游戏中出现的计量单位是对游戏中的物体所具有的某些属性值的度量。注意,这些计量单位可能以现实中存在的物理量及其单位为原型,但往往只是通过一些方法实现对部分物理公式的近似,因此不能直接套用现实中的物理规律和常识。[1]。
现实中的单位制[ | ]
现实生活中常见的单位制是国际单位制(SI),由 7 个基本单位组成:米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)和坎德拉(cd),对应的物理量分别为长度(l 或 L)、质量(m 或 M)、时间(t)、电流强度(I)、温度(T)、物质的量(n)和发光强度(Icd)。这些基本单位可以组合出其它导出单位,使用导出单位有时更便于描述一些物理量或物理现象。在描述数量级较大或者较小的物理量时,我们通过增加前缀来放大/缩小一个单位:
- 千(k):放大 1000 倍;
- 厘(c):缩小 100 倍;
- 毫(m):缩小 1000 倍;
- 微(mc 或 μ):缩小 1000000 倍。
有时候也会采用其它单位制,如:
- 英制单位制:常用单位有英尺(ft)、英里(mi)、磅(lb)等
- CGS(Centimetre-Gram-Second)单位制:基本单位为厘米(cm)、克(g)等,导出单位有尔格(erg)、拉德(rad)等
请注意,不同的单位制可以具有不同数量的基本单位。[2]这一点在游戏中集中体现为热量单位(复制热)和电能单位(焦)的区别。[3]
游戏中的物理量与计量单位[ | ]
长度(l 或 L)[ | ]
游戏中,长度的单位与 SI 相同,为“米”(m)。
具体来说,地图网格中 1 格的长度(或高度)就是 1 米,面积为 1 平方米。此外,虽然《缺氧》是一个二维游戏,但从水的满格质量设定为 1000 千克可以推断 1 格的“体积”有 1 立方米,即设定时存在长为 1 米的第三维。
质量(m 或 M)[ | ]
游戏中,质量的单位与 SI 相同,为“千克”(kg)。同时也常用吨(t)、克(g)、毫克(mg)和微克(mcg 或 μg)。它们之间的换算关系是:1 吨 = 1000 千克,1 千克 = 1000 克,1 克 = 1000 毫克,1 毫克 = 1000 微克。
游戏中需要显示质量时,会根据质量的值所在区间选择合适的单位,使得多数情况下单位前的数值为 5 到 5000:
- 千克时,选择微克作为单位;
- 千克时,选择毫克作为单位;
- 千克时,选择克作为单位;
- 千克时,选择千克作为单位;
- 千克时,选择吨作为单位[4]。
压强(p)[ | ]
游戏中并没有实现对长度的完全仿真模拟,仅通过方格内的元素质量来衡量压力的高低。正因如此,游戏中的压强并不像实际流体一样遵循帕斯卡原理——这也为超压排放等一系列技巧奠定了基础。[5]
密度(ρ)[ | ]
密度是指单位体积中物体的质量,衡量了某种特定物质的“轻重”。对单种元素而言,密度 = 质量/体积。在现实生活中,密度会决定流体之间的分层——密度大的物质会下沉,密度小的则会上浮。
现实中,密度的 SI 导出单位是“千克每立方米”(kg/m3)。由于游戏中没有实现对长度的完全仿真模拟,因此在处理分层问题时,游戏使用了摩尔密度而非通常的密度作为判据。摩尔密度的单位是“千克每摩尔”(kg/mol)。
数量[ | ]
游戏中,部分物品以“个”为数量单位,如病菌、小动物等,而有的直接以“单位”表示数量,如蛋、种子、食物、服装等,1 单位可以简单理解成 1 份,在界面中有时则显示为“物品 ×1”。在游戏代码中,每单位不同物品可以被定义为具有不同的质量,尽管默认情况下每单位物品的质量就是 1 千克。
时间(t)[ | ]
游戏中有两种常用的时间单位:“秒”(s)和“周期”(cycle)。
其中,正常游戏速度(一倍速)下,游戏里的 1 秒恰好等于现实中的 1 秒。周期则代表游戏中经历一昼夜所需时间,它与秒的换算关系是:1 周期 = 600 秒。另外,日程表中将一个周期划分成 24 格时段,1 格时段相当于现实中的 25 秒。
此外,还有一个常见于专业文档的时间单位:游戏刻(简称刻,tick)。1 游戏刻 = 200 毫秒(0.2 秒)。游戏刻表征了游戏模拟计算的特征时间,很多子系统的计算/更新周期都是以游戏刻为单位的。游戏动画则往往以每秒约 30 帧的速度播放,单帧时间为 33 毫秒(0.33秒)。
温度(T)[ | ]
游戏中,温度的单位有三种,都是现实中的常用单位:“开尔文”(K)、“摄氏度”(°C)、“华氏度”(°F)。它们的换算方式也与现实单位相同:
其中 、、 分别表示三种温标下的温度数值。
这三种单位分别对应了三种温标:
- 开尔文对应绝对温标/热力学温标:规定绝对零度为 0K(即规定水的三相点为 273.16K),且 1K 的大小与 1°C 相同。
- 摄氏度对应摄氏温标:规定标准大气压下冰水混合物的温度为 0°C,水的沸点为 100°C,两者间的 100 等分为 1°C 的大小。
- 华氏度对应华氏温标:规定氯化铵和冰水的混合物温度为 0°F,人体温度为 100°F,两者间的 100 等分为 1°F 的大小。
热量(Q)[ | ]
现实中,热量与能量相同,用“焦耳”(J)量度。但在游戏中,热量的基本单位是“复制热”(DTU,全称为“Duplicant Thermal Unit”,复制人热量单位[6])。同时也常用“千复制热”(kDTU)来表示更大的数值。
游戏中有一些地方(如沙盒或调试模式下的统计工具)会混用复制热与焦耳[7],因此一般认为两者数值相当,即 1 复制热 = 1 焦耳[8],但由于游戏中未实现统一的能量转化机制,这一换算关系并没有实际用途。
比热容(Csp)[ | ]
比热容是指单位质量的某种物质上升单位温度所需的热量,它用于衡量特定物质对热的存储能力和敏感程度。比热容越大,同质量物体升温所需要吸收的热量越多。比热容 = 热量/(质量·温度变化)。
SI 中比热容的导出单位是“焦耳每千克开尔文”(J/(kg·K)),游戏中则是“复制热 每克每摄氏度”(复制热/克/°C,也可写作 复制热/(g·°C))。比如:水的比热容为 4.179 复制热/克/°C,这意味着 1 克水升高 1°C 需要吸收 4.179 复制热。
热容(C)[ | ]
热容指特定物体上升单位温度所需的热量,用于衡量某个物体对热的存储能力和敏感程度。热容越大,该物体的储热能力越强,温度变化越不明显。热容 = 热量/温度变化。对同种物质构成的物体而言,热容 = 比热容*质量。
SI 中热容的导出单位是“焦耳每开尔文”(J/K),游戏中则是“复制热每摄氏度”(复制热/°C)。同时游戏中的建筑都具有质量系数属性,代表其在进行热量交换时等效质量与理论质量的比值。许多建筑(如液温调节器)的质量系数为 0.2,意味着其在进行热量交换时,等效热容将为理论值的 20%。
热导率[ | ]
现实中,热导率是指单位截面积的物质在单位温度梯度下单位时间内传递的热量,代表了物体传导热量的能力。同理,在游戏中,低热导率物质是良好的隔热体,而高热导率物质是热的良导体。
SI 中热导率的导出单位是“焦耳每秒每立方米每开尔文”(J/(s·m3·K))。游戏中则是“复制热每秒每立方米每摄氏度”(复制热/s/m3/°C)。由于游戏中并没有实现对长度的完全仿真模拟,因此也常用“复制热每格每秒每摄氏度”(复制热/(Tile·s·°C))。比如:深渊晶石作为一种良隔热体,其热导率只有 0.00001。这样,在 1°C 的温差下,1 格深渊晶石在 1 秒内只会传导 0.00001 复制热。此外游戏中还会通过添加相乘系数,调整不同情况下的热量传递速率。
食物能量[ | ]
现实中,食物中所含的化学能是能量的一种,用“焦耳”(J)量度,但人们更常用的单位是“卡路里”(cal)和“千卡路里”(简称千卡,也称大卡,kcal)。1 卡路里约等于 4.1859 焦耳。
游戏中,食物能量用“千卡路里”(简称千卡,kcal)衡量,与现实中的常用单位相同。通常每个复制人每天需要食用 1000 千卡的食物。
由此还可以衍生出另一个物理量:食物能量密度。后者表示单位质量的食物所含的能量,代表了食物储存能量的能力。它的单位是“千卡/千克”(kcal/千克)。
能量(E)[ | ]
能量衡量物体的做功能力或所做的功。能量 = 功率 × 时间。
游戏中,能量的导出单位与 SI 相同,为“焦耳”(简称焦,J)。它等价于“瓦·秒”(W·s)。同时也常用“千焦”(kJ)来表示更大的数值。
功率(P)[ | ]
游戏中,功率的单位与 SI 相同,为“瓦”(W)。
实际上游戏中只有电力系统使用到了这一单位,因为在游戏中,热量经常被视为另一种物理量。
光照强度[ | ]
在现实中,勒克斯是 SI 中的导出单位,由“流明”(lm)导出,后者则由基本单位坎德拉(cd)导出。
而在游戏中,光照强度的单位是“勒克斯”(lux)。如果一个方格同时受多个光源影响,那么它的光照强度是各个光源在该格的光照强度之和,这与现实中一般的非相干光的行为相同。
辐射吸收剂量[ | ]
辐射吸收剂量是单位质量受照物质所吸收的平均电离辐射能量。现实中,辐射吸收剂量的 SI 单位是“戈瑞”(Gy),1 戈瑞 = 1 焦耳/千克。游戏中则选用了另一个在美国常用的单位:“拉德”(rad),1 拉德 = 0.01 戈瑞。
比如:当复制人吸收的辐射剂量达到 100 拉德时,他们会患上轻微的辐射病。[9]
由此在游戏中还衍生出辐射强度这个物理量,反映一个地方的辐射有多强,进而反映暴露在该环境下的危险程度。辐射强度 = 辐射剂量/时间,相应的计量单位是“拉德/周期”。游戏中的辐射源有很多:比如太空中的背景辐射(临近行星为 218 拉德/周期),一些物质(主要是铀类物质)、物体表面的放射性污染物,与工作中的研究性反应堆(依距离远近辐射强度由数百至过万拉德/周期不等)等等。
注释[ | ]
- ↑ 比如,游戏中可以轻易建造出凭空产生或删除热量的建筑。
- ↑ 比如,从前热量与能量被视为两种不同的物理量,具有不同的单位——比如“卡路里”和“尔格”。但是由于焦耳发现了热功当量,后来的国际单位制将它们统一成了能量单位“焦耳”。
- ↑ 尽管两者在数值上等同,并且官方有时也会混用它们。见热量章节
- ↑ 自然方格的质量不会显示为吨,而仍显示为千克
- ↑ 在现实中,覆杯实验、虹吸、高原沸点变化等现象可以清晰直观地感觉到气压的存在(以及它所造成的影响)。
- ↑ 这一名称来源于英制热量单位(British Thermal Unit, BTU)。
- ↑ 游戏中用作电能单位,见能量章节
- ↑ 虽然一则没有实装的背景文本称,复制热与焦耳的换算关系为 1 复制热 = 1055.06 焦耳,恰与现实中的 1 BTU 相当。
- ↑ 这与现实中人类开始产生症状所对应的剂量相当。