把光速降到每小时 5 公里，正好是一次快走的速度，这个世界会变成什么样？Dmitry Brant 写了一个叫 Relativity Park 的浏览器模拟器来回答这个问题：不需要下载，打开网页就是一个第一人称的公园，你走得比光还快。这个项目在 Hacker News 上拿到 300 多分，源码约 2400 行 JavaScript，零依赖，全部公开在 GitHub 上。
先说物理：快走就能超过光的世界
模拟器把光速设成 5 km/h，换算是 1.389 米每秒。在这个世界里，相对论效应不再是实验室里的修正项，而是走路就能撞上的日常。
Gamma 因子的定义是 1 除以根号下（1 减去 v²/c²）。当 c 等于 5 km/h，gamma 达到 2 只需要 4.33 km/h——比快走稍快一点。继续加速到 4.95 km/h，beta 达到 0.99，gamma 跳到 7.09：你手表上走 1 秒，世界时钟走 7 秒。模拟器把速度上限钉在 0.99999c，再往上就是纯数值 curiosity，画面已经没有任何可辨认的东西。
正前方的多普勒因子 D 等于根号下((1+β)/(1-β))。公园里的旋转木马、摩天轮、穿梭车都以 0.75c 运行，对着一辆迎面而来的 0.75c 物体，D 是 √7 ≈ 2.65。一颗反射 550 纳米绿光的表面迎面而来时，波长被压到 208 纳米，掉进深紫外，人眼根本看不见；退行时波长拉到 1455 纳米，进了近红外。这就是模拟器里"迎面的东西消失、身后的东西变暗红"的直接原因。
亮度变化更剧烈。相对论聚束（relativistic beaming）让辐射强度按 D 的四次方缩放，0.75c 迎面方向的亮度是静止时的 49 倍。模拟器的默认聚束指数就是 4.0，写在 app.js 的 beamExp 里。
渲染管线：洛伦兹变换搬进顶点着色器
这个模拟器在实现上最有分量的决定，是把整个相对论成像问题塞进了 WebGL2 的顶点着色器，每帧对每个顶点做一遍物理推演。
着色器注释里写明了三步流程。第一步，沿过去光锥回溯，找出"此刻到达我眼睛的这束光是什么时候离开物体的"——静止景物就是距离除以 c，运动物体则要解一个非线性方程。第二步，把从发光事件指向眼睛的零四向量（类光向量，长度恒为零）做洛伦兹 boost，变换到观察者的瞬时静止系。第三步最漂亮：boost 本身会对这个零向量做缩放，缩放比例就是多普勒因子，不需要任何额外公式。像差、洛伦兹收缩、Terrell 旋转全部从同一步变换里自然涌现，注释里特别指出 Terrell 旋转"其实不是旋转，是光延迟作用在收缩物体上的结果，在这里是免费的"。
运动物体的光行时求解用的是二分法兜底、牛顿法加速的混合方案，24 次迭代封顶。代码注释里留了一个真实的调试故事：早期版本在牛顿步收敛时用严格边界检查，把已经收敛的解扔掉，对一个远端从未移动过的区间继续二分，结果"解偏了好几秒，把网格撕成了尖刺"（tore the mesh into spikes）。修复方法是记录实际评估过的最优点、边界改成闭区间。这是数值方程组里典型的"边界条件与收敛判据打架"问题，写在 3D 渲染的语境里格外具体。
颜色不是调出来的：CIE 色匹配函数的实时积分
多普勒移色怎么做？绝大多数演示会拿 HSV 色轮转一转糊弄过去。这个项目没有：它把表面颜色当成真实光谱处理。
color.js 里的模型是：每个 sRGB 原色建模为高斯反射瓣（红 612nm、绿 549nm、蓝 464nm，带 0.22 的中性底），被一颗 5800K 的太阳照亮，然后对着 CIE 1931 标准观察者的三条色匹配函数做积分——配色函数用的是 Wyman、Sloan 和 Shirley 2013 年发表在 JCGT 的多瓣解析拟合。红移到最后变黑，注释说这是"诚实的"：聚束因子在缩小，无线电波段没有可见的东西；蓝移到最后变白，这是一个选择，代码用可见波段外的能量占比把矩阵向白色混合，模拟"整个光谱涌进可见区"的过载感。
整套光谱链路在一个多普勒因子下坍缩成一个 3×3 矩阵，因为从光谱搬移、色匹配到 XYZ→sRGB 的全部变换对三个原色权重都是线性的。模拟器按 log D 把这个矩阵预计算成 512 行的查找表传给 GPU，D 的覆盖范围是 0.02 到 50。运行时每个像素做一次矩阵乘法加一次双线性插值，开销可以忽略。
两个写在注释里的工程事故
除了牛顿法那个，源码里还有第二个值得单独讲的事故：深度缓冲。
相对论场景的可见深度跨度极大——从手边几米到地平线外几公里。着色器用了对数深度缓冲，但注释解释了一个反直觉的细节：log2 是强弯曲函数，在三角形四个角之间插值它只在"浅三角形"时成立。高速物体的延迟图像在近距离时，同一个三角形的顶点可以横跨好几米的深度差，插值误差达到 NDC 空间的 7×10⁻³——大约是 24 位深度缓冲分辨率的十万倍——前后表面排序错乱，"远侧的楔形穿透了近处的侧翼"。修复是把深度解析从顶点挪到片元：视线空间里的 w 是线性的，透视校正插值能在每个片元上精确恢复它。
另一个是地面网格。地面是一个指数分级极坐标圆盘（半径 1.2 到 4000 米，最高 920 环 × 700 扇区），因为像差会把视野后方的放大率拉到 gamma(1+β) 倍——β=0.99 时是 14 倍——后方直线边缘弯得最凶，网格必须足够密。模拟器预构建了 5 个细节等级缓存起来，按 gamma 越过 1.6/3.0 自动升级、回落带滞回区间（1.45/2.7）防止抖动；注释解释 65 万顶点的圆盘重建要几百毫秒，"卡顿总发生在你正在加速的时候"，所以只换不建。STL 雕塑（斯坦福兔子、斯坦福龙）同理：相对论变换逐顶点应用会把直边弯成曲线，"8 个顶点的立方体在 0.9c 时还是一个立方体，这是撒谎"，装载器按最长边 0.22 米、6 万三角形预算做统一四分裂，保证共享边同步细分不出 T 形缝。
还有一行注释值得记：渲染器关掉了背面剔除（disable CULL_FACE），"Terrell 旋转会让你看到本指向别处的面"。这句话对应着相对论成像的底层事实：slow light 世界展示的从来都是光本身的历史：每一帧画面都由不同时刻发出的光子拼成。
对照组：MIT 2012 年的《A Slower Speed of Light》
把光速降到步行速度这个点子不是第一次出现。MIT Game Lab 2012 年出过《A Slower Speed of Light》，玩家扮演一个想"与光合一"的孩子，收集 100 颗球逐级降低光速，直到步行速度。它基于 Unity 引擎和配套开源的 OpenRelativity 工具包，当年的 American Journal of Physics 上还有团队发表的教学论文。
Relativity Park 的差异不在创意而在工程形态：零依赖、纯 WebGL2、浏览器即开即用；物理没有被做成引擎外挂的特效，成像过程直接在着色器层重建；颜色是算出来的光谱积分，不是美术资源。2024 年 TU Wien 的团队用飞秒激光脉冲和门控相机在真实实验里把等效光速压到 2 m/s，首次拍到了 Terrell 效应的照片（发表于 Communications Physics），这恰好验证了"慢光世界"的物理保真度——模拟器里你眼睛看到的东西，和实验室里相机拍到的东西，遵循同一套方程。
公园里的设施都是教学道具：摩天轮轴心横在走廊方向（正面迎向观察者），旋转木马的轨道中心和轴心静止不动，供你对照收缩的车厢与静止的骨架；测量标杆漆成半米一段的条纹，方便"数出"收缩；灯柱按世界时间每秒闪一次，走近时闪烁加快、远离时变慢，多普勒时移直接可感。界面上还留了一个 Galilean 模式，一键关掉像差回到伽利略视角，看看直觉在没有相对论的世界里会怎么出错。
代码在 github.com/dbrant/relativity，MIT 许可。作者 Dmitry Brant 是维基媒体基金会的 Android 首席工程师，也是数据恢复工具 DiskDigger 的作者。模拟器在线地址在 rivendell.dmitrybrant.com/relativity，源码里的注释密度值得单独一提：几乎每一段实现选择旁边都写着为什么不用另一种做法。
参考资料：
- Relativity Park 在线模拟器：rivendell.dmitrybrant.com/relativity
- 源码仓库：github.com/dbrant/relativity
- MIT Game Lab《A Slower Speed of Light》（2012）与 OpenRelativity 工具包
- Hornof et al., "A snapshot of relativistic motion: visualizing the Terrell-Penrose effect", Communications Physics 8, 161 (2025)，实验完成于 2024 年
- Wyman, Sloan & Shirley, "Simple Analytic Approximations to the CIE XYZ Color Matching Functions", JCGT 2(2), 2013