Existem alguns problemas sérios com o jogo. Eu gostaria de ter ouvido falar sobre isso em 2012 quando poderia ter havido alguma esperança de consertá-los. Eu também gostaria que Luboš Motl tivesse notado os problemas em 2012.
Eu acho que a simulação de aberração está correta. É difícil dizer sobre a dilatação do tempo e o atraso do tempo de viagem leve porque não se passa muito no mundo do jogo para começar.
O maior problema é que a simulação de deslocamento Doppler está ridiculamente errada.
Existe uma captura de tela do jogo:
Existe uma captura de tela semelhante tirada em repouso, à qual eu apliquei um “Doppler gradient” usando o código Doppler shift do Backlight, o Raytracer 4D:
Eu certamente não tomaria a segunda imagem como definitiva, mas é qualitativamente muito mais próxima de como o jogo deve parecer. Os objetos brancos iluminados pela luz das estrelas têm aproximadamente um espectro de corpo negro, então quando Doppler mudou, eles devem ser vermelhos, brancos, ou azuis, nunca verdes ou roxos. Objetos com cores dessaturadas devem aparecer como arco-íris dessaturados (olhe para o chão, que é azul pálido em repouso). E o brilho deve aumentar suavemente conforme você olha da direita para a esquerda.
O jogo não é de código aberto, mas o sombreador Doppler shift é, então eu dei uma olhada nele.
Funciona adivinhando um espectro de luz (representado como uma soma de Gaussians no espaço de comprimento de onda) a partir dos componentes RGB da textura, escalando-o pelo fator Doppler shift, girando-o com aproximações das funções de correspondência de cores XYZ (também somas de Gaussians), então convertendo XYZ para RGB. Isso é razoável.
O primeiro problema é que ao invés de adivinhar um largo espectro que se aproxima de um corpo preto solar quando a cor é cinza/branco, eles adivinham picos estreitos a 463nm, 550nm, e 615nm. Isso simplesmente não é realista, e é a razão de todas as cores estranhas na metade direita da imagem.
As cores brilhantes à esquerda são devidas a outra estranha decisão de design. Junto com o RGB eles suportam canais de cor IR e UV que só podem ser vistos quando são Doppler deslocados para a faixa visível, o que é uma boa idéia. Mas eles são novamente picos nítidos no espectro, e as texturas controlam o comprimento de onda dos picos, enquanto as amplitudes são fixas. Para UV, você escolhe um comprimento de onda de 0nm a 380nm (efetivamente um alcance infinito), enquanto para IR é de 700nm a 1100nm (menos de um alcance de 2:1). A razão pela qual você vê arcos-íris RGB brilhantes em cada textura quando se muda para o azul, mas não quando se muda para o vermelho, não tem nada a ver com a física. É porque você pode colocar o pico UV obrigatório a 0nm onde ele nunca será visível, mas você não pode esconder o pico IR obrigatório.
A escala de brilho parece estar errada também. Eles multiplicam a largura dos Gaussians pelo fator redshift, que escalona a energia integrada pelo mesmo fator, então eles dividem pelo fator redshift ao cubo. Como resultado, sua lei Stefan-Boltzmann é $σT^2$ ao invés de $σT^4$. Eles deveriam ter dividido pela quinta potência.
Também parecem haver problemas com o código de conversão espectro-para-RGB – o arco-íris à esquerda teria listras ROYGBIV, não apenas RGB, se convertidas corretamente.
Outro problema menor é que eles parecem calcular os efeitos com base no quanto você está empurrando o joystick, não na velocidade em que você está realmente se movendo. Por exemplo, os fantasmas em movimento parecem vermelhos/blueshifted quando você está parado, mas se você ficar na frente de um e deixar que ele o empurre, ele permanece blueshifted embora agora esteja parado em relação a você, e não há efeitos de movimento sobre o fundo mesmo que esteja em movimento. O red/blueshift dos fantasmas também não parece mudar à medida que a velocidade da luz diminui ostensivamente.
O suplemento “o que está a acontecer” no final (também descarregável em formato Powerpoint a partir do site) tem alguns erros.
A luz também se comporta como um fluxo de partículas chamado fotões. Quando você corre em direção a um fluxo de fótons, mais fótons atingem você e o objeto se torna mais brilhante. Este efeito também é conhecido como Aberração Relativista.
Primeiro, estes efeitos são clássicos, portanto a quantização é irrelevante. Segundo, o aumento da taxa de absorção de fótons é responsável apenas por uma pequena parte do aumento de brilho. Terceiro, aberração refere-se a uma mudança de ângulo, não a mais fotões a atingirem-te.
Neste slide há também uma imagem legendada “moving left, the objects on the left are brighter than the objects on the right”, mesmo que isso claramente não seja verdade na imagem (que é semelhante à imagem no topo desta resposta). Deve ser verdade, é claro. É difícil para mim entender como eles nunca em nenhum ponto do desenvolvimento descobriram que seu sombreado era buggy, dada a sua saída louca.
Você tem que estar muito mais perto da velocidade da luz para perceber os efeitos mais dramáticos da Transformação Lorentz em comparação com os efeitos Doppler e Searchlight. No final do jogo, os efeitos Doppler e Searchlight são removidos para tornar a Transformação de Lorentz mais fácil para você ver.
Aqui eles dizem “Transformação de Lorentz” mas parecem significar aberração. A Transformação de Lorentz não é um “efeito”; é apenas uma forma de conversão entre sistemas de coordenadas. Sistemas de coordenadas não têm sentido e não afetam o que você vê.
Objetos normalmente além do seu campo de visão podem se tornar visíveis quando você se move perto da velocidade da luz, como você os vê como eram no passado.
Sim você os vê como eram no passado, mas você os vê ao mesmo tempo no passado não importa o quão rápido você esteja se movendo (relógios mostrarão a mesma leitura independente da sua velocidade, por exemplo). Seu campo de visão aumenta quando você avança por causa da aberração, que é mais facilmente entendida como um efeito local devido ao movimento da sua câmera/olho, como visto aqui.