來源：金色財經(jīng)

作者：@therealbytes @_yonada；編譯：Justin @captainz

作為虛擬世界的創(chuàng)造者,，我們的目標(biāo)是創(chuàng)建出能讓用戶感到有趣并深度參與的環(huán)境,。這就需要我們在設(shè)計允許復(fù)雜和不預(yù)期行為浮現(xiàn)的數(shù)字物理學(xué)，與確?，F(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施能夠支撐這些行為之間找到平衡,。為此，我們需要考慮數(shù)字物理學(xué)的三個主要維度：時間,，它的法則形式,，以及這些法則適用的范圍,。

我們將虛擬世界中時間的流逝稱為世界法則對其自身的迭代應(yīng)用。每個離散的應(yīng)用就是這個世界時間流中的一個“瞬間”,。設(shè)計世界內(nèi)的時間的一種方式是讓它與外部時間連續(xù)進(jìn)行,。在基于區(qū)塊鏈的虛擬世界中，每個區(qū)塊對應(yīng)世界內(nèi)過去的一定數(shù)量的瞬間,，無論該區(qū)塊包含的是什么交易,。這被稱為同步時間，或者“滴答”現(xiàn)象,。這種方法可以使世界對用戶更有趣,，因為它們可以實時看到自己行為的結(jié)果。另外,，它導(dǎo)致世界內(nèi)的時間更長,，世界持續(xù)更新，從而促進(jìn)有趣行為的出現(xiàn),。

然而,，這種方法也有其缺點。更大的時間范圍通常需要更多的計算資源,，這可能會很快超過鏈或服務(wù)器的能力,。在普通區(qū)塊鏈上實施這個系統(tǒng)也可能很困難,，因為所有鏈上的變化都必須由外部用戶發(fā)起的交易來啟動,。

當(dāng)你想象一些看似簡單的事情時，這個困難就變得明顯了：一個鏈上的游戲有非玩家角色（NPC）,。在主網(wǎng)以太坊上,，你可以定義一個更新功能，設(shè)置游戲地圖上每個NPC的位置,，并讓一個外部賬戶定期調(diào)用它來更新他們的位置,。但這可能不可靠，因為你不能保證外部賬戶在應(yīng)該調(diào)用更新的區(qū)塊中不會因為gas fee 被競價超過,。你的游戲中的時間結(jié)構(gòu)會因此發(fā)生漂移（以原始CryptoKitties的giveBirth()功能為例,；隨著鏈上gas fee 的增加,，Axiom Zen實際上不得不增加調(diào)用giveBirth功能的獎勵，以確保新的NFT出生交易在用戶繁育Kitty后的256個區(qū)塊被調(diào)用）,。我們將這種使用外部賬戶的方法稱為“手動滴答”,。

定制的 rollups 讓我們有更多的靈活性，在鏈上添加”滴答”功能,，無需外部賬戶,，而且同步時間的推進(jìn)由協(xié)議保證,。我們將這種方法稱為”自動滴答”,。自動滴答可以通過編寫一個“滴答合約”來實現(xiàn)，該合約由協(xié)議本身調(diào)用,，而不是由外部賬戶調(diào)用,。

舉個例子，@therealbytes 開發(fā)了一個基于OP Stack的概念驗證型滴答鏈,，它運行了一個自動滴答的康威生命游戲?qū)崿F(xiàn),。Bytes 使用了一個修改過的系統(tǒng)交易來自動調(diào)用滴答式元胞自動機模擬合約。為了充分測試鏈本身的極限,，他用兩種方式實現(xiàn)了游戲：一種是作為一個在鏈上運行的Solidity智能合約,，另一種是作為鏈本身的預(yù)編譯。Solidity實現(xiàn)在達(dá)到每個區(qū)塊兩次更新的70×70網(wǎng)格后讓CPU達(dá)到極限（1個區(qū)塊/秒,，或者大約10k個細(xì)胞/秒）,，而自定義預(yù)編譯引擎的鏈在使用大約6%的CPU（大約130k個細(xì)胞/秒）時，達(dá)到了相同速率的256×256網(wǎng)格,。

在最后一段的最后一句中,，關(guān)鍵詞是“達(dá)到極限”。滴答鏈添加了額外的復(fù)雜性層次：每增加一個區(qū)塊,，就需要由模擬游戲的交易觸及更多的狀態(tài),。最終，rollup 節(jié)點會被原始計算（CPU,，磁盤IO等）所限制,。這里的唯一解決方案是采用更高容量的節(jié)點。

“同步時間”的替代方案是“異步時間”,。在這個方案下,，世界中時間的流逝并不一定會在外部時間推進(jìn)時前進(jìn)。相反,，時間通常會在某些事件（通常是用戶行為）發(fā)生時向前移動,。傳統(tǒng)的不涉及計時器的棋盤游戲就屬于類似的范疇。在鏈上實現(xiàn)非同步時間更容易,，因為它就是區(qū)塊鏈被設(shè)計來支持的模型,。然而,，它也犧牲了一些可能使世界更有趣的特性（如自動移動的NPC）。

@notdavidhuang 和 cha0sg0d 的一款概念驗證游戲早期版本 WildWood,，就揭示了這種犧牲,。在這個游戲中，兩個玩家必須從侵略性NPC的圍攻中保衛(wèi)他們的基地,。在游戲的早期版本中,，NPC的移動只有在玩家自己移動時才會被觸發(fā) — 這是一種不太現(xiàn)實的異步時間實現(xiàn)。在添加滴答之后,，NPC移動了,，但另一個問題仍然存在。鏈每秒滴答一次,，這意味著如果玩家每秒移動多于一次,，游戲必須使用 optimistic rollup 的更新來廣播玩家在地圖上的位置。然而,，你的隊友不會自動看到你的客戶端,，這意味著在玩家位置更新上會有延遲。為了克服這個問題,，團(tuán)隊利用了 MUD 的中繼服務(wù),，一個用于向全鏈廣播本地客戶端的點對點網(wǎng)絡(luò)。瞧,，異步時間到同步時間的轉(zhuǎn)變就實現(xiàn)了,。

世界構(gòu)建者還必須決定他們的虛擬世界遵循開放形式的表達(dá)還是封閉形式的表達(dá)。封閉形式的表達(dá)具有固定數(shù)量的操作,。然而,，開放形式（或遞歸）表達(dá)的操作數(shù)量則根據(jù)給定變量的增長。在開放形式的表達(dá)下,，只能通過反復(fù)應(yīng)用世界的法則到已知狀態(tài),，才能計算出世界的未來狀態(tài)。復(fù)雜,、生動的環(huán)境,，比如《矮人要塞》，通常屬于這個范疇,。另一方面,，封閉形式的表達(dá)允許從過去的狀態(tài)和它們之間流逝的時間，計算出任何未來的狀態(tài)（假設(shè)沒有未來的用戶行動改變狀態(tài)）,，比如《帝國時代 II》中的資源開采速率,。

開放形式可以使虛擬世界更有趣，因為像現(xiàn)實世界一樣，它們是不可預(yù)測的,。預(yù)測世界未來狀態(tài)需要越來越多的時間和計算資源（在鏈上實現(xiàn)的康威生命游戲就是一個很好的例子：你不能計算出未來的任意狀態(tài),，因為你需要按時間運行游戲）。此外,，從簡單的微觀交互中可以出現(xiàn)意想不到的宏觀行為,。在由封閉形式管理的世界中，這些出現(xiàn)的行為通常只在外部發(fā)生,，通過用戶的行動（他們自己就像開放形式一樣）,，而不是在世界物理本身中發(fā)生。

開放和封閉形式之間的權(quán)衡涉及到一個與時間相似的平衡,。封閉形式可能會降低世界的潛在趣味性,，但它們也使其更具計算效率。封閉形式可以與同步或異步時間一起使用,。在區(qū)塊鏈上實現(xiàn)時,，他們在時間同步時對開放形式有顯著的優(yōu)勢。因為任何長度的時間的成本是恒定的,，所以世界可以被設(shè)計為只在用戶發(fā)送交易時更新鏈上狀態(tài)，但它被設(shè)置為在上次更新后的時間流逝后的狀態(tài),。

考慮一下當(dāng)前鏈上動態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)方法,，一個被稱為“懶更新”的方法。在懶更新（lazy update）中,，玩家啟動行動的開始和結(jié)束,，但中間的時間是模擬的，而不是直接計算的,。比如,，一個玩家在第1個區(qū)塊時種下一棵蘋果樹，然后在第10個區(qū)塊時收獲蘋果,?？梢跃帉憫懈逻壿嫞沟猛婕颐總€時間單位可以收獲一個蘋果,，總共9個蘋果,。對于有封閉形式函數(shù)（如每個區(qū)塊一個蘋果）的更新邏輯，這是完全可以的,，但如果農(nóng)業(yè)邏輯基于玩家行動之間的輸入而變化,，這種方法就會失效。如果在第5個區(qū)塊,，一場暴雨增加了蘋果的生長速度,，而在第7個區(qū)塊，蝗蟲災(zāi)害幾乎摧毀了作物，那么在第10個區(qū)塊時,，玩家能收獲多少蘋果就無法有效計算,，除非真正應(yīng)用所有已經(jīng)發(fā)生的事件（你不會有足夠的計算能力去趕上新的狀態(tài)）。盡管如此,，懶更新仍然對于某些生物（如固定生長速度的植物）的廉價計算非常有用,，但對于一個動態(tài)世界的完整工具箱來說，這仍然不足,。

在現(xiàn)實世界中,，時間無處不在，一次性流逝,，宇宙可能是無限的（雖然有一些相對論的復(fù)雜性）,。然而，在虛擬世界里,，情況并非必然如此,。

首先，虛擬世界可能是明顯有限的,。有趣的可能性通常隨著大小的增加而增加——由二百億個星系組成的世界發(fā)生的事情比由兩個原子組成的世界更多——但計算成本也會增加,。這兩種關(guān)系都與之前提到的兩個權(quán)衡密切相關(guān)：時間的流逝和物理形態(tài)。

其次,，時間并不必須在虛擬世界的所有地方流逝,。世界可以被劃分為時間流逝不同的離散區(qū)域，以減少世界的計算負(fù)擔(dān),。例如,，可以在有用戶活動的地區(qū)使用更復(fù)雜和昂貴的物理規(guī)則，而在沒有活動的地方使用更簡單的物理規(guī)則,。這種方法的缺點是雙重的：它可能使世界顯得不一致,，缺乏完整性，這限制了世界規(guī)則的設(shè)計空間,，也給世界建造者帶來了壓力,，要避免讓用戶感到困惑；同時,，它也限制了因果關(guān)系在世界內(nèi)部的傳播,，如果一個區(qū)域的行為不能在遠(yuǎn)方的區(qū)域產(chǎn)生后果，那么兩者之間的空間就被凍結(jié)在時間中,。物理規(guī)則應(yīng)用的區(qū)域大小是一個重要的設(shè)計考慮因素,，它將影響世界需要的資源以及它能達(dá)到的趣味性水平。

為了創(chuàng)建一個有趣而吸引人的虛擬世界,，有必要仔細(xì)平衡計算效率和有趣性。這包括決定使用何種類型的時間（同步或異步）并評估統(tǒng)治世界的物理法則的形態(tài)。物理法則應(yīng)用的區(qū)域大小是另一個重要的決策,。通過謹(jǐn)慎地做出這些選擇,，世界建造者不僅可以在保持世界的計算負(fù)擔(dān)管理得到有趣性，他們還可以為其他開發(fā)人員提供一個高度肥沃的創(chuàng)新基礎(chǔ),。