能否使用双精度（或长整数）在3d空间中准确表示太阳系？

我想知道如何在3D游戏中最好地管理坐标，该游戏的目的是真实地模拟整个太阳系，但能够处理“飞船”中的最小移动（即：也许我们可以认为1厘米是最小的）框架的可接受运动）。是否支持64位双精度（或64位long），还是遇到溢出问题？如果没有，那么应该使用多头还是双头，或者如果是，那么，您认为哪种方法最适合在3D游戏中模拟太阳系中的位置？（即：仅根据要运输的距离一次将系统中的一部分保留在显示器中，或以某种方式在不同的坐标空间中表示该系统等）

关于整数，已经有了一个很好的答案，但我觉得不应消除浮点数。在他的回答中，Byte56选择了去做冥王星最大轨道的选项，可能是从这张excel表中选出的，所以我会坚持下去。

这使太阳系的边界位于：

7,376,000,000公里= 7.376x10 ^ 9厘米= 7.376x10 ^ 14厘米≈7.4x10 ^ 14厘米

在双精度浮点数优惠15个显著小数最大精度。因此，您很幸运：如果您的原点位于太阳的中心，并且在冥王星周围使用一个位置，则可以表示所有厘米，例如在C ++中：

printf("%.0Lf\n", 7.4e14);
printf("%.0Lf\n", 7.4e14 + 1.0);
printf("%.0Lf\n", 7.4e14 + 2.0);

Output:
-------
740000000000000
740000000000001
740000000000002

因此，如果您可以将游戏限制在冥王星的轨道上，那么恭喜您！您已经具有足够的精度，可以使用双精度来表示它。

请注意，这足以在模拟中表示它，但不要期望能够毫不费力地渲染它。您必须将其转换为32位浮点数，或者更改原点，以便在接近的对象上获得足够的精度，并且可能必须依靠一些Z缓冲区和相机平截头体欺骗才能使所有这些内容正确渲染。

现在，如果您希望宇航员访问更大的奥尔特云中的一些彗星，那就结束了。在10 ^ 16厘米左右，您开始失去精度：

printf("%.0Lf\n", 1.0e16);
printf("%.0Lf\n", 1.0e16 + 1.0);
printf("%.0Lf\n", 1.0e16 + 2.0);

Output:
-------
10000000000000000
10000000000000000 <-- oops
10000000000000002

当然，情况还会进一步恶化。

因此，在这种情况下，您可能想尝试一些更高级的解决方案。我建议您看一下Peter Freeze在Game Programming Gems 4中的文章：“ 2.3解决大世界坐标系中的精度问题”。IIRC，他建议一个可能适合您需求的系统，它实际上是多种不同的坐标空间。

那只是一些提示，您可能必须使用自己的一些配方才能运行此程序。已经实施了此类工作的人可能会为您提供更多帮助。例如，为什么不向Kerbal Space Program背后的家伙发送电子邮件呢？

祝您比赛顺利！

假设冥王星位于太阳系的“边缘”（尽管有人说距太阳只有3光年）。冥王星的最大轨道距离太阳约73.76亿公里。那是7.37600×10 ^ 14厘米。将直径翻倍即可得到1,475,200,000,000,000厘米。这完全在64位长的最大大小之内。由于太阳系的高度与其直径相比可以忽略不计，因此我们可以忽略这一点。

所以是的，您可以使用长来表示您在太阳系中的位置。实际上，您可以使用带符号的多头（不带符号的双倍）进行多达9.75光年的仓位。

请注意，查找距离并非如此。您可以找到的最大距离是您可以到达的最大距离的平方根。这可以通过使用详细程度系统来查找距离来克服。您可以做一些简单的检查来猜测距离有多远（比较它们的x值和y值），然后对大距离使用1,000,000公里的增量，对小距离使用厘米的增量。

当然有一个问题，您真的要吗？99.999％的太阳系完全没有兴趣的空白空间。如果您准确地表示了太阳系，那么我希望您不能准确地表示物理。绕过太阳系需要很长时间。大多数人保持兴趣的时间太长了。

为何还要具有如此高的精度，除非您还要以该精度对太阳系中的物体建模？那就是您遇到麻烦的地方。太阳的体积为1.40900×10 ^ 18立方公里。在立方厘米尺度上，使用单个位表示“已占用”该空间将占用1.4×10 ^ 33位或1.6×10 ^ 23 GB。我认为您没有那么多RAM。

您可以使用BigInteger，无论您的编程语言如何称呼它。这是一个无限制的整数；它可以很好地扩展-通常使用log(n)存储大小为整数的整数n。

Java和C＃拥有它；我敢肯定其他语言也可以。如果没有，您可以对其进行反编译并重新实现，而不会遇到太多麻烦。