rustingcrab

Cleuton Sampaio

VEJA NO GITHUB

Link para esse projeto

O Jogo da Vida de Conway: Uma Simulação de Vida Artificial em Rust

Criado pelo matemático britânico John Horton Conway em 1970, o Jogo da Vida é um autômato celular que simula a evolução de uma população de “organismos” em uma grade bidimensional, seguindo regras simples. Apesar do nome, não é um jogo tradicional: não há jogadores, e o sistema evolui autonomamente a partir de uma configuração inicial, revelando padrões complexos e surpreendentes.

Regras Básicas

Cada célula na grade pode estar viva ou morta, e seu estado futuro é determinado pelo número de vizinhos vivos:

1. Solidão: Uma célula viva com menos de 2 vizinhos morre (subpopulação).
2. Superlotação: Uma célula viva com mais de 3 vizinhos morre (superpopulação).
3. Sobrevivência: Uma célula viva com 2 ou 3 vizinhos permanece viva.
4. Nascimento: Uma célula morta com exatamente 3 vizinhos torna-se viva.

Os “vizinhos” são as 8 células adjacentes (horizontal, vertical e diagonal).

Comportamentos Emergentes*

A simulação gera padrões dinâmicos a partir dessas regras simples:

• Formas Estáveis:
  • Blocos: Grupos de células que não mudam (exemplo: quadrado 2x2).
  • Blinkers: Padrões que oscilam entre duas formas (exemplo: linha de 3 células que gira 90°).
• Formas Móveis:
  • Gliders: Estruturas que se deslocam diagonalmente pela grade.
  • Naves Espaciais: Padrões maiores que se movem em linha reta.
• Formas Complexas:
  • Geradores: Estruturas que produzem gliders indefinidamente.
  • Jardins do Éden: Configurações que só existem na primeira geração.

Importância Científica

O Jogo da Vida é um marco na teoria da computação e na biologia teórica:

• Universalidade Computacional: É capaz de simular uma Máquina de Turing, demonstrando que sistemas simples podem realizar cálculos complexos.
• Estudo da Emergência: Ilustra como comportamentos complexos surgem de regras básicas, analogamente a fenômenos naturais.
• Modelagem de Sistemas: Usado para simular dinâmicas populacionais, propagação de epidemias e até comportamento de partículas físicas.

Aplicações Práticas

• Arte Generativa: Criação de padrões visuais dinâmicos.
• Educação: Ensino de conceitos como autoorganização e sistemas complexos.
• Otimização: Inspira algoritmos para resolver problemas de logística ou redes.

Curiosidades

• Vida Artificial: Alguns padrões são “imortais”, como o R-pentomino, que gera caos por milhares de gerações.
• Cultura Pop: Aparece em filmes, jogos e até na música (como na capa do álbum OK Computer do Radiohead).

Em resumo, o Jogo da Vida é uma janela fascinante para a complexidade emergente, mostrando como a vida (mesmo artificial) pode surgir de regras mínimas e determinísticas.

Sobre a implementação:

O código fonte é ESTE

Configuração Básica

• Grade: Matriz de 40x30 células (colunas x linhas).
• Tamanho das Células: Cada célula é um quadrado de 20x20 pixels.
• Atualizações: O estado do jogo é recalculado a cada 0.15 segundos.

Inicialização

1. Células Aleatórias:
   • 25% das células começam vivas (em verde), geradas aleatoriamente.
2. Glider Central:
   • Um padrão móvel (glider) é adicionado no centro da grade para garantir movimento inicial.
   • Formato:

     ███
       █
      █
     

Lógica do Jogo

1. Vizinhança:
   • Cada célula verifica suas 8 células adjacentes (incluindo diagonais).
   • Fronteiras são fixas: células na borda não “enxergam” o lado oposto.
2. Regras de Atualização:
   • Sobrevivência: Células com 2 ou 3 vizinhos permanecem vivas.
   • Morte: Células com menos de 2 ou mais de 3 vizinhos morrem.
   • Nascimento: Células mortas com exatamente 3 vizinhos tornam-se vivas.

Renderização

1. Centralização:
   • A grade é centralizada na janela, independente do tamanho da tela.
   • Cálculo dinâmico de posição usando as dimensões da janela.
2. Visual das Células:
   • Células vivas: Quadrados verdes com 1px de espaçamento entre eles.
   • Fundo: Preto.

Controle de Tempo

• Atualizações por Segundo:
  • O jogo atualiza o estado a cada 0.15 segundos, independente do FPS.
  • Usa um acumulador de tempo para garantir ritmo constante.

Tecnologias Utilizadas

• ggez: Framework para criação da janela, renderização e controle de eventos.
• rand: Geração de números aleatórios para a configuração inicial.

Fluxo de Execução

1. Inicialização:
   • Cria janela 800x600 pixels.
   • Preenche a grade com células aleatórias e o glider central.
2. Loop Principal:
   • Atualização: Recalcula o estado das células no intervalo configurado.
   • Desenho: Renderiza todas as células vivas na posição correta.

Padrões Esperados

• Glider: Move-se diagonalmente a cada 4 gerações.
• Evolução Caótica: Interações entre células aleatórias criam padrões imprevisíveis.
• Formas Estáveis: Alguns grupos podem se estabilizar ou oscilar.

Esta implementação combina simplicidade e eficiência, demonstrando como regras mínimas podem gerar comportamentos complexos, fiel ao espírito original do Jogo da Vida de Conway.