一款有真实月相和日月食的游戏——连从月球上看都有

Openworld 是建在整颗圆形星球上的体素沙盒游戏——一直往前走，你会回到出发的地方——还有一个你可以飞过去的月球。支持 Mac（原生 Apple Silicon）、Windows 和 Linux。这篇指南讲的就是那片天空：月亮为什么会变形，为什么真实的地球上日月食很少见、游戏里却很频繁，以及站在月球上看日月食是什么样。

月相在真实轨道上是怎么形成的？

月亮本身并没有相位。它是一颗球，而太阳总是恰好照亮它的一半。变化的，是你观察这一半的角度。当月亮位于你和太阳之间时，被照亮的那一半背向你：新月。当它位于地球的另一侧时，你正对着它被照亮的一半：满月。介于两者之间时，你会同时看到一部分白昼面和一部分夜晚面：娥眉月、弦月、凸月。被照亮的比例就是 (1 + cos α) / 2，其中 α 是太阳—月亮—地球之间的夹角。

Openworld 正是这样做的。游戏根据太阳、地球和月亮的轨道（开普勒方程，使用真实的偏心率）计算它们在每一刻的位置，并把月亮画成一颗真正的球体，逐像素地按太阳的方向打光。哪里都没有画好的月相：那弯月牙就是一颗球的阴影。而且因为这是几何，同样的计算反过来也成立：站在月球上，你会看到地球的相位——当地球的天空中是新月时，地球就是满地球，依此类推。

• 25 分钟地球上的一天
• 29.5天：从一个新月到下一个新月
• ≈ 12 小时 20 分每个朔望月的现实时间
• 365一年的天数（约 6 个真实日）

这怎么放进一个游戏里？整个太阳系都按比例缩放：距离除以 6.371（地球半径为 1,000 km），时间除以 57.6（一天持续 25 分钟）。两者一起缩小，所以天空的几何关系依然真实：天体之间的夹角、它们的相位，以及一个月的 29.5 天，都是真实的。

为什么不是每个月都有日月食？

每逢新月，月球会从地球和太阳之间经过。每逢满月，它会从地球背后经过。那为什么真实的地球上不是每个月出现两次日月食呢？因为月球的轨道相对于地球绕太阳的轨道（黄道）倾斜了约 5.1°。大多数月份里，月球会从太阳和地球连线的略上方或略下方滑过，影子就错开了。

这两条轨道在两个叫作交点的位置相交。只有当新月或满月落在交点附近时，才会发生日月食——这每年有两个食季，相隔约 173 天。这就是为什么真实的地球上每年只有 4 到 7 次日月食，而不是 24 次。

日食与月食：你在游戏里看到什么

日食发生在新月：月球为站在它影子里的人挡住了太阳。月食发生在满月：月球进入地球的影子，夜晚那一侧的所有人都能看到。每一道影子都有两个部分。在本影里，太阳被完全遮住。在它周围的半影里，太阳圆面只被遮住一部分。

日食期间

游戏会在你所站的位置测量太阳圆盘被遮住了多少，用的是天文馆会用的那种透镜形重叠面积。这样就得出偏食、全食或环食（当月亮离得稍远、盖不住整个太阳时——和在地球上一样，这取决于月亮在椭圆轨道上的距离）。偏食阶段两侧各持续约两分钟；全食本身只持续几秒，因为游戏里的时间比我们快 57.6 倍。

光线也随之变化。世界的日光等于太阳的高度乘以它圆面可见的部分，所以全食期间，地形、天空和生物都会暗下来；黑色的月球周围会出现一圈光冕，也就是日冕。生物的“大脑”读取的是同一份日光：低于满光照的四分之一时，怪物生成机制就把它算作夜晚，于是夜行生物可能在大白天冒出来，而怕阳光的那些则能喘口气。日食期间的太阳能板发电也会变少：它们的输出遵循同样的光线。

月食期间——以及真实的月球为什么会变红

在夜晚那一侧，满月进入地球的影子，先从一个边缘开始变暗，然后整个暗下来。现实中，它不会变黑：它会变成铜红色。地球的大气层把一点阳光折射进本影，而空气在这一路上把蓝光散射掉了（日落是红色的，原因相同）。一轮全食的月亮，是被地球上所有的日出和日落同时照亮的。

从月球上看，日食是什么样？

最美的部分来了：在地球上看到的月食，就是从月球上看到的日食。那一刻站在月球上，你会看到地球从太阳前面经过。从那里看，地球的视宽约 1.9°，是太阳的 3.7 倍，所以它轻而易举就能把太阳盖住，而且持续的时间远比月球从地球上盖住太阳要长。随着太阳消失，黑色的地球周围亮起一圈细细的光环：那是它的大气层，被所有的日出和日落照得发亮。这一圈光环，就是从下方看过去把月亮染红的光。

在 Openworld 里，它遵循同样的规则，因为日月食的计算会查看你和太阳之间的每一个天体：在月球上，那个天体就是地球。太阳圆面被盖住，漆黑的月球天空变得更暗，灰色地面上的光线骤减。反过来，当地球上发生日食时，从月球上抬头看：地球是满的，月球的影子正从它上面滑过。想亲自站在那里，看看怎样去月球上站一站，那里重力很低，地球悬在黑色的天空里；而要去到那里，请造一枚你自己的火箭。

从月球上看，地球几乎不在天空中移动：月球永远以同一面朝向它。昼夜更替，地球经历着各种相位，但它始终悬在地平线上方的同一个位置。

每个天体上的日月食（那火星呢？）

游戏里没有一份“待玩日月食”的清单。它的太阳系是一份天体列表——目前是太阳、地球和月球——每一个都在自己的轨道上，而对任何一个世界上的任何一点，它都会问：有哪些天体站在我和太阳之间，它们遮住了多少？影子也会画在天空中的那些天体上：在地球上，你看着日食一口口吃掉月亮；在月球上，你看到一个黑斑从地球上滑过。火星还没有进入游戏；等另一个世界到来时，它的日月食会一并到来，不需要任何新的日食代码。

游戏世界里下一次日月食是什么时候？

游戏里没有日月食日历：天空就是日历。每个朔望月都有一次各类日月食，所以看看月亮就行：

• 一弯细细的月牙，然后月亮完全消失：新月快到了——一次日食将掠过白天半球的一部分。全食只在一条狭窄的路径上才看得到；其他地方是偏食。
• 月亮一晚比一晚圆：大约两周后，满月会带来一次月食，整个夜晚半球都能看到。
• 一个周期是 29.5 个游戏日，大约 12 小时的游玩时间。用望远镜（×4）观察，或者把天文望远镜架在三脚架上（×16），看清阴影的细节。
• 日冕出现时千万别移开视线：它只在全食那几秒钟里才会显现。

它周围的昼夜与天气

日月食发生在真实的昼夜之上。地球 25 分钟自转一圈，太阳从东方升起，自转轴像我们的一样倾斜 23.44°，所以在两极附近，不需要任何特殊代码，就会有极昼和极夜。黎明和黄昏把天空染上朝向太阳的颜色，夜晚满是星星。当地球上所有玩家都躺在床上时，夜晚就会过去。在月球上，一天长达整整一个朔望月：两周白昼，两周黑夜。

在地球上，云、雨、雪和风暴以几公里宽的锋面飘过大地——也可能把你的日食遮住。月球没有空气，所以没有天气：漆黑的天空，永远晴朗。

游戏模拟了什么，简化了什么

Openworld 首先是一款游戏：有些选择只是为了让你真的能看到这些现象。但你在它的天空里看到的一切，都来自太空中真实球体的位置，所以月牙、影子或日月食，总会出现在物理规律说它该出现的地方。如果你喜欢这些，天空与太空指南的其余部分会带你走得更远——火箭、月球、飞行。