTube, который я создал для этого

Страница Википедии на Cartoon Laws of Physics Закон I: Любое тело, подвешенное в космосе, останется в космосе до тех пор, пока ему не станет известно о его положении. Даффи Дак спускается со скалы, ожидая дальнейших пастбищ. Он слоняется в воздухе, легкомысленно рассуждая, пока не умудряется посмотреть вниз. В этот момент вступает в действие знакомый принцип 32 фута в секунду за секунду. Однако он не обязательно упадет сразу. Ему может быть предоставлена ​​возможность бежать (по воздуху) обратно к пропасти, прежде чем он начнет ускоряться вниз. Обычно он не может бежать достаточно быстро и начинает падать ПРЯМО прежде, чем его руки успевают дотянуться до края. Он также не обязательно всегда ускоряется со скоростью 32 фута в секунду в секунду, но часто мгновенно достигает высокой скорости. Кроме того, эта высокая скорость вызывает приливные силы, такие, что его рука растягивается (в то время как остальная часть его тела падает) достаточно долго, чтобы помахать на прощание.

Хитрый Койот против гравитации
 
Закон II: Любое движущееся тело стремится оставаться в движении до тех пор, пока внезапно не вмешается твердая материя.
Стреляют ли они из пушки или преследуют их пешком, персонажи мультфильмов настолько абсолютны в своей инерции, что только телефонный столб или внешний валун абсолютно замедляют их движение вперед. Сэр Исаак Ньютон назвал это внезапное прекращение движения прекращением марионетки.

Закон III: Любое тело, проходящее через твердое вещество, оставляет отверстие, соответствующее его периметру.
Это явление, также называемое силуэтом прохода, характерно для жертв взрывов направленного давления и безрассудных трусов, которые так стремятся сбежать, что выходят прямо через стену дома, оставляя идеальную дыру . Угроза скунсов или женитьбы часто катализирует эту реакцию.
 
Паутинка бежит сквозь стены

Закон IV: время, необходимое для того, чтобы объект упал с двадцатого этажа, больше или равно времени, которое требуется тому, кто сбросил его с уступа, чтобы спуститься по спирали на 20 пролетов, чтобы попытаться захватить его непрерывный. Такой объект неизбежно бесценен, поэтому попытка захватить его неизбежно будет безуспешной.

Закон V: Все принципы гравитации отвергаются страхом. Психические силы достаточны для большинства тел, чтобы толчок отбросил их прямо от земной поверхности. Жуткий шум или фирменный звук противника вызовет движение вверх, обычно к люльке люстры, верхушке дерева или гребню флагштока. Ноги персонажа во время бега или колеса мчащегося автомобиля никогда не должны касаться земли, особенно в полете.

Спиди Гонсалес пугает кошек
 
Закон VI: По мере увеличения скорости объекты могут находиться в нескольких местах одновременно. Это особенно верно в отношении драк клыками и когтями, в которых можно увидеть голову персонажа, появляющуюся из облака ссоры одновременно в нескольких местах. Этот эффект также распространен среди тел, которые вращаются или дросселируются. Только на безумно высоких скоростях чудак может рикошетить от стен, чтобы достичь необходимой скорости.

Элмер Фадд напуган Багзом Банни

Закон VII: Определенные тела могут проходить сквозь твердые стены, окрашенные как входы в туннели; другие не могут. Эта trompe l’oeil непоследовательность сбивала с толку поколения, но, по крайней мере, известно, что тот, кто рисует вход на поверхности стены, чтобы обмануть противника, не сможет преследовать его в этом теоретическом пространстве. Художник прижимается к стене, когда пытается проникнуть внутрь картины. В конечном счете, это проблема искусства, а не науки. Следствие: переносные дыры работают.
 

Закон VIII: Любое насильственное преобразование кошачьей материи непостоянно. У мультяшных кошек даже больше смертей, чем могли бы позволить себе традиционные девять жизней. Их можно срезать, склеить, растопырить, сложить гармошкой, скрутить или разобрать, но их нельзя уничтожить. После нескольких мгновений моргания жалости к себе они снова надуваются, удлиняются, возвращаются назад или затвердевают. Следствие: кошка примет форму своего контейнера.
 
Закон IX: Все падает быстрее наковальни.

Anvils and Looney Tunes Видео целиком (конкретная часть, показывающая этот закон Wile E Coyote на отметке 6:05 минуты)
 
Закон X: для каждой мести есть равная и противоположная месть. Это единственный закон мультипликационного движения, который также применим к физическому миру в целом. По этой причине мы нуждаемся в облегчении, наблюдая, как это происходит с уткой.
 

Поправки к законам
 
A) Острый предмет всегда толкает персонажа вверх. Если его ткнуть (обычно в ягодицы) острым предметом (обычно булавкой), персонаж будет бросать вызов гравитации, стреляя прямо вверх с большой скоростью.
 

B) Законы постоянства объектов аннулируются для крутых персонажей. Персонажи, которые должны быть «крутыми», могут по желанию заставлять ранее не существовавшие объекты появляться из-за их спины. Например, Road Runner может материализовать знаки, чтобы выразить себя, не говоря ни слова.

 
C) Взрывное оружие не может привести к смертельным травмам. Они просто делают персонажа черным и дымчатым. Создается впечатление, что одежда персонажа поглощает всю силу взрыва, защищая тело внутри. Это приводит к измельчению и разрыву одежды персонажа.

Wile E Coyote Canon Неисправность
 
D) Гравитация передается медленно движущимися волнами с большими длинами волн. Их работу можно наблюдать, наблюдая за поведением клыка, подвешенного над большим вертикальным перепадом. Его ноги начнут падать первыми, заставляя ноги растягиваться. Когда волна достигнет его туловища, эта часть начнет падать, заставляя шею растягиваться. Когда голова начинает падать, напряжение ослабевает, и клык принимает свои обычные пропорции до тех пор, пока не коснется земли.

 
E) Динамит спонтанно генерируется в «C-пространствах» (пространствах, в которых действуют мультипликационные законы). Этот процесс аналогичен стационарным теориям Вселенной, которые постулировали, что напряжение, связанное с поддержанием пространства, приведет к созданию водорода из ничего. Кванты динамита довольно велики (размером с палку) и нестабильны (горят). Такие кванты притягиваются к физическим силам, порождаемым чувством неблагополучия у «крутых» персонажей (см. поправку Б, которая может быть частным случаем этого закона), способных использовать указанные кванты в своих интересах. Можно представить C-пространства, где вся материя и энергия возникают в результате взрыва первичных масс динамита. Действительно большой взрыв.

 
F) Любая сумка, мешок, портмоне и т. д., принадлежащая крутому персонажу, является тессерактом. В него можно помещать или изымать из него любое количество предметов любых размеров без изменения его внешних размеров.

 
G) Персонажи могут вращаться и переодеваться в любую одежду, соответствующую ситуации.
 

H) Кролики могут вырыть нору отсюда до туда менее чем за 20 секунд и выйти безупречно чистыми.
 

I) Движения сопровождаются забавными звуковыми эффектами.
 

J) Особенно моргание глаз, которое обычно сопровождается звоном ксилофона или другим перкуссионным шумом при каждом моргании.
 

K) Принцип неопределенности транспортного средства:
Транспортное средство, движущееся по прямому пути, непрерывно простирающемуся до горизонта, остается в состоянии неопределенности — существуя невидимо во всех точках дороги одновременно — до тех пор, пока его форма волны не будет разрушена входящим злодеем. дорога. Это заставляет транспортное средство сливаться в наблюдаемую форму в этом месте, сохраняя высокую скорость. Классическая мультяшная физика берет верх.
 
RDB перевод на простой английский: Как только Хитрый Койот выходит на дорогу, автобус, кажется, сбивает его.
 
http://remarque.org/~doug/cartoon-physics.html
 
Дополнения
(Эд Белл, Сайед Тоухид, Дэйв Уильямс и др.)
·  Если дерево падает на персонажа, оно приводит к частично упругому столкновению, многократно отскакивая от головы, пока не упадет на землю.

·  Огонь может распространяться, временно оживляясь.

·  Любой аллигатор, получивший удар, взлетит в воздух, вернувшись на землю в виде красивого комплекта подобранного багажа или, возможно, в виде пары изящных ботинок.

·  Объекты, запущенные в воздух, могут не следовать параболическим траекториям.

·  Интеллект обратно пропорционален размеру тела.

·  Огнестрельное оружие является относительно неэффективным оружием (если, конечно, вы не хотите очернить чье-то лицо, затруднить питье и удержание
воды или удалить клювы или перья).

·  Рисунки реальны, пока вы не знаете, что это рисунки.

·  ЖК-тракт мультяшек всегда расширяется линейно пропорционально проглатыванию объекта, независимо от его размера.

·  Скорость автомобиля ограничена только размером цифр, написанных на спидометре.

·  Притворяться, что нажимаешь на тормоза, так же хорошо, как иметь их.

·  Отверстия подвижны.

Road Runner уносит яму

·  Рисунки и конструкции искажают реальность, чтобы охватить их. Это искажение реальности часто не распространяется на художника или строителя.

Wile E Coyote & Road Runner (Wile рисует туннель, который использует Road Runner, а Wile не может) Мультфильмы Road Runner («Чак Амак: жизнь и времена мультипликатора» и «Это все люди: искусство анимации Warner Bros. ». Авторские права и товарные знаки C. Jones et Warner Bros)

1. Road Runner не может причинить вред койоту, кроме как с помощью «Beep Beep!»

2. Никакая внешняя сила не может повредить Койоту — только его собственная несостоятельность или выход из строя продуктов ACME.

3. Койот мог бы остановиться в любой момент, ЕСЛИ бы он не был фанатиком. «Фанатик — это тот, кто удваивает свои усилия, когда забыл о своей цели» — Джордж Сантаяна.

4. Никаких диалогов, кроме «Beep Beep!»

5. Дорожный Бегун должен оставаться на дороге — иначе, по логике, он не будет называться Дорожный Бегун.

6. Все действия должны происходить в естественной среде двух персонажей — в пустыне на юго-западе Америки.

7. Все материалы, инструменты, оружие или механические приспособления должны быть получены от корпорации ACME.

8. По возможности делайте гравитацию злейшим врагом Койота.

9. Койот всегда больше унижается, чем страдает от своих неудач.

10. Зрительские симпатии должны оставаться на стороне Койота.

12 мультяшных законов физики, которые не оставляют реальности шанса

Кролик Севильи — Багз Банни Элмер Фадд

Как использовать физику в игровом дизайне

Ньютон! Аристотель! Галилео! Декарт! Законы Ньютона!

Возможно, это одни из самых захватывающих мыслей, которые приходили вам в голову, когда мы говорили о физике.

Яблоки! Сила тяжести!

Хорошо, на данный момент это, наверное, хорошо. Не стесняйтесь кричать им, если к вам придут еще.

Силы и энергия, лежащие в основе физики, всегда влияли на наш мир и все в нем. И хотя мы довольно много узнали о том, как работает Вселенная за последние 2600 с лишним лет, постоянно происходят новые прорывы в нашем понимании сил, энергии и природы.

Чтобы избежать опасной реальности диких волн и падающих фруктов (и уроков физики!), мы часто остаемся в укрытии нашего дома. Там мы можем искать утешения в видеоиграх.

Или мы можем? Наверняка вы заметили, что многие видеоигры в наши дни, особенно разновидности ААА, движутся далеко по пути реализма. И с компьютерной графикой на этом фотореалистичном пути мы должны задаться вопросом…

Насколько строго игры будут придерживаться законов вселенной, как мы их понимаем? Насколько важны законы физики в видеоиграх?!

Table of Contents:

Immersion

В наши дни графика выглядит неплохо. Когда виртуальная реальность и футуристическая графика встретятся вдали от дороги, это будет потрясающе. Мы, наконец, осознаем, что на самом деле все это время находились в симуляции (проснись, Нео).

В видеоиграх важно погружение. Это одна из причин, почему они веселые. Это причина, по которой они являются отличным способом расслабиться, и одна из причин, по которой они могут вызывать такое привыкание.

Удивительно нырять и исследовать красивые пейзажи и бродить по невероятным местам (и все это, не выходя из дома!). В играх есть физика, но в какой степени? Используют ли игры ту же физику, что и наша реальная вселенная? Ну типа.

Роль физики

Физика видеоигр во многих отношениях смоделирована на основе нашего понимания физики реальной жизни.

Есть несколько причин, по которым в играх используется мимикрия, а не точная физика.

Веселье

Рассмотрим франшизу вроде Grand Theft Auto. Если вы водили автомобиль в реальной жизни и автомобиль в GTA, вы заметите, что они ведут себя очень по-разному. Столкновения (надеюсь, вы не сталкивались с этим IRL), ускорение, торможение, повороты и т. д. — большая разница между ними.

Франшиза Grand Theft Auto потеряла бы много привлекательности, если бы вождение автомобилей в игре было таким же, как вождение автомобиля в жизни (любой, кто скользил по Вайс-Сити с включенным режимом летающей машины, может поддержать нас в этом — да, детка!) .

В настоящей машине вы никогда не «подхватите бешеный воздух». Но в ГТА это можно сделать. Ваши шины супер-цепкие. Вы можете слишком быстро проходить повороты. Все эти хорошие вещи.

Физика в игре должна повышать удовольствие, а не мешать ему! Если ваша игра становится более реалистичной (то есть с более реалистичной физикой) делает ее менее увлекательной, то, вероятно, это неправильный дизайнерский ход.

Физика, которая, кажется, ведет себя реалистично, например, стреляя стрелами в ведро и когда вес застрявших стрел ударяется о ведро, может быть крутым (спасибо, Oblivion). Не так давно такие вещи не появлялись в играх — когда они только появились, это было круто.

И игры, где в головоломках используется вес случайных объектов в мире, тоже были чертовски изящны (например, Half-Life).

Гравитация — еще один элемент, с которым интересно возиться в играх. Возможность прыгать очень высоко, как во франшизе Crackdown, — это забавный отход от реальности. И любая космическая игра имеет тенденцию игнорировать многие реалии того, как на самом деле будут работать космические путешествия.

Спортивные игры с годами стали более реалистичными, как в физике, так и в графике. Раньше они были полны «ускорителей» и «огня» бонусов от горячих полос вашего персонажа. Вы все еще можете найти ускорение в некоторых спортивных играх, но такие франшизы, как Madden, называют это чем-то более серьезным (и скучным), например, «всплеск ускорения».

Было бы интересно наблюдать, как плательщики в реальной жизни внезапно взлетают вниз по полю с синей полосой Tron позади них, но, увы, ускорение просто не для реального мира.

Эти отступления от реального физического поведения объясняются удобными кибернетическими улучшениями или футуристическими технологиями (или иногда они принимаются как часть игры, в случае со спортивными играми), но нас, игроков, это устраивает.

Пока эти отступления последовательны в игре и, что более важно, доставляют удовольствие, кому нужны законы Ньютона?

Вычислительная мощность

То, что растет, должно падать!

Вполне возможно, что вы думаете о физических уравнениях как о чем-то, что программисты кодируют прямо в своих играх. Но это не всегда так.

Видеоиграм нужно указывать, что делать. Они не обрабатывают сложные уравнения физики тысячи раз и не вычисляют переменные. Они вычисляют упрощенные уравнения, имитирующие реальную физику.

И даже реальный мир не основан на уравнениях физики, которые мы придумали. Это не значит, что Вселенная выполняет триллионы таких вычислений в режиме реального времени.

Физика и связанные с ней уравнения помогают нам, людям, понять, что происходит. Мы изобрели эти искусственные уравнения, чтобы объяснить то, что наблюдаем. Какой аккуратный способ думать об этом?

Конечно, если это действительно симуляция, в которой мы уже находимся… тогда все ошибаются, и за кулисами работают физические уравнения.

Вертолет в игре, например, не предназначен для фактического взлета против гравитации. Скорее всего, симуляция гравитации в игре отключается, когда вы «взлетаете» на вертолете.

Роторы, которые должны поднимать и стабилизировать транспортное средство в реальной жизни, на самом деле не противодействуют никаким действующим силам в игре. Программисты, скорее всего, просто пишут код для имитации этого —

– Во всяком случае, во многих случаях.

Такие вещи, как траектория или то, как отражаются световые лучи, или даже прыжки персонажей, связаны с некоторыми физическими уравнениями. Вот почему многие физические коды на самом деле выполняются выпускниками естественных наук. Но окончательные «физических» решения для игры в конечном итоге сводятся к вкладу дизайнеров.

Увлекательно, не так ли? Какое время быть живым смоделировано!

Включите физику в свою игру

Итак, если физика — это всего лишь симуляция, а не уравнения, которые мы используем для описания энергии, сил и законов природы, — как вы собираетесь включить ее в свою игру?

Многие разработчики обращаются к промежуточному ПО. Некоторые компании, такие как Havok, являются поставщиками промежуточного программного обеспечения. Промежуточное ПО — это программное обеспечение, имитирующее физику. Он может включать в себя такие элементы, как обнаружение столкновений или тряпичная кукла.

Это может быть дорогостоящим дополнением к игре, как с точки зрения вычислительной мощности, так и с точки зрения временных затрат. Разработчики используют промежуточное программное обеспечение для физики, чтобы упростить добавление в свои игры в основном правдоподобных физических симуляций.

Кроме того, всегда есть игры, основанные на физике… Angry Birds, Goat Simulator и т. д. Удовольствие от этих игр основано на физике — дополненной физике, но все же физике: гравитации, скорости, траектории, импульсе, столкновениях и т. д. На данный момент, вы можете сделать игру с приемлемым физическим поведением или игру, в которой большое внимание уделяется физике.

Программисты часто используют упрощенные методы, когда дело доходит до физики. Хотя формулы могут быть основаны на «настоящей» физике, за кулисами все упрощается.

Есть элементы, которые остаются нетронутыми: структура уровня (если это не окружающая среда, которую можно повредить, как в Battlefield), все, что находится под поверхностью воды, или вещи, которые могут сгибаться или сплющиваться в реальной жизни, но не внутри. игра.

Будет интересно посмотреть, как будущие улучшения игр повлияют на игровую симуляцию физики. Но пока довольствуемся 9.0593 Симулятор козла .

Роль физики в игровом дизайне

Есть несколько отличных ресурсов, которые можно использовать для лучшего изучения физики. Наряду со справочными текстами есть полноценные примеры игр, виртуозно реализующих физику. Вот лишь некоторые из лучших игр с физикой.

Лучшие игры с физикой

Portal

Portal — любимая игра от Valve. В нем вы создаете порталы для решения головоломок в игровой среде. Несмотря на то, что это отличная игра-головоломка, это еще более интересная физическая игра. Под маской солидной игры скрывается интересное исследование игровой физики.

• Несколько платформ:
  • Microsoft Windows
  • ОС Х
  • Линукс
  • PlayStation 3
  • Xbox 360
• 9,99 $
• Ссылка
• Плюсы:
  • Отличный геймплей
  • Хорошая история
  • Отличный физический движок
• Минусы:
  • История может помешать игровому движку
  • Медленный темп
  • Может вызывать головокружение

Веселье с рэгдоллами: игра

Веселье с рэгдоллами: игра ставит вас в роли тряпичной куклы. В трех разных режимах игры ваша тряпичная кукла может прыгать, разбивать и летать по игровой среде. Вы получаете очки, будучи смелым и творческим.

• Windows
• 12,99 $
• Ссылка
• Плюсы:
  • Чрезвычайно творческий
  • Высокое значение воспроизведения
  • Хорошая цена
  • Великая физика рэгдолла
  • Очень уникальный
• Минусы:
  • Может показаться несколько недоразвитым
  • Нет поддержки модов
  • Запрещена локальная или сетевая совместная игра
  • Дрожащая камера
  • Не так много мини-игр

Art of Gravity

Art of Gravity — это игра-головоломка, основанная на вокселах и физике. В нем игрок использует физику и гравитацию для разрушения абстрактных объектов и структур. Это простое действие создает завораживающие визуальные эффекты. Хотя это фантастический визуальный эффект, он также демонстрирует, как физика может быть реализована в видеоиграх весело и интересно.

• ПК
• 0,99 $
• Ссылка
• Плюсы:
  • Красивые визуальные эффекты
  • Не слишком сложно
  • Захватывающий геймплей
  • Очень дешево
• Минусы:
  • Недостаточно уровней
  • Можно закончить менее чем за час
  • Может показаться неотесанным

Half-Life 2

Легендарная игра Half-Life 2 представляет собой научно-фантастическое проявление силы, в котором вы сражаетесь с инопланетянами и людьми в многочисленных детально проработанных средах. Гордон Фриман — ученый, ставший борцом за свободу в антиутопическом мире.

• Несколько платформ:
  • Андроид
  • Xbox
  • Microsoft Windows
  • Совместимость с IBM PC
  • Линукс
  • Классическая Mac OS
• 9,99 $
• Ссылка
• Плюсы:
  • Идеальное сочетание головоломок и динамичного экшена
  • Отличное управление
  • Гравитационная пушка
  • Уровни, посвященные геймплею, основанному на физике
• Минусы:
  • Сюжет может замедляться в разы
  • Не состарился с точки зрения визуальных эффектов

Universe Sandbox

Universe Sandbox — фантастический симулятор вселенной. Будучи расположенным в космосе, он, естественно, использует удивительное количество физики и гравитации для усиления игрового процесса. Игроки могут запускать симуляции различных гравитационных воздействий на небесные тела. В этом названии фигурируют такие вещи, как кометы, астероиды, звезды, планеты и черные дыры.

• Несколько платформ:
  • Windows
  • macOS
  • Линукс
• 29,99 $
• Ссылка
• Плюсы:
  • Высокий уровень физических экспериментов
  • Реалистичные визуальные эффекты
  • Чрезвычайно глубокое моделирование
  • Фантастический физический движок

Минусы:

• Для работы в полную силу может потребоваться оборудование высокого класса
• Все еще в раннем доступе; не так уж и много патчей и обновлений от разработчиков
• Может стать утомительным
• Нет реиграбельности

Советы и лайфхаки для профессионалов

Советы по изучению физики

Учеба

Изучение области физики — это в значительной степени главный способ стать хорошим физиком.

Решение задач

Хотя материал для чтения может показаться немного скучным или сухим, решение задач может пролить свет на массу важных концепций и информации о физике и ее применении.

Используйте повседневный опыт для справки

Скорее всего, вы уже знакомы с основами физики. Если вы когда-либо ходили, бегали, бросали бейсбольный мяч или прыгали, вы являетесь неофициальным экспертом в области физики. Однако более продвинутая физика выходит за рамки спорта и бега.

Знание математики

Изучение математики является ключом к более успешному изучению физики. Математические знания являются основой всей физики и широко используются в этой области.

Как решить любую физическую задачу за 5 шагов

Прочитай задачу, разберись в ситуации.

Это очень важно. Нужно быть предельно осторожным с проблемой и ее формулировкой или обрамлением. Неправильное прочтение может сразу же привести вас к катастрофе. Вам нужно разбить важную информацию и сосредоточиться на проблеме.

Не беспокойтесь об этом слишком сильно, но убедитесь, что вы знакомы с ним.

Организуйте свои мысли

После прочтения организуйте свои мысли и схемы в виде удобного справочника, чтобы лучше понять подсказку.

Сформулируйте уравнение и формулы

Запишите уравнение, используя соответствующие формулы

Решите задачу

Используйте формулы и свои знания для решения задачи

Проверьте и перепроверьте свой ответ

вы сделали все в соответствии с формулами, необходимыми для решения задачи. Этот шаг, наряду с правильным прочтением задачи, возможно, является самым важным шагом к правильному решению любой физической задачи.

Есть простые математические ошибки, которые можно не заметить, если серьезно не проверять свою работу на наличие ошибок.

5 популярных игр со странной или нарушенной физикой

Автор
Рэйчел Кейзер

Опубликовано 9 апреля 2015 г.

Делиться
Твитнуть
Делиться
Делиться
Делиться
Электронная почта

Иногда даже в самых лучших играх бывают проблемы. Вот некоторые игры, которые не совсем подчиняются законам физики.

Видеоигры требуют сложного кода, чтобы гарантировать, что мир функционирует так, как это похоже на физику реального мира. В большинстве игр используются существующие физические движки с заданными API, такие как движок Havok. Короче говоря, физический движок игры устанавливает правила, работая в тандеме с игровым движком и гарантируя, что мы не будем проходить сквозь стены.

Характерной чертой физического сбоя является то, что при нем что-то в игре движется таким образом, что это не соответствует физике в остальной части игры.

В некоторых играх эти глюки были бы нечастыми и едва заметными. Однако в других физика нарушена до такой степени, что хождение сквозь стены становится относительно ручным. У некоторых есть физические движки, которые вызывают настолько частые проблемы, что глюки известны едва ли не больше, чем сами игры. Вот несколько недавних игр, которые либо нарушают законы физики, либо ломают их пополам.

Конек 3

Различные сбои и эксплойты в Skate 3 уже появились на YouTube. В то время как физика коньков сама по себе довольно функциональна, модели персонажей прорезают предметы или сталкиваются так, что ломаются. Другими потенциальными источниками веселья, ломающего реальность, являются доски, которые имеют тенденцию застревать под декорациями или NPC.

Иногда Skate 3 даже не должен глючить, чтобы быть забавным. Столкновения с людьми или скамейками сами по себе могут вызвать довольно веселые вайпауты. Несмотря на то, что разработчики из EA Black Box как минимум один раз вносили исправления в игру, большинство забавных физических элементов, которые можно увидеть в печально известных видеороликах , все еще в игре.

ФИФА

Мы все помним Impact Engine из FIFA 12 в основном потому, что он привел к печально известному «поцелую» между двумя игроками, которые каким-то образом связали свои модели персонажей. С тех пор в играх было зарегистрировано множество сбоев, несмотря на или, возможно, из-за попытки смоделировать реальную физику Beautiful Game.

Части тела персонажей часто сцепляются с мячом или перестраиваются довольно необычным образом, чтобы обеспечить контакт с ним. Самые последние игры используют Ignite Engine. Хотя до сих пор в игре не было «поцелуя», были жалобы на то, что мяч проходит сквозь игроков.

Grand Theft Auto IV

Grand Theft Auto IV была первой из многих игр Rockstar, которая работала на физическом движке Euphoria, и в ней также использовалась физика тряпичной куклы. К вождению нужно привыкнуть, и я видел довольно равномерное разделение между геймерами, которые его любят, и геймерами, которые его ненавидят. Но самое интересное, что вы можете получить с физикой, — это столкнуть автомобили с чем-то, чего они не должны делать, например, с определенными качелями, и получить удовольствие от того, что их подбрасывает так же высоко в небо, как самолет. Это связано с тем, что сами качели слегка заглублены в землю, и физический движок пытается сдвинуть их с места силой, которая приводит в движение автомобиль.

О подобных глюках сообщалось в GTA V , в которой также используется Euphoria: игрок мог столкнуться с определенными автоматическими воротами таким образом, что физика катапультировала его машину в воздух, хотя позже это было исправлено.

Фоллаут: Нью-Вегас

Проблем с Fallout: New Vegas было много и всякое. Скорее всего, если вы играли в игру или видели что-нибудь о ней в Интернете, вы, вероятно, видели некоторые из наиболее печально известных глюков. К ним относятся модели персонажей, которые превращаются в адских демонов или просто дрейфуют и застревают в стенах.

Его можно увидеть в нескольких других играх Bethesda, включая The Elder Scrolls V: Skyrim . Счастлив тот геймер, который играл в любую из игр и не столкнулся с физическим сбоем. Обе игры работали на движке Havok, одном из самых распространенных физических движков во всей индустрии.

Симулятор козла

Это, пожалуй, единственная игра в списке, в которой сломанная физика — это главное. Симулятор козла похож на какую-то глупую видеоигру, эквивалентную картине Эшера: намеренно создан для игры с физикой и вашим восприятием ее.

Обожаемая многими альфа-версия была построена на Unreal Engine, с PhysX и Apex. Экстремальные сбои в физике определили популярность игры, превратив то, что изначально было геймджемом, в полноценный релиз в Steam. Разработчики сказали, что время разработки было коротким именно потому, что ошибки и сбои остались нетронутыми после выпуска.

Ты расскажи нам!

Вы сталкивались с игрой с нелепо нарушенной физикой или даже с забавным глюком? Дайте нам знать в разделе комментариев!

Самый впечатляющий физический движок, который вы никогда не видели. Однако в видеоиграх все обстоит иначе. Технические потолки, лицензионные барьеры и другие факторы уже давно способствуют тому, чтобы повреждения автомобилей оставались относительно поверхностными; предварительно консервированный слой под поверхностью, постепенно отслаивающийся всякий раз, когда игра обнаруживает, что игрок должен видеть несколько символических вмятин и царапин.

Когда вы в последний раз играли в гоночную игру или, возможно, в экшн-игру с компонентом вождения, на реалистичность вылетов? На каждую, которая хоть чуть-чуть приближается, приходится еще несколько, которых достаточно с минимальным минимумом слегка скомканных панелей и потертостей лакокрасочного покрытия.

Неужели так не должно быть? Нет, это не так.