四維多胞體檢視器

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拖曳旋轉
關於4D檢視器 ↓

關於4D檢視器

4D檢視器在瀏覽器中顯示四維多胞體。從頂部的選單中選擇一個圖形並旋轉它:在普通三維空間中旋轉,只會轉動你看到的畫面;而穿過第四維W旋轉時,圖形的其他部分會轉到你面前,畫面本身也隨之改變。

不只是邊,更能看到胞

多面體由多邊形(面)圍成;四維多胞體則由多面體(胞)圍成,例如正八胞體(也稱超立方體)由8個立方體圍成。本檢視器把這些胞畫成實體,而不是一團交錯的線條,因此你可以看清一個圖形由哪些多面體組成,以及它們如何拼合在一起。

「胞縮放」把每個胞朝各自的中心縮小,在胞與胞之間留出空隙,即使最複雜的圖形也能看到內部。在「胞組」中,每種胞都可以設定自己的顏色或隱藏;「剔除」可以只顯示在四維中朝向你的胞,或只顯示背向你的胞。

把四維多胞體展開為3D展開圖

立方體可以展開成平鋪在桌面上的6個正方形。同樣,四維多胞體也可以展開成一個個胞,它們面與面相連,排列在普通的三維空間中。這就是它的展開圖,檢視器中的每個圖形都有一個。

拖曳「摺疊」滑桿,展開圖就會摺疊進四維空間,再重新展開。觀察摺疊的過程,可以看出哪些胞彼此相鄰,以及一個放不進我們空間的圖形,如何由放得進的部件拼成。

穿過第四維旋轉

旋轉是在一個平面內轉動物體。普通空間有X-Y、X-Z、Y-Z三個這樣的平面;四維空間還多出三個:W-X、W-Y、W-Z。它們涉及第四個方向W,在我們周圍的世界中沒有對應。「4D旋轉」和「3D旋轉」下的滑桿可以讓每個平面以各自的速度持續旋轉。

使用滑鼠時,按住左鍵拖曳可在三維中旋轉,按住右鍵拖曳可沿W方向旋轉,滾輪用於縮放。在觸控螢幕上,單指拖曳即可旋轉,「拖曳旋轉」開關用於在3D和W之間切換;雙指捏合可縮放,上下拖曳可摺疊或展開展開圖,左右拖曳可改變胞的縮放。

從四維到三維

為了在螢幕上繪製,四維圖形要先投影到三維,就像相機把三維場景投影成一張平面照片。「投影」下的「角度」決定這一投影的透視程度:為零時是平行投影;角度越大,圖形在四維中離你較近的部分畫得越大,較遠的部分畫得越小。

在VR和AR中走進圖形

在瀏覽器支援WebXR的頭戴裝置上,點選「進入VR」,圖形就會以你選擇的大小出現在你周圍的空間裡,你可以繞著它走,從各個方向往裡看。「進入AR(透視)」則把圖形疊加在頭戴裝置拍到的真實房間畫面上。無需安裝任何東西,一切都在瀏覽器中執行。

1700多個圖形

檢視器收錄了柱體以外的47個凸均勻多胞體(包括6個正多胞體);它們的對偶,即47個卡塔蘭多胞體;由你任選兩個多邊形構成的柱體柱;以及Jonathan Bowers目錄中的1600多個多胞體(大多數為非凸),按他的分類排列。

每個凸均勻多胞體的頂點、邊、面、胞的數量可在「4D圖形參考」中查看,每個圖形也都可以從那裡直接在本檢視器中開啟。

瀏覽4D圖形參考

從這些圖形開始

親手搭建

在我們的Steam遊戲 4D Builder 中,你可以親手搭建這些圖形:把胞連接成展開圖,穿過第四維把它們摺疊起來,並解開關於它們如何拼合的謎題。

了解 4D Builder