Der er nogle alvorlige problemer med spillet. Jeg ville ønske, at jeg havde hørt om det i 2012, da der måske var noget håb om at rette dem. Jeg ville også ønske, at Luboš Motl havde bemærket problemerne i 2012.
Jeg tror, at simuleringen af aberration er korrekt. Det er svært at sige noget om tidsudvidelse og lysrejsetidsforsinkelse, fordi der ikke sker så meget i spilverdenen til at begynde med.
Det største problem er, at Dopplerforskydningssimuleringen er latterligt forkert.
Her er et skærmbillede fra spillet:
Her er et lignende skærmbillede taget i hvile, som jeg har påført en “Doppler gradient” ved hjælp af Doppler shift-kode fra Backlight, 4D raytracer:
Jeg ville bestemt ikke tage det andet billede som endegyldigt, men det er kvalitativt meget tættere på, hvordan spillet burde se ud. Hvide objekter belyst af stjernelys har nogenlunde et sortkropsspektrum, så når de Dopplerforskydes, bør de være røde, hvide eller blå, aldrig grønne eller lilla. Objekter med umættede farver bør fremstå som umættede regnbuer (se på jorden, som er lyseblå i hvile). Og lysstyrken bør stige jævnt, når man ser fra højre til venstre.
Spillet er ikke open source, men Doppler shift shader’en er, så jeg tog et kig på den.
Det fungerer ved at gætte et lysspektrum (repræsenteret som en sum af Gaussianer i bølgelængdeområdet) ud fra teksturens RGB-komponenter, skalere det med dopplerforskydningsfaktoren, konvolvere det med tilnærmelser af XYZ-farvetilpasningsfunktionerne (også summer af Gaussianer) og derefter konvertere XYZ til RGB. Det er fornuftigt.
Det første problem er, at i stedet for at gætte et bredt spektrum, der tilnærmer sig et solens sorte legeme, når farven er grå/hvid, gætter de på smalle spidser ved 463nm, 550nm og 615nm. Det er bare ikke realistisk, og det er årsagen til alle de mærkelige farver i højre halvdel af skærmbilledet.
De lyse farver til venstre skyldes en anden mærkelig designbeslutning. Sammen med RGB understøtter de IR- og UV-farvekanaler, som kun kan ses, når de er Doppler-skiftet ind i det synlige område, hvilket er en god idé. Men de er igen skarpe spidser i spektret, og teksturerne styrer bølgelængden af spidserne, mens amplituderne er faste. For UV vælger man en bølgelængde fra 0nm til 380nm (effektivt et uendeligt interval), mens det for IR er 700nm til 1100nm (mindre end et 2:1 interval). Grunden til at du ser lyse RGB-regnebuer i alle teksturer, når de er blåforskydede, men ikke når de er rødforskydede, har intet med fysik at gøre. Det er fordi man kan sætte den obligatoriske UV-spike ved 0nm, hvor den aldrig vil være synlig, men man kan ikke skjule den obligatoriske IR-spike.
Lysstyrke-skaleringen ser også ud til at være forkert. De multiplicerer Gaussianernes bredde med rødforskydningsfaktoren, hvilket skalerer den integrerede energi med samme faktor, hvorefter de dividerer med rødforskydningsfaktoren i kubik. Som følge heraf er deres Stefan-Boltzmann-lov $σT^2$ i stedet for $σT^4$. De burde have divideret med femte potens.
Der synes også at være problemer med koden til konvertering fra spektrum til RGB – regnbuen til venstre ville have ROYGBIV-striber, ikke bare RGB, hvis den var konverteret korrekt.
Et andet mindre problem er, at de tilsyneladende beregner effekterne ud fra, hvor hårdt man trykker på joysticket, og ikke hvor hurtigt man faktisk bevæger sig. F.eks. vises de bevægelige spøgelser rødt/blueshiftet, når du står stille, men hvis du står foran et af dem og lader det skubbe dig, forbliver det blueshiftet, selv om det nu er stationært i forhold til dig, og der er ingen bevægelsesvirkninger på baggrunden, selv om den bevæger sig. Spøgelsernes rød/blueshift synes heller ikke at ændre sig, når lysets hastighed angiveligt falder.
Det “hvad sker der” supplement til sidst (kan også downloades i Powerpoint-format fra hjemmesiden) har nogle fejl.
Lyset opfører sig også som en strøm af partikler kaldet fotoner. Når man løber hen mod en strøm af fotoner, rammes man af flere fotoner, og genstanden bliver lysere. Denne effekt er også kendt som relativistisk aberration.
For det første er disse effekter klassiske, så kvantisering er irrelevant. For det andet tegner den øgede fotonabsorptionshastighed sig kun for en lille del af lysstyrkeforøgelsen. For det tredje henviser aberration til en ændring af vinklen, ikke til at flere fotoner rammer dig.
På dette dias er der også et billede med overskriften “bevæger man sig til venstre, er objekterne til venstre lysere end objekterne til højre”, selv om det tydeligvis ikke er sandt på billedet (som ligner billedet øverst i dette svar). Det burde naturligvis være sandt. Det er svært for mig at forstå, hvordan de aldrig på noget tidspunkt i udviklingen har fundet ud af, at deres shader var fejlbehæftet i betragtning af dens vanvittige output.
Du skal være meget tættere på lysets hastighed for at bemærke de mere dramatiske virkninger af Lorentz-transformationen sammenlignet med Doppler- og Searchlight-effekten. I slutningen af spillet fjernes Doppler- og Searchlight-effekterne for at gøre Lorentz-transformationen lettere for dig at se.
Her siger de “Lorentz-transformation”, men synes at mene aberration. Lorentz-transformationen er ikke en “effekt”; det er bare en måde at konvertere mellem koordinatsystemer på. Koordinatsystemer er meningsløse og påvirker ikke det, du ser.
Objekter, der normalt ligger uden for dit synsfelt, kan blive synlige, når du bevæger dig nær lysets hastighed, da du ser dem, som de var i fortiden.
Ja, du ser dem, som de var i fortiden, men du ser dem på det samme fortidige tidspunkt, uanset hvor hurtigt du bevæger dig (ure vil vise den samme aflæsning uafhængigt af din hastighed, for eksempel). Dit synsfelt udvides, når du bevæger dig fremad på grund af aberration, som lettest forstås som en lokal effekt som følge af dit kameras/øjets bevægelse, som det ses her.