Nghệ thuật thiết kế các quy luật vật lý trong thế giới ảo

Khi tạo ra thế giới ảo, chúng ta phải đối mặt với một thách thức quan trọng: làm thế nào để tìm ra 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, cần xem xét ba khía cạnh chính của quy luật vật lý số: thời gian, hình thức quy luật và phạm vi áp dụng.

Thời gian trôi qua trong thế giới ảo có thể hiểu là việc áp dụng lặp đi lặp lại các quy luật vật lý. Mỗi lần áp dụng rời rạc đại diện cho một "khoảnh khắc" trong dòng thời gian của thế giới. Một phương pháp thiết kế phổ biến là làm cho thời gian của thế giới ảo tiến lên đồng bộ với thời gian thực. Trong thế giới ảo dựa trên blockchain, mỗi khối có thể tương ứng với một số lượng đơn vị thời gian nhất định trong thế giới, phương pháp này được gọi là "thời gian đồng bộ". Nó cho phép người dùng thấy ngay lập tức tác động của hành động của họ, tăng cường sự quan tâm đến thế giới, và thúc đẩy sự xuất hiện của những hành vi thú vị.

Tuy nhiên, đồng bộ hóa thời gian cũng có những nhược điểm. Khi khoảng thời gian kéo dài, tài nguyên tính toán cần thiết sẽ tăng vọt, nhanh chóng vượt quá khả năng của hệ thống. Một lựa chọn khác là thời gian không đồng bộ, tức là sự trôi qua của thời gian trong thế giới không nhất thiết phải phù hợp với thời gian thực, mà tiến về phía trước dựa trên các sự kiện cụ thể (thường là hành động của người dùng). Phương pháp này dễ triển khai hơn trên blockchain, nhưng có thể hy sinh một số tính năng có thể làm tăng sự thú vị của thế giới.

Các nhà xây dựng thế giới còn cần quyết định xem các định luật toán học điều khiển thế giới ảo sẽ được áp dụng theo hình thức mở hay hình thức đóng. Các biểu thức hình thức đóng có số lượng phép toán cố định, trong khi đó các biểu thức hình thức mở (hoặc đệ quy) có số lượng phép toán sẽ tăng theo các biến được cho. Các biểu thức hình thức mở có thể làm cho thế giới ảo trở nên thú vị hơn, vì chúng có tính chất dự đoán hạn chế giống như thế giới thực. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là việc dự đoán trạng thái tương lai của thế giới cần nhiều thời gian và tài nguyên tính toán hơn.

Khi cân nhắc giữa biểu thức dạng mở và dạng đóng, cần xem xét sự cân bằng tương tự như thời gian. Biểu thức dạng đóng có thể làm giảm tính thú vị tiềm năng của thế giới, nhưng chúng hiệu quả hơn về mặt tính toán. Khi được triển khai trên blockchain, biểu thức dạng đóng có lợi thế đáng kể so với biểu thức dạng mở trong bối cảnh đồng bộ thời gian.

Cách trôi qua thời gian trong thế giới ảo khác với thế giới thực. Đầu tiên, thế giới ảo có thể có biên giới rõ ràng. Khi quy mô mở rộng, khả năng thú vị thường tăng lên, nhưng chi phí tính toán cũng sẽ tăng theo. Thứ hai, thời gian trong thế giới ảo không nhất thiết phải giống nhau ở mọi nơi. Để giảm bớt gánh nặng tính toán, có thể chia thế giới thành các khu vực khác nhau, sử dụng các cách trôi qua thời gian khác nhau.

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm: nó có thể khiến thế giới trông không nhất quán và thiếu tính toàn diện, hạn chế không gian thiết kế của các quy luật thế giới, và có thể dẫn đến sự nhầm lẫn cho người dùng. Hơn nữa, nó cũng sẽ hạn chế cách mà quan hệ nhân quả truyền bá trong thế giới. Kích thước của khu vực áp dụng các quy luật vật lý là một yếu tố thiết kế quan trọng, nó sẽ ảnh hưởng đến tài nguyên cần thiết cho thế giới cũng như mức độ thú vị có thể đạt được.

Việc tạo ra một thế giới ảo hấp dẫn cần phải đạt được sự cân bằng giữa hiệu quả tính toán và tính thú vị. Điều này bao gồm việc lựa chọn loại thời gian phù hợp (đồng bộ hoặc không đồng bộ), đánh giá hình thức của các quy luật vật lý điều khiển thế giới, cũng như xác định kích thước của khu vực áp dụng vật lý. Bằng cách cân nhắc cẩn thận những yếu tố này, những người xây dựng thế giới không chỉ có thể đạt được tính thú vị cao trong khi giữ cho gánh nặng tính toán của thế giới ở mức có thể kiểm soát, mà còn tạo ra một nền tảng sáng tạo phong phú cho các nhà phát triển khác.