4D和n维物理引擎

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有人尝试实现实时的4D或n维物理引擎吗?

与3D和2D物理引擎相比,这种实现有哪些困难?其中之一当然是展示问题。研究4D超球体、超立方体、弹簧、关节、液体和其他物体是很有趣的。

我只是抱着好奇心,没有真正使用它的应用。

我的想法的概括是在Lobachevskian或Riemann几何中的物理学、扭曲空间(你可以通过针眼),环绕的空间(返回到同一位置),物理学的悖论和其他令人惊奇的事情。


我尚未尝试实现4+D物理引擎,但我猜测你可能会发现碰撞检测更加复杂,并且像流体模拟之类的事情更加资源密集。如果你对黎曼几何模拟感兴趣,你可以看看数值求解广义相对论正在进行的工作。 - comingstorm
在4D空间中进行碰撞检测,可能会模拟大爆炸? - huseyin tugrul buyukisik
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如果你想进入非欧几里得空间,使用拉格朗日力学是最理想的选择。在高维欧几里得空间中,哈密顿方程仍然适用。如果你能写出方程,就可以进行模拟。如果你无法写出方程,那么你面临的是物理问题而不是编程问题。 - flies
2个回答

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有许多研究小组使用相对论代码解决各种物理问题,例如相对论电动力学相对论流体力学/磁流体力学和基于引力的模拟等。天体物理应用是您会遇到相对论代码的主要场所。
4D游戏引擎已经在像FIFA和COD这样的游戏中使用了。这只是一个3 + 1实现,恰好是许多相对论代码所采用的(它们使用时空的3 + 1公式)。出于许多不同的原因,这种时空的分割在计算上更容易处理。当然,随着模拟物理的增加,从1D到2D等,复杂性也会相应增加。
对我来说,在n维中拥有物理引擎毫无意义。我们没有在n维度中体验物理过程,而是四维的。询问超立方体等事物不是物理学,而是几何/数学构造。这些与传统上与物理引擎相关的内容是分开的。

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只是为了解释我反对票的原因:1. “天体物理应用是唯一需要相对论代码的地方。”是不正确的,但我认为这只是一个笔误。2. 更高维系统绝对是物理学中重要的组成部分,在标准模型之外的物理理论的已有模型中也很重要。虽然我认为你的回答比问题清晰得多。 - andypea
你有关于涉及字符串、超引力、高维规范理论等模拟的参考资料吗?我真的不知道这是一个活跃的领域。然而,对于“物理引擎”来说,只需要牛顿物理学就足够了,所以我坚持最后一段的观点。 - MoonKnight
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-1 是因为在 n 维空间中使用物理引擎是完全有意义的。经典力学在更高维度中也能够很好地工作。请参考 Marc Bosch4D Toys - user76284
@user76284 这是一个在2D屏幕上呈现4D空间环境的3D空间渲染,但这似乎毫无意义。 - MoonKnight
如果我们能够交谈,我们大多数人可能会达成共识 - 我会在这里停止。 - MoonKnight
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一个4D物理引擎的例子是由Marc ten Bosch创建的4D Toys

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作者在这篇文章中更详细地讲述了它是如何工作的(例如,请参见关于几何代数的他们的博客中的这篇文章)。
他们的技术论文,N维刚体动力学,也被SIGGRAPH 2020 接受
我在这里也解释了一些高维角速度的工作原理。

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