自然法则

虚拟世界的物理建立在真实世界的物理之上。这自有道理。

我推一扇门，门就开了。我推一扇虚拟的门，那扇虚拟的门就开了。我同样可以轻松地规定成：我推一扇虚拟的门，就会有虚拟的鸟从一只虚拟的杯子里飞出来。除非那扇门被标记为“不是普通的门”（No Ordinary Door）、那只杯子被标记为“不是普通的杯子”（No Ordinary Mug），否则这会把人搞糊涂。为什么？因为人从小就学会了支配现实如何运作的那些因果规则。在虚拟世界里，除非刻意为之，否则他们无法阻止自己去套用这同一套规则。因此对虚拟世界来说，任何干扰这套规则的东西都会构成一次情境之外的打断；任何遵循这套规则的东西，都在默默支撑着“虚拟即真实”这一错觉。

真实世界遵从物理定律运行。人们为了模拟物理定律而在头脑中建立起来的那些规则 ¹ 要简单一些，但对于几乎所有实际用途来说都够用了。因此，想让玩家信服的虚拟世界，至少必须实现这些规则（而且，说来矛盾，也许不必实现更多；我们在这里要说服的是玩家，不是现实）。

所以从根本上说，虚拟世界的物理所关心的，就是把那些显而易见的东西实现出来。

关键在于透明。透明意味着玩家不必刻意搁置怀疑，因为他们的感官让这些信息径直通过，不作任何评论。设计者在营造透明上越成功，他或她的工作就越不为人所注意：这对沉浸来说是好事，对设计者的自尊心来说就不那么好了。

玩家对虚拟世界物理的预期，只要情境合适，并不一定要直接对应现实。最显眼的例子，是一个自有一套物理学的类型：卡通。在卡通里，你跑出悬崖边缘之后并不会掉下去，直到你意识到自己跑出了悬崖边缘。自然法则仍然适用，只是方式不同 ²。只要人们接受了这套虚构设定，它就能成立。《卡通城》可以像《无尽的任务》一样有沉浸感。

虚拟物理的核心问题，是它运行在什么样的细节层次上。

我松手放开一个物体，它就会往下掉。这就是重力在起作用。它撞到地面时，会弹起来吗？会受损，也许会摔坏吗？也许是地面坏掉？如果地面是斜的呢？物体会顺着它滚下去吗？这取决于物体的形状、它的质量、它由什么材料做成、地面由什么材料做成，等等。如果有风，又会产生什么影响？

如果我丢下的物体和地面之间还隔着另一个物体，又会怎样？它会把物体接住，还是让它穿过去；物体是会被弹开，还是从里面弹出来？我可以把苹果丢进柳条筐里，但在装满之前能装下多少个？就算筐满了，装不下苹果了，我还可以往里加沙子。然后我还可以加水，水会在里面留上一小会儿，但最终会渗漏出去。也许，如果我在沙子里再加上水泥粉，它反倒会凝结起来。

这还只是开头。虚拟世界的物理必须处理各种各样的问题，而这些问题在真实世界里是不费吹灰之力就实现的。一根羽毛从窗口掉下去，要多久才落地？我的指南针为什么指向北方？我拿手电筒照镜子，会发生什么？冰能保持多久？我朝一群人泼一桶水，谁会淋湿？我能把书架拆开，拿这些部件做一只木筏吗？如果我放火烧一栋木房子，会怎样？

真实世界能回答所有这些问题，因为它就是这么运作的。它有分子、原子、原子粒子、夸克，还有天知道什么别的东西，全都在至少四种力 ³ 的作用下协同工作。虚拟世界别指望能跟真实世界的物理一较高下。遗憾的是，正如上面的例子所示，虚拟世界目前也还应付不了朴素物理学（naïve physics）。

话虽如此，如今的虚拟世界可以调用的计算资源比过去更多，因此推测它们可以拥有更好的物理，也不算离谱。在建模工具已经能做实时光线追踪、流体力学、布料变形和表面摩擦效果的今天，虚拟世界却很少费心去实现“把这个东西丢进水里，它会沉下去”这样简单的概念，这有点令人伤感。

能做到的事情有实际的限度。随着细节增加，活动组件的数量会增加，组件之间的交互数量则呈指数增长 ⁴。往这个问题上再堆多少台计算机，也不会有丝毫改善。话虽如此，如果《MUD2》能让你从井口把一个物体丢下去，落进一条地下暗河，河水把它冲走，直到它撞上一个也许会、也许不会把它拦住的格栅——而这全程还要计算物体的密度、撞击损伤、水浸损伤，以及撞到别人或被别人抓住的可能性——那么一个大规模的图形化虚拟世界没有理由做不到更好。诀窍不在于实现全部物理，甚至也不在于实现全部朴素物理学，而在于实现刚好够用的朴素物理学，以满足玩家对细节的感觉。

这仍然比听起来要难。

虚拟世界是在命令这一层上运作的。玩家在决定自己想做什么时，用的是一组组实际上不可再分的操作，这些操作就构成了命令集。他们想穿上一双靴子，可不想（对每只靴子都）先松开鞋带、把脚套进去、拉紧鞋带，然后再打一个双结。在现实生活中大多数人想都不用想就能做到的简单目标，在虚拟世界里也应当照此实现。信不信由你，为《MUD1》做设计时，罗伊和我确实讨论过这些问题，然后才决定把动作切在哪个粒度上。这就是我们选择 “unlock door”（开锁）、而不是 “put key in door; turn key; remove key from door”（把钥匙插进门；转动钥匙；从门上拔出钥匙）的原因。这也是我们把 “lock”（锁）和 “door”（门）做成同义名词的原因。

要实现物理，你其实只需要比最深的命令再往下一个概念层级。比这更深的东西，玩家反正也看不见。如果一个角色能射出一支箭，虚拟世界引擎就应当能呈现箭的飞行，并让它的到达不是瞬间完成的；不过，这不必靠把牛顿定律套用到抛物线轨迹上来实现——它只需要看起来像是那样做的就行。

有一种观点认为：如果更深的物理模型比更浅的模型复杂度更低，或者可以拿它构建出若干个复杂的浅层模型，那就可以采用更深的模型 ⁵。比如说，如果你为了实现虚拟网球游戏，已经建好了一个不错的牛顿力学模拟器，那不妨把它也复用到射箭上。这很合理——前提是你确实需要那个模拟器来做网球。在实践中，程序员比设计者更容易往深处走得太远：你也许只是规定了角色的呼吸在寒冷的空气中应当可见，但要花上 10 天去实现一个绝妙的涡流计算新例程的人，并不是你。

那么，总结一下：

• 玩家头脑里已经“编译”进了一套对真实世界如何运作的感觉。

• 虚拟世界如果模仿这一点，对沉浸有极大的帮助。

• 玩家很少需要想到“直接就能做”以外的层次。

• 命令就应当写在这一层次上。

• 物理通常只需要构建在这一层次再往下的那一层。

• 问题在于：很多时候，物理根本没写到这下一层附近，甚至压根就没写。

既然如此，设计者可选的应对方式并不多。按从最糟到最好的顺序，分别是：

• 硬扛。虚拟世界里有池塘；玩家可以在池塘的水面上行走；有什么大不了的。

• 条件反射式的应对。玩家没法走进池塘，却没有任何情境之内的理由。

• 消除症状。玩家没法走进池塘，因为池塘里住着的凶恶鱼群会拦住他们。这给出了一个情境之内的理由，但它总是很牵强。

• 掩盖裂痕。这个虚拟世界里根本没有池塘。

• 实现物理。走进池塘的角色可以站在水里，水漫过膝盖，并如预期那样浸湿衣服。

玩家的命令蕴含着虚拟世界的物理。因此，设计者在决定要实现哪一层次的物理时，应当去看命令。