快进播放模拟
Playing a simulation in fast-forward
我正在开发一个简单的游戏，用户可以在一个 10x10 网格的扇区中创建结构。有些结构产生资源，有些结构消耗资源。该部门本身可能包含任何结构之外的一些资源。生成器和消费者是相关的。例如，一口井可能在生产水，然后一个分离器在消耗水并制造氢气和氧气，而炼油厂在消耗氢气和氧气并制造火箭燃料等。
它们生成或消耗资源的速率可能因结构而异——我称之为滴答率。每次消费者勾选时，它都会首先尝试从该部门中围绕它的结构中提取这些资源。如果不够，它将尝试从扇区的存储中获取它们。如果还不够，结构将停止。结构将它们生成的资源保存到某个最大值。一旦它们满了，它们将不会产生更多，直到一些被消耗掉。如果一个结构被停止，它也不会产生更多的资源，但它已经拥有的资源仍然可以被另一个相邻的结构使用。
有规律的现象并不少见。例如，如果井的速度很慢，当井中的水用完时，分离器将关闭，然后当分离器中的气体用完时，炼油厂将关闭。然后当井再次产生时，一切都会恢复。
当用户在玩一个扇区时，我以扇区结构的最短刻度率分辨率连续勾选该扇区。这很好用。伪代码如下所示：
const numTicks = (Date.now() - lastTickTime) / shortestTickTime;
let currentTickTime = lastTickTime;
for (i = 0; i < numTicks; i++) {
currentTickTime += shortestTickTime;
// check the consumers - all structures that are consumers
for (curConsumer of consumers) {
if (curConsumer.isRunning &&
(currentTickTime - curConsumer.lastTickTime >= curConsumer.tickRate) {
... check surrounding structures for resources
if (curConsumer.stillNeedsResources) {
... check sector for researches
}
if (curConsumer.stillNeedsResources) {
... no resources available
curConsumer.isRunning = false;
}
}
// check the generators - all structures that are generators
for (curGenerator of generators) {
if (curGenerator.isRunning &&
(currentTickTime - curGenerator.lastTickTime >= curGenerator.tickRate) {
... add the generated resources
}
}
}
}
现在我正在处理这样的情况：用户在长时间离开后返回某个扇区 - 比如说几天 - 已经过去了数百或数千个滴答声。如果我只是天真地尝试播放所有滴答声，可能需要几秒钟或几分钟才能完成。
我想知道是否有任何提示或技巧可用于此类模拟，以便在不播放每个报价单的情况下计算净变化。或者，或者，如果我可以对模拟进行更改以使其更易于计算。谢谢！
第一步：将原始数据转换成"graph of nodes"形式，其中每个节点代表一台机器，生产者在最底层，消费者在最上面。例如，它可能看起来像：
|
(fuel)
|
Refinery
/ \
/ \
(hydrogen) (oxygen)
\ /
\ /
Splitter
|
(water)
|
well
注意：如果一台机器有输出缓冲区（或输入buffer/s）；那么这些缓冲区应该是单独的节点。例如，如果一切都有输出缓冲区，它可能看起来像这样：
|
(fuel)
|
Refinery output buffer
|
(fuel)
|
Refinery
/ \
/ \
(hydrogen) (oxygen)
| |
Hydrogen Oxygen
output output
buffer buffer
| |
(hydrogen) (oxygen)
\ /
\ /
Splitter
|
(water)
|
Well output buffer
|
(water)
|
well
第 2 步：通过（最初）自下而上（生产者到消费者）确定 "current steady state average rates"。例如，如果一口井每 4 个刻度产生 1 个单位的水，那么假设它确实平均每个刻度产生 0.25 个水；如果分离器每 3 个刻度可以将 1 个单位的水转化为 2 个单位的氢气和 1 个单位的氧气，那么这是最大值。 0.333 水转化为 0.666 氢气和 0.333 氧气的速率，但您已经知道井的产水速度不够快，并且可以确定分离器实际上会消耗 0.25 水来产生 0.5 氢气和 0.25 氧气。
请注意，如果生产者生产过多，您将需要回溯。例如，如果一口井每 2 ticks 产生 1 个单位的水，那么您会假设它确实平均每 ticks 产生 0.5 水；如果分离器每 3 个刻度可以将 1 个单位的水转化为 2 个单位的氢气和 1 个单位的氧气，那么您就知道井产生的水多于分离器消耗的水，并且必须返回井中并将其输出固定到每刻 0.333 水。
第 3 步：确定下一件事情发生 之前的时间（多少刻度），这将改变 "current steady state average rates"。如果资源可能耗尽（例如，水井枯竭），您需要知道什么时候会发生。同样，如果 "storage vessel"（输出缓冲区、输入缓冲区、水箱、燃料储藏箱……）变满或变空，那么您也需要知道什么时候会发生这种情况。这完全基于您拥有的 "current steady state average rates" - 例如如果水井的输出缓冲区为空，并且以每滴答 0.5 水的速率（从井中）获取水，并且以每滴答 0.33 水的速率失水（到分离器）；然后你可以计算出它存储的数量以“0.5 - 0.33 = 0.17 per tick”的速率增加，并且（结合缓冲区的容量）计算输出缓冲区何时变满。
注意"how many ticks until the next thing happens"也必须限制在你想停止模拟的时候。
第 4 步：将时间提前到下一件事情发生。 这主要意味着使用 "current steady state average rates" 更新存储在 "storage vessels" 中的东西的数量你有;然后修改任何信息（例如将井设置为 "not functioning, ran dry"）。
第 5 步：重复前面的步骤，直到到达您想要的时间。这就是“if(current_time < stop_time) goto step 2”。
第 6 步：用所有事物的最终状态更新世界。这主要是第 1 步的逆过程 - 在 "storage vessels" 中设置数量，将资源标记为耗尽等
备注：
您可能需要添加 "transport" 作为节点类型。例如，如果您有传送带将水从井中输送到分流器，那么它可以像 "storage vessel" 一样模拟，但有滞后时间（例如，如果传送带是空的并且物品开始放在传送带上，那么它会在物品到达另一端之前需要 "length * speed" 时间）。
如果你愿意；您可以将 "breakdown" 添加到游戏中（例如，分离器出现故障并需要维修的可能性很小）。这只是第 3 步要考虑的额外事项。
别忘了您可以修改游戏设计以使其更容易。首先，我会避免反馈回路（例如，如果来自反应堆的燃料被送入发电机以产生由分离器消耗的能量……），因为这会使一切变得更加困难。我也很想避免 "variable speed" 事情（例如，矿工在矿田和下车点之间行进，矿工行进的距离随着矿田更近部分的消耗而增加，因此 "average ore per tick" 正在增加并且永远不会恒定）。
不要忘记这是一款游戏 - 它不必 100% 完美准确，只需要有足够的说服力来愚弄玩家。如果它是 "slightly wrong"（例如，输出缓冲区应该有 23 个项目但只有 21 个项目）很可能没有人会注意到。
取决于其他细节；你可能会（也可能不会）考虑提前停止并切换到 "simulate one tick at a time"。例如，如果您需要模拟 12345600 个刻度，那么您可以使用我为前 12345500 个刻度描述的方法，然后使用您已经拥有的方法来完成最后 100 个刻度。这有助于使某些东西（例如物品在传送带上的位置）看起来更真实。
我正在开发一个简单的游戏，用户可以在一个 10x10 网格的扇区中创建结构。有些结构产生资源，有些结构消耗资源。该部门本身可能包含任何结构之外的一些资源。生成器和消费者是相关的。例如，一口井可能在生产水，然后一个分离器在消耗水并制造氢气和氧气，而炼油厂在消耗氢气和氧气并制造火箭燃料等。
它们生成或消耗资源的速率可能因结构而异——我称之为滴答率。每次消费者勾选时，它都会首先尝试从该部门中围绕它的结构中提取这些资源。如果不够，它将尝试从扇区的存储中获取它们。如果还不够，结构将停止。结构将它们生成的资源保存到某个最大值。一旦它们满了，它们将不会产生更多，直到一些被消耗掉。如果一个结构被停止，它也不会产生更多的资源，但它已经拥有的资源仍然可以被另一个相邻的结构使用。
有规律的现象并不少见。例如，如果井的速度很慢，当井中的水用完时，分离器将关闭，然后当分离器中的气体用完时，炼油厂将关闭。然后当井再次产生时，一切都会恢复。
当用户在玩一个扇区时，我以扇区结构的最短刻度率分辨率连续勾选该扇区。这很好用。伪代码如下所示：
const numTicks = (Date.now() - lastTickTime) / shortestTickTime;
let currentTickTime = lastTickTime;
for (i = 0; i < numTicks; i++) {
currentTickTime += shortestTickTime;
// check the consumers - all structures that are consumers
for (curConsumer of consumers) {
if (curConsumer.isRunning &&
(currentTickTime - curConsumer.lastTickTime >= curConsumer.tickRate) {
... check surrounding structures for resources
if (curConsumer.stillNeedsResources) {
... check sector for researches
}
if (curConsumer.stillNeedsResources) {
... no resources available
curConsumer.isRunning = false;
}
}
// check the generators - all structures that are generators
for (curGenerator of generators) {
if (curGenerator.isRunning &&
(currentTickTime - curGenerator.lastTickTime >= curGenerator.tickRate) {
... add the generated resources
}
}
}
}
现在我正在处理这样的情况：用户在长时间离开后返回某个扇区 - 比如说几天 - 已经过去了数百或数千个滴答声。如果我只是天真地尝试播放所有滴答声，可能需要几秒钟或几分钟才能完成。
我想知道是否有任何提示或技巧可用于此类模拟，以便在不播放每个报价单的情况下计算净变化。或者，或者，如果我可以对模拟进行更改以使其更易于计算。谢谢！
第一步：将原始数据转换成"graph of nodes"形式，其中每个节点代表一台机器，生产者在最底层，消费者在最上面。例如，它可能看起来像：
|
(fuel)
|
Refinery
/ \
/ \
(hydrogen) (oxygen)
\ /
\ /
Splitter
|
(water)
|
well
注意：如果一台机器有输出缓冲区（或输入buffer/s）；那么这些缓冲区应该是单独的节点。例如，如果一切都有输出缓冲区，它可能看起来像这样：
|
(fuel)
|
Refinery output buffer
|
(fuel)
|
Refinery
/ \
/ \
(hydrogen) (oxygen)
| |
Hydrogen Oxygen
output output
buffer buffer
| |
(hydrogen) (oxygen)
\ /
\ /
Splitter
|
(water)
|
Well output buffer
|
(water)
|
well
第 2 步：通过（最初）自下而上（生产者到消费者）确定 "current steady state average rates"。例如，如果一口井每 4 个刻度产生 1 个单位的水，那么假设它确实平均每个刻度产生 0.25 个水；如果分离器每 3 个刻度可以将 1 个单位的水转化为 2 个单位的氢气和 1 个单位的氧气，那么这是最大值。 0.333 水转化为 0.666 氢气和 0.333 氧气的速率，但您已经知道井的产水速度不够快，并且可以确定分离器实际上会消耗 0.25 水来产生 0.5 氢气和 0.25 氧气。
请注意，如果生产者生产过多，您将需要回溯。例如，如果一口井每 2 ticks 产生 1 个单位的水，那么您会假设它确实平均每 ticks 产生 0.5 水；如果分离器每 3 个刻度可以将 1 个单位的水转化为 2 个单位的氢气和 1 个单位的氧气，那么您就知道井产生的水多于分离器消耗的水，并且必须返回井中并将其输出固定到每刻 0.333 水。
第 3 步：确定下一件事情发生 之前的时间（多少刻度），这将改变 "current steady state average rates"。如果资源可能耗尽（例如，水井枯竭），您需要知道什么时候会发生。同样，如果 "storage vessel"（输出缓冲区、输入缓冲区、水箱、燃料储藏箱……）变满或变空，那么您也需要知道什么时候会发生这种情况。这完全基于您拥有的 "current steady state average rates" - 例如如果水井的输出缓冲区为空，并且以每滴答 0.5 水的速率（从井中）获取水，并且以每滴答 0.33 水的速率失水（到分离器）；然后你可以计算出它存储的数量以“0.5 - 0.33 = 0.17 per tick”的速率增加，并且（结合缓冲区的容量）计算输出缓冲区何时变满。
注意"how many ticks until the next thing happens"也必须限制在你想停止模拟的时候。
第 4 步：将时间提前到下一件事情发生。 这主要意味着使用 "current steady state average rates" 更新存储在 "storage vessels" 中的东西的数量你有;然后修改任何信息（例如将井设置为 "not functioning, ran dry"）。
第 5 步：重复前面的步骤，直到到达您想要的时间。这就是“if(current_time < stop_time) goto step 2”。
第 6 步：用所有事物的最终状态更新世界。这主要是第 1 步的逆过程 - 在 "storage vessels" 中设置数量，将资源标记为耗尽等
备注：
您可能需要添加 "transport" 作为节点类型。例如，如果您有传送带将水从井中输送到分流器，那么它可以像 "storage vessel" 一样模拟，但有滞后时间（例如，如果传送带是空的并且物品开始放在传送带上，那么它会在物品到达另一端之前需要 "length * speed" 时间）。
如果你愿意；您可以将 "breakdown" 添加到游戏中（例如，分离器出现故障并需要维修的可能性很小）。这只是第 3 步要考虑的额外事项。
别忘了您可以修改游戏设计以使其更容易。首先，我会避免反馈回路（例如，如果来自反应堆的燃料被送入发电机以产生由分离器消耗的能量……），因为这会使一切变得更加困难。我也很想避免 "variable speed" 事情（例如，矿工在矿田和下车点之间行进，矿工行进的距离随着矿田更近部分的消耗而增加，因此 "average ore per tick" 正在增加并且永远不会恒定）。
不要忘记这是一款游戏 - 它不必 100% 完美准确，只需要有足够的说服力来愚弄玩家。如果它是 "slightly wrong"（例如，输出缓冲区应该有 23 个项目但只有 21 个项目）很可能没有人会注意到。
取决于其他细节；你可能会（也可能不会）考虑提前停止并切换到 "simulate one tick at a time"。例如，如果您需要模拟 12345600 个刻度，那么您可以使用我为前 12345500 个刻度描述的方法，然后使用您已经拥有的方法来完成最后 100 个刻度。这有助于使某些东西（例如物品在传送带上的位置）看起来更真实。