如果把乙個3d遊戲中pi的取值改為3,整個遊戲會有什麼變化?

時間 2021-07-13 07:26:43

1樓:海獺先生

因為學醫所以數學水平停留在了高中。下面只是猜測。

首先pi=3.1415......時

乙個方形與其內接圓有這樣的面積關係

〇/□=pi/4

那如果乙個方形的內接圓與它自己的面積比變成3/4會怎麼樣?

先想象一下佔正方形面積3/4的乙個圓

好,想不出來

那換個思路,想正方形

我們內卷一下,得到乙個面積小一點的正方形

對不起我畫畫小學三年級水平。

如果這是乙個向外凸(或者內凹)的正方形,那麼它的內接圓在我們的手機上看起來可以達到3/4的面積比。

也就是說,可以推測乙個內捲的世界,pi=3,那這將會是乙個非歐幾何的世界,這是乙個空間有曲率的世界,他們的科學家會算出pi=3.14159.....然後在應用到現實時加上修正引數3/pi,否則他們可能會鋪不平地板。

亦或者我們的世界也有曲率,只不過或許到了蒲朗克級別我們都感知不到,甚至或許我們畫的圓畫到太陽那麼大才會與理論值有不到1nm的面積差。

對了這個遊戲叫地球oline。

2樓:山東秀才

這個問題有點意思,改引擎中的pi值有點麻煩,我就拿之前寫的shadertoy程式改了一下,做了下試驗。感覺影響不太大。

這是pi=3.1415926的效果

改成pi=3.0之後,幾乎無差別

改成pi=2.0之後,有了一點差別,首先是調整攝像機角度的時候用到了pi,這導致了攝像機可調整的角度比原來小了。其次是計算粗糙平面反射光線的分布的時候用到了pi,這導致在非光滑物體的渲染出現了一些瑕疵(紅色箭頭所指)。

球形的形狀沒有受到影響,因為這裡的球形是用到圓心的距離計算的,沒有用到pi,所以不受影響。

3樓:Parabola

好問題……

首先能想到的是三角函式,關聯到 π 的值都被壓縮了,例如 sin(πx) 變成 sin(3x)。進而大部分用到矩陣運算(含 π)的操作,比如旋轉,都會受到影響。玩家視角旋轉的靈敏度(可能)會下降大概 4.

5%。除了即時運算的模型或貼圖(許多隨機數生成器都用到三角函式,進而影響雜訊函式),大部分模型應該影響不大。涉及到曲面的部分會在建模階段做三角剖分變成三角面,也和 π 無關了。

至於渲染引擎和碰撞檢測,因為大部分時候都用向量運算,所以 π 應該沒太多影響(比如 Ray Marching/Tracing);如果用魚眼鏡頭反畸變,那麼可能可視角度(可能)會變化。

Shader 部分影響應該也不大。例如 Phong 或者 BRDF,用到角度的地方大多都是直接用向量算出來的弧度 arccos(),但也不排除會有直接用到 π 的部分,比如 cos(π - alpha) 這樣的式子,以及球面取樣、抗鋸齒什麼的……這些情況下光照可能會有細節變化。

4樓:FOath

今天補充一下最近的想法,再次看一眼那個頂點公式:

這個公式成立的基礎是什麼? 可以看到 的取值範圍是 到 ,象徵著頂點從起點出發到終點,而為什麼從頂點到終點正好是乙個圓,是因為只有 才是 ,我們改變pi的值並沒有改變這一點,2*2不是360°,2*1不是360°,2*1000更不是360°,所有的對 pi取值的改變,本質上只是改變了數軸上取樣的分布(以下用pi指代假想值, 代表真實值)

我們比如我們取 ,即非常接近真實值,我們在看看點 在數軸上的分布情況,非常均勻的分布在了 中(綠線是余弦函式)。

取 時,分布情況如圖

取 時,分布情況

於是我們會發現, 的改變只是改變了取樣點,所以我們的頂點公式其實應該寫成

所以 的效果等價於以下各個取值的效果:

或 簡而言之,改變 的值影響的是取樣點的分布,之前的答案運氣好得到了幾個比較奇怪的效果哈哈哈哈。

感覺題主提的這個問題挺好玩的,來回答一下。

首先宣告一點,本文中更改

讓我們從最直觀的角度來驗證這個問題——更改圓的渲染過程中的 值會有什麼影響?

渲染時使用的圓的頂點計算公式:

最基礎的,取 時,我們得到了乙個(十分近似的)圓

接下來,當 時,我們得到了乙個(殘缺的)圓

然後,我們令 ,我們得到了乙個抽象的圓

當 時,我們又得到了乙個(近似的)圓!

有空給出數學論證方面的回答,也期待一下別的答主分享一下。

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