⏳ Sandbox — Zellulärer Automat

Das Scannen der Spalten von links nach rechts würde die Bewegung zu einer Seite hin verzerren, sodass Sand und Wasser in eine bevorzugte Richtung driften würden. Das Mischen der Spaltenreihenfolge bei jedem Schritt gleicht dies aus und erzeugt symmetrischere, natürlicher aussehende Haufen und Strömungen.

Eine Sandzelle versucht zunächst, direkt nach unten in eine leere Zelle zu fallen oder darunterliegendes Wasser zu verdrängen. Ist dies blockiert, versucht sie, diagonal in eine leere Zelle unten links oder unten rechts zu rutschen. Dieses diagonale Rutschen ist es, was den charakteristischen geneigten Haufen statt eines vertikalen Stapels erzeugt.

Lava, die auf Wasser fällt, verwandelt das Wasser in Stein und hinterlässt Dampf. Lava und Feuer können benachbarte Pflanzenzellen entzünden, die dann als Feuer brennen. Feuer breitet sich auf angrenzende Pflanzen aus, brennt zu Gas aus, und Gas löst sich langsam auf. Pflanzen können sich zudem langsam ausbreiten, wo sie Wasser berühren.

Nur locker. Wasser fällt, wenn darunter leerer Raum ist, andernfalls versucht es, sich seitlich bis zu drei Zellen weit auszubreiten. Das erzeugt überzeugende Ansammlungen und Ausgleichsprozesse, ignoriert aber Druck, Viskosität und Inkompressibilität, sodass es sich um eine qualitative Näherung und keinen Navier-Stokes-Fluidlöser handelt.

Sie erfasst das qualitative Wesen von granularer und flüssiger Bewegung: Schwerkraft, Aufhäufung, Fließen und einfache Phasenreaktionen. Sie ist nicht quantitativ akkurat, da sich Zellen höchstens einen Schritt pro Bild auf einem groben Gitter mithilfe probabilistischer Regeln bewegen, ohne reale Kräfte, Impuls oder Einheiten.

Die Geschwindigkeit legt fest, wie viele Physikschritte für jedes vom Browser gezeichnete Bild berechnet werden. Bei einem Wert von 1 schreitet die Simulation einen Schritt pro Bild voran; bei 8 schreitet sie acht Schritte voran, sodass Materialien viel schneller sich absetzen und reagieren, auf Kosten von mehr Berechnung pro Bild.

Leere Zellen haben nichts zu bewegen, und Stein wird als statischer Festkörper behandelt, der nicht fällt oder reagiert. Das Überspringen beider hält die Schleife pro Bild schnell, sodass die Simulation Tausende aktiver Zellen flüssig ausführen kann, während dennoch jedes potenziell bewegliche Teilchen geprüft wird.

Beides sind zelluläre Automaten, deren globales Verhalten aus einfachen Regeln entsteht, die auf jede Zelle basierend auf ihren Nachbarn angewendet werden. Das 1970 entwickelte Spiel des Lebens machte die Idee populär, dass triviale lokale Regeln reiche Muster erzeugen können; Falling-Sand-Spielzeuge wenden dasselbe Prinzip auf granulare und flüssige Materialien an.