四维多胞体查看器

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拖动旋转
关于4D查看器 ↓

关于4D查看器

4D查看器在浏览器中显示四维多胞体。从顶部的菜单中选择一个图形并旋转它:在普通三维空间中旋转,只会转动你看到的画面;而穿过第四维W旋转时,图形的其他部分会转到你面前,画面本身也随之改变。

不只是边,更能看到胞

多面体由多边形(面)围成;四维多胞体则由多面体(胞)围成,例如正八胞体(也称超立方体)由8个立方体围成。本查看器把这些胞画成实体,而不是一团交错的线条,因此你可以看清一个图形由哪些多面体组成,以及它们如何拼合在一起。

“胞缩放”把每个胞朝各自的中心缩小,在胞与胞之间留出空隙,即使最复杂的图形也能看到内部。在“胞组”中,每种胞都可以设置自己的颜色或隐藏;“剔除”可以只显示在四维中朝向你的胞,或只显示背向你的胞。

把四维多胞体展开为3D展开图

立方体可以展开成平铺在桌面上的6个正方形。同样,四维多胞体也可以展开成一个个胞,它们面与面相连,排列在普通的三维空间中。这就是它的展开图,查看器中的每个图形都有一个。

拖动“折叠”滑块,展开图就会折叠进四维空间,再重新展开。观察折叠的过程,可以看出哪些胞彼此相邻,以及一个放不进我们空间的图形,如何由放得进的部件拼成。

穿过第四维旋转

旋转是在一个平面内转动物体。普通空间有X-Y、X-Z、Y-Z三个这样的平面;四维空间还多出三个:W-X、W-Y、W-Z。它们涉及第四个方向W,在我们周围的世界中没有对应。“4D旋转”和“3D旋转”下的滑块可以让每个平面以各自的速度持续旋转。

使用鼠标时,按住左键拖动可在三维中旋转,按住右键拖动可沿W方向旋转,滚轮用于缩放。在触摸屏上,单指拖动即可旋转,“拖动旋转”开关用于在3D和W之间切换;双指捏合可缩放,上下拖动可折叠或展开展开图,左右拖动可改变胞的缩放。

从四维到三维

为了在屏幕上绘制,四维图形要先投影到三维,就像相机把三维场景投影成一张平面照片。“投影”下的“角度”决定这一投影的透视程度:为零时是平行投影;角度越大,图形在四维中离你较近的部分画得越大,较远的部分画得越小。

在VR和AR中走进图形

在浏览器支持WebXR的头显上,点击“进入VR”,图形就会以你选择的大小出现在你周围的空间里,你可以绕着它走,从各个方向往里看。“进入AR(透视)”则把图形叠加在头显拍到的真实房间画面上。无需安装任何东西,一切都在浏览器中运行。

1700多个图形

查看器收录了柱体以外的47个凸均匀多胞体(包括6个正多胞体);它们的对偶,即47个卡塔兰多胞体;由你任选两个多边形构成的柱体柱;以及Jonathan Bowers目录中的1600多个多胞体(大多数为非凸),按他的分类排列。

每个凸均匀多胞体的顶点、边、面、胞的数量可在“4D图形参考”中查看,每个图形也都可以从那里直接在本查看器中打开。

浏览4D图形参考

从这些图形开始

亲手搭建

在我们的Steam游戏 4D Builder 中,你可以亲手搭建这些图形:把胞连接成展开图,穿过第四维把它们折叠起来,并解开关于它们如何拼合的谜题。

了解 4D Builder