來(lái)源：金色財(cái)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?cè)谠O(shè)計(jì)允許復(fù)雜和不預(yù)期行為浮現(xiàn)的數(shù)字物理學(xué),，與確保現(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(gè)主要維度：時(shí)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(shí)間的流逝稱為世界法則對(duì)其自身的迭代應(yīng)用,。每個(gè)離散的應(yīng)用就是這個(gè)世界時(shí)間流中的一個(gè)“瞬間”,。設(shè)計(jì)世界內(nèi)的時(shí)間的一種方式是讓它與外部時(shí)間連續(xù)進(jìn)行。在基于區(qū)塊鏈的虛擬世界中,，每個(gè)區(qū)塊對(duì)應(yīng)世界內(nèi)過(guò)去的一定數(shù)量的瞬間,，無(wú)論該區(qū)塊包含的是什么交易。這被稱為同步時(shí)間,，或者“滴答”現(xiàn)象。這種方法可以使世界對(duì)用戶更有趣,，因?yàn)樗鼈兛梢詫?shí)時(shí)看到自己行為的結(jié)果,。另外，它導(dǎo)致世界內(nèi)的時(shí)間更長(zhǎng),，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(diǎn),。更大的時(shí)間范圍通常需要更多的計(jì)算資源,，這可能會(huì)很快超過(guò)鏈或服務(wù)器的能力。在普通區(qū)塊鏈上實(shí)施這個(gè)系統(tǒng)也可能很困難,，因?yàn)樗墟溕系淖兓急仨氂赏獠坑脩舭l(fā)起的交易來(lái)啟動(dòng)。

當(dāng)你想象一些看似簡(jiǎn)單的事情時(shí),，這個(gè)困難就變得明顯了：一個(gè)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(gè)更新功能,，設(shè)置游戲地圖上每個(gè)NPC的位置,，并讓一個(gè)外部賬戶定期調(diào)用它來(lái)更新他們的位置,。但這可能不可靠，因?yàn)槟悴荒鼙ＷC外部賬戶在應(yīng)該調(diào)用更新的區(qū)塊中不會(huì)因?yàn)間as fee 被競(jìng)價(jià)超過(guò),。你的游戲中的時(shí)間結(jié)構(gòu)會(huì)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(shí)際上不得不增加調(diào)用giveBirth功能的獎(jiǎng)勵(lì),，以確保新的NFT出生交易在用戶繁育Kitty后的256個(gè)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(dòng)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(wú)需外部賬戶,，而且同步時(shí)間的推進(jìn)由協(xié)議保證,。我們將這種方法稱為”自動(dòng)滴答”,。自動(dòng)滴答可以通過(guò)編寫一個(gè)“滴答合約”來(lái)實(shí)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(gè)例子,，@therealbytes 開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于OP Stack的概念驗(yàn)證型滴答鏈,，它運(yùn)行了一個(gè)自動(dòng)滴答的康威生命游戲?qū)崿F(xiàn),。Bytes 使用了一個(gè)修改過(guò)的系統(tǒng)交易來(lái)自動(dòng)調(diào)用滴答式元胞自動(dòng)機(jī)模擬合約。為了充分測(cè)試鏈本身的極限,，他用兩種方式實(shí)現(xiàn)了游戲：一種是作為一個(gè)在鏈上運(yùn)行的Solidity智能合約,，另一種是作為鏈本身的預(yù)編譯。Solidity實(shí)現(xiàn)在達(dá)到每個(gè)區(qū)塊兩次更新的70×70網(wǎng)格后讓CPU達(dá)到極限（1個(gè)區(qū)塊/秒,，或者大約10k個(gè)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(gè)細(xì)胞/秒）時(shí),，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(gè)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(diǎn)會(huì)被原始計(jì)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(diǎn),。

“同步時(shí)間”的替代方案是“異步時(shí)間”,。在這個(gè)方案下，世界中時(shí)間的流逝并不一定會(huì)在外部時(shí)間推進(jìn)時(shí)前進(jìn),。相反,，時(shí)間通常會(huì)在某些事件（通常是用戶行為）發(fā)生時(shí)向前移動(dòng)。傳統(tǒng)的不涉及計(jì)時(shí)器的棋盤游戲就屬于類似的范疇,。在鏈上實(shí)現(xiàn)非同步時(shí)間更容易，因?yàn)樗褪菂^(qū)塊鏈被設(shè)計(jì)來(lái)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(dòng)移動(dòng)的NPC）。

@notdavidhuang 和 cha0sg0d 的一款概念驗(yàn)證游戲早期版本 WildWood,，就揭示了這種犧牲,。在這個(gè)游戲中，兩個(gè)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(dòng)只有在玩家自己移動(dòng)時(shí)才會(huì)被觸發(fā) — 這是一種不太現(xiàn)實(shí)的異步時(shí)間實(shí)現(xiàn)。在添加滴答之后,，NPC移動(dòng)了,，但另一個(gè)問(wèn)題仍然存在。鏈每秒滴答一次,，這意味著如果玩家每秒移動(dòng)多于一次,，游戲必須使用 optimistic rollup 的更新來(lái)廣播玩家在地圖上的位置。然而,，你的隊(duì)友不會(huì)自動(dòng)看到你的客戶端,，這意味著在玩家位置更新上會(huì)有延遲。為了克服這個(gè)問(wèn)題,，團(tuán)隊(duì)利用了 MUD 的中繼服務(wù),，一個(gè)用于向全鏈廣播本地客戶端的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。瞧,，異步時(shí)間到同步時(shí)間的轉(zhuǎn)變就實(shí)現(xiàn)了,。

世界構(gòu)建者還必須決定他們的虛擬世界遵循開(kāi)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(kāi)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(zhǎng)。在開(kāi)放形式的表達(dá)下,，只能通過(guò)反復(fù)應(yīng)用世界的法則到已知狀態(tài),，才能計(jì)算出世界的未來(lái)狀態(tài),。復(fù)雜、生動(dòng)的環(huán)境,，比如《矮人要塞》,，通常屬于這個(gè)范疇。另一方面,，封閉形式的表達(dá)允許從過(guò)去的狀態(tài)和它們之間流逝的時(shí)間,，計(jì)算出任何未來(lái)的狀態(tài)（假設(shè)沒(méi)有未來(lái)的用戶行動(dòng)改變狀態(tài)），比如《帝國(guó)時(shí)代 II》中的資源開(kāi)采速率,。

開(kāi)放形式可以使虛擬世界更有趣,，因?yàn)橄瘳F(xiàn)實(shí)世界一樣，它們是不可預(yù)測(cè)的,。預(yù)測(cè)世界未來(lái)狀態(tài)需要越來(lái)越多的時(shí)間和計(jì)算資源（在鏈上實(shí)現(xiàn)的康威生命游戲就是一個(gè)很好的例子：你不能計(jì)算出未來(lái)的任意狀態(tài),，因?yàn)槟阈枰磿r(shí)間運(yùn)行游戲）。此外,，從簡(jiǎn)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(guò)用戶的行動(dòng)（他們自己就像開(kāi)放形式一樣）,，而不是在世界物理本身中發(fā)生。

開(kāi)放和封閉形式之間的權(quán)衡涉及到一個(gè)與時(shí)間相似的平衡,。封閉形式可能會(huì)降低世界的潛在趣味性,，但它們也使其更具計(jì)算效率。封閉形式可以與同步或異步時(shí)間一起使用,。在區(qū)塊鏈上實(shí)現(xiàn)時(shí),，他們?cè)跁r(shí)間同步時(shí)對(duì)開(kāi)放形式有顯著的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槿魏伍L(zhǎng)度的時(shí)間的成本是恒定的,，所以世界可以被設(shè)計(jì)為只在用戶發(fā)送交易時(shí)更新鏈上狀態(tài),，但它被設(shè)置為在上次更新后的時(shí)間流逝后的狀態(tài)。

考慮一下當(dāng)前鏈上動(dòng)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)方法,，一個(gè)被稱為“懶更新”的方法,。在懶更新（lazy update）中，玩家啟動(dòng)行動(dòng)的開(kāi)始和結(jié)束,，但中間的時(shí)間是模擬的,，而不是直接計(jì)算的。比如,，一個(gè)玩家在第1個(gè)區(qū)塊時(shí)種下一棵蘋果樹(shù),，然后在第10個(gè)區(qū)塊時(shí)收獲蘋果?？梢跃帉憫懈逻壿?，使得玩家每個(gè)時(shí)間單位可以收獲一個(gè)蘋果,，總共9個(gè)蘋果。對(duì)于有封閉形式函數(shù)（如每個(gè)區(qū)塊一個(gè)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(dòng)之間的輸入而變化，這種方法就會(huì)失效,。如果在第5個(gè)區(qū)塊,，一場(chǎng)暴雨增加了蘋果的生長(zhǎng)速度，而在第7個(gè)區(qū)塊,，蝗蟲(chóng)災(zāi)害幾乎摧毀了作物,，那么在第10個(gè)區(qū)塊時(shí)，玩家能收獲多少蘋果就無(wú)法有效計(jì)算,，除非真正應(yīng)用所有已經(jīng)發(fā)生的事件（你不會(huì)有足夠的計(jì)算能力去趕上新的狀態(tài)）,。盡管如此，懶更新仍然對(duì)于某些生物（如固定生長(zhǎng)速度的植物）的廉價(jià)計(jì)算非常有用,，但對(duì)于一個(gè)動(dòng)態(tài)世界的完整工具箱來(lái)說(shuō)，這仍然不足,。

在現(xiàn)實(shí)世界中,，時(shí)間無(wú)處不在，一次性流逝,，宇宙可能是無(wú)限的（雖然有一些相對(duì)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(gè)星系組成的世界發(fā)生的事情比由兩個(gè)原子組成的世界更多——但計(jì)算成本也會(huì)增加,。這兩種關(guān)系都與之前提到的兩個(gè)權(quán)衡密切相關(guān)：時(shí)間的流逝和物理形態(tài)。

其次,，時(shí)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(shí)間流逝不同的離散區(qū)域，以減少世界的計(jì)算負(fù)擔(dān),。例如,，可以在有用戶活動(dòng)的地區(qū)使用更復(fù)雜和昂貴的物理規(guī)則，而在沒(méi)有活動(dòng)的地方使用更簡(jiǎn)單的物理規(guī)則,。這種方法的缺點(diǎn)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(jì)空間,，也給世界建造者帶來(lái)了壓力,，要避免讓用戶感到困惑,；同時(shí)，它也限制了因果關(guān)系在世界內(nèi)部的傳播,，如果一個(gè)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(shí)間中。物理規(guī)則應(yīng)用的區(qū)域大小是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)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(gè)有趣而吸引人的虛擬世界,，有必要仔細(xì)平衡計(jì)算效率和有趣性,。這包括決定使用何種類型的時(shí)間（同步或異步）并評(píng)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(gè)重要的決策,。通過(guò)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(jì)算負(fù)擔(dān)管理得到有趣性，他們還可以為其他開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)高度肥沃的創(chuàng)新基礎(chǔ),。