來源：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。這就需要我們在設(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?，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(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(shí)間,，或者“滴答”現(xiàn)象,。這種方法可以使世界對用戶更有趣，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，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)起的交易來啟動(dòng),。

當(dāng)你想象一些看似簡單的事情時(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 被競價(jià)超過,。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)滴答可以通過編寫一個(gè)“滴答合約”來實(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)修改過的系統(tǒng)交易來自動(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(jì)算出世界的未來狀態(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)允許從過去的狀態(tài)和它們之間流逝的時(shí)間，計(jì)算出任何未來的狀態(tài)（假設(shè)沒有未來的用戶行動(dòng)改變狀態(tài)）,，比如《帝國時(shí)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?yàn)橄瘳F(xiàn)實(shí)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(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)算出未來的任意狀態(tài)，因?yàn)槟阈枰磿r(shí)間運(yùn)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(dòng)（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(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),，他們在時(shí)間同步時(shí)對開放形式有顯著的優(yōu)勢,。因?yàn)槿魏伍L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，然后在第10個(gè)區(qū)塊時(shí)收獲蘋果,?？梢跃帉憫懈逻壿嫞沟猛婕颐總€(gè)時(shí)間單位可以收獲一個(gè)蘋果,，總共9個(gè)蘋果,。對于有封閉形式函數(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,，一場暴雨增加了蘋果的生長速度,，而在第7個(gè)區(qū)塊，蝗蟲災(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,，懶更新仍然對于某些生物（如固定生長速度的植物）的廉價(jià)計(jì)算非常有用，但對于一個(gè)動(dòng)態(tài)世界的完整工具箱來說,，這仍然不足,。

在現(xiàn)實(shí)世界中，時(shí)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(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，而在沒有活動(dòng)的地方使用更簡單的物理規(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發(fā)人員提供一個(gè)高度肥沃的創(chuàng)新基礎(chǔ),。