vak | Играем в Lunar Landing

Игру "посадка на Луну" написал в 1969 году семнадцатилетний американский школьник Джим Сторер. Изначально он назвал её Rocket, но позже игра стала известна как Lunar Landing. Написана игра была на языке Focal для компьютера PDP-8. Позже широко разошёлся вариант, переписанный на Бейсик. На БЭСМ-6 эта игра имелась в составе игровой системы Джин. Не так давно

spamsink смог восстановить исходный бэсмовский код (landing.pas).

Игра довольно трудная. Чаще всего вы получаете результат вида:

SORRY,BUT THERE WERE NO SURVIVORS-YOU BLEW IT!
IN FACT YOU BLASTED A NEW LUNAR CRATER   267.13 FT. DEEP

Чтобы результат считался приемлемым, остаточная скорость не должна превышать 22 мили в час: "CONGRATULATIONS ON A POOR LANDING". Пришлось припомнить бэсмовский опыт и потрудиться несколько дней, чтобы снизить скорость меньше 10 mph: "GOOD LANDING-(COULD BE BETTER)". Хитрость в том, что не нужно начинать тормозить прямо сразу, иначе вам не хватит топлива. Надо первые 70 секунд просто свободно падать. Со временем мне удалось достичь 4 mph. Но судя по исходникам, можно сесть ещё более мягко, ниже 1 mph.

Пришлось сварганить серьёзный оптимизатор, методом Монте-Карло подбирающий оптимальные величины расхода топлива на каждом шаге. Вот мой рекорд: 0.17 мили в час остаточной скорости прилунения. Будем запускать версию, переписанную с Фокала на Си. Скачаем с сайта самого Джима Сторера, ныне профессора университета Brandeis в Массачусетсе:

$ wget https://www.cs.brandeis.edu/~storer/LunarLander/LunarLanderTranslations/LunarLanderJohnsonTranslation-c.txt 
$ mv LunarLanderJohnsonTranslation-c.txt rocket.c
$ cc rocket.c -o rocket
$ ./rocket
CONTROL CALLING LUNAR MODULE. MANUAL CONTROL IS NECESSARY
YOU MAY RESET FUEL RATE K EACH 10 SECS TO 0 OR ANY VALUE
BETWEEN 8 & 200 LBS/SEC. YOU'VE 16000 LBS FUEL. ESTIMATED
FREE FALL IMPACT TIME-120 SECS. CAPSULE WEIGHT-32500 LBS


FIRST RADAR CHECK COMING UP


COMMENCE LANDING PROCEDURE
TIME,SECS   ALTITUDE,MILES+FEET   VELOCITY,MPH   FUEL,LBS   FUEL RATE
      0             120      0        3600.00     16000.0      K=:0
     10             109   5016        3636.00     16000.0      K=:0
     20              99   4224        3672.00     16000.0      K=:0
     30              89   2904        3708.00     16000.0      K=:0
     40              79   1056        3744.00     16000.0      K=:0
     50              68   3960        3780.00     16000.0      K=:0
     60              58   1056        3816.00     16000.0      K=:0
     70              47   2904        3852.00     16000.0      K=:200
     80              37   1930        3476.43     14000.0      K=:200
     90              28   1385        3072.94     12000.0      K=:189
    100              20   1515        2664.30     10110.0      K=:189
    110              13   2592        2222.89      8220.0      K=:177
    120               7   4892        1777.47      6450.0      K=:183
    130               3   3573        1274.99      4620.0      K=:198
    140               0   5050         673.10      2640.0      K=:198
    150               0      9           1.49       660.0      K=:10
ON THE MOON AT   157.20 SECS
IMPACT VELOCITY OF     0.17 M.P.H.
FUEL LEFT:   588.05 LBS
PERFECT LANDING !-(LUCKY)

Исходный текст программы на Фокале лежит здесь: LunarLanderListing.jpg

В игру можно играть онлайн на сайте: lunar69.uber.space/lunar.html

Flat | Top-Level Comments Only

From:

juan_gandhi

Как интересно, это снижение расхода на 110-й секунде.

Вот у японцев что-то не вышло последний раз. Плохо тормозили.

From:

dmarck

вроде бы, тормозили-то хорошо, но из-за нерасчётного поведения высотомера решили что "уже фсйо", а там ещё было

(или я их с кем другим спутал? не, вроде про Хакуту именно это и пишут)

From:

vak

Мастерство пилота! 😀
Точнее, хорошая работа алгоритма поиска оптимального решения.

From:

spamsink

Кстати, он - одна из букв S в LZSS, которым пользуются все зипоподобные программы сжатия.

From:

vak

То-то я гляжу, на его страничке в университете куча всякого про сжатие изображений.

From:

spamsink

Как мы знаем, то ли из-за ошибки в формуле, то ли из-за последующего намеренного хака в бэсмовском варианте эта последовательность расходов горючего не работает, получается

ОN ТНЕ МООN АТ 145 SЕСОNDS. 
IМРАСТ VЕLОСIТУ ОF 556 F.Р.S. 
FUЕL LЕFТ 1657 LВS. 
ТНЕRЕ’S NОW А NЕW LUNАR СRАТЕR 105 FЕЕТ DЕЕР. 
.......SРLАТ.  NОТ SО GООD.  INЕХРЕRIЕNСЕ РЕRНАРS.

Попробуй в своей программе подбора поменять в реактивной формуле log(1-x) на -log(1+x) и посмотри, удастся ли тебе найти решение для интервала 10 секунд.

From:

vak

А где там log? Вроде одни квадратные корни.

Мои исходники здесь: https://github.com/sergev/vak-opensource/blob/master/languages/c%2B%2B/lunar-landing/rocket.cpp

From:

spamsink

Да этот полином в apply_thrust

J = V + G * S + Z * (-Q - Q_2 / 2 - Q_3 / 3 - Q_4 / 4 - Q_5 / 5);

это же, в сущности,

J = V + G * S + Z * log(1-Q);

From:

spamsink

Как и ожидалось, замена полинома на log(1-Q) приводит к тривиальным расхождениям, а замена на -log(1+Q) приводит к фиаско: оптимизация ничего лучше 500 с лишним футов в секунду не находит.

Достать бы ~~из могилы~~ этого умника, переводившего программу из Бейсика в Паскаль, из-за которого тысячи людей зазря убили многие тысячи часов, да носом ткнуть.

From:

vak

Я попробовал поменять полином как ты говоришь, но цифры не сходятся.

      0             120      0        3600.00     16000.0      K=:0
     10             109   5016        3636.00     16000.0      K=:0
     20              99   4224        3672.00     16000.0      K=:0
     30              89   2904        3708.00     16000.0      K=:0
     40              79   1056        3744.00     16000.0      K=:0
     50              68   3960        3780.00     16000.0      K=:0
     60              58   1056        3816.00     16000.0      K=:0
     70              47   2904        3852.00     16000.0      K=:200
     80              37   1930        3501.02     14000.0      K=:200
     90              28   1024        3125.45     12000.0      K=:200
    100              20    576        2721.96     10000.0      K=:200
    110              13   1030        2286.48      8000.0      K=:200
    120               7   2900        1813.98      6000.0      K=:200
    130               3   1506        1298.16      4000.0      K=:200
    140               0   2837         730.93      2000.0      K=:200

    0          120       0     5280        16000 FUЕL RАТЕ=0
   10          109    5016     5333        16000 FUЕL RАТЕ=0
   20           99    4224     5386        16000 FUЕL RАТЕ=0
   30           89    2904     5438        16000 FUЕL RАТЕ=0
   40           79    1056     5491        16000 FUЕL RАТЕ=0
   50           68    3960     5544        16000 FUЕL RАТЕ=0
   60           58    1056     5597        16000 FUЕL RАТЕ=0
   70           47    2904     5650        16000 FUЕL RАТЕ=200
   80           37    1913     5103        14000 FUЕL RАТЕ=200
   90           28    1311     4515        12000 FUЕL RАТЕ=200
  100           20    1529     3881        10000 FUЕL RАТЕ=200
  110           13    3066     3194         8000 FUЕL RАТЕ=200
  120            8    1219     2445         6000 FUЕL RАТЕ=200
  130            4    1949     1621         4000 FUЕL RАТЕ=200
  140            2     789      708         2000

Заметь, что в свободном падении (до 70 секунд) высота уменьшается ровно так же, но как только даём тягу - сразу расхождение. На 80-й секунде уже 37 1913 против 37 1930.

Edited Date: 2023-07-12 21:53 (UTC)

From:

spamsink

В бэсмовском варианте было можно изменять шаг времени, поэтому там интервал сначала делится на секунды, и результат приложения тяги вычисляется посекундно. А свободное падение с любым шагом времени вычисляется одинаково.

From:

vak

Тогда для оптимизатора надо брать твою реализацию landing.cpp. Моя версия rocket.cpp не годится.

From:

spamsink

И бэсмовский вариант сажается:

The best score 0.673517, control { 0 0 0 0 0 0 0 200 194 174 200 200 196 191 188 11 }

From:

vak

МISSIОN СОNТRОL САLLING LUNАR МОDULЕ:
МАNUАL СОNТRОL IS NЕСЕSSАRУ FОR LАNDING.
WНАТ IS УОUR ЕХРЕRIЕNСЕ:
 0 1 2(SТАNDАRD) 3 4 5 6 7 8 9(NО ЕХРЕRIЕNСЕ) ? 
WНАТ IS УОURS ? 2
УОU МUSТ SРЕСIFУ А FUЕL RАТЕ ЕАСН 10 SЕСОNDS.
RАТЕS МUSТ ВЕ ZЕRО ОR ВЕТWЕЕN 8 АND 200 LВS.РЕR SЕС. 
УОU НАVЕ 16000 LВS ОF FUЕL.
САРSULЕ WЕIGНТ IS NОW 32500 LВS INСLUDING FUЕL.
СОММЕNСЕ LАNDING РRОСЕD. 
FIRSТ RАDАR СНЕСК СОМING UР:
 ТIМЕ(SЕС) АLТ(МILЕS + FЕЕТ) VЕLОСIТУ(FРS) FUЕL(LВS) 
    0          120       0     5280        16000 
FUЕL RАТЕ=0
   10          109    5016     5333        16000 
FUЕL RАТЕ=0
   20           99    4224     5386        16000 
FUЕL RАТЕ=0
   30           89    2904     5438        16000 
FUЕL RАТЕ=0
   40           79    1056     5491        16000 
FUЕL RАТЕ=0
   50           68    3960     5544        16000 
FUЕL RАТЕ=0
   60           58    1056     5597        16000 
FUЕL RАТЕ=0
   70           47    2904     5650        16000 
FUЕL RАТЕ=200
   80           37    1913     5103        14000 
FUЕL RАТЕ=194
   90           28    1215     4535        12060 
FUЕL RАТЕ=174
  100           20     781     3994        10320 
FUЕL RАТЕ=200
  110           13    1148     3316         8320 
FUЕL RАТЕ=200
  120            7    3312     2577         6320 
FUЕL RАТЕ=196
  130            3    2570     1784         4360 
FUЕL RАТЕ=191
  140            0    4760      933         2450 
FUЕL RАТЕ=188
  150            0       4        3          570 
FUЕL RАТЕ=11
ОN ТНЕ МООN АТ 152 SЕСОNDS. 
IМРАСТ VЕLОСIТУ ОF 1 F.Р.S. 
FUЕL LЕFТ 547 LВS. 
РЕRFЕСТ LАNDING. УОU LUСКУ JЕТ JОСКЕУ.

Через 40 лет мы наконец освоили посадку на Луну. 😀

From:

spamsink

Пара замечаний: поскольку топлива осталось больше 500 фунтов, этот же вариант годится и для уровня 1.

Уровень 0 - явно нерешаемый.

Моя программа 3 года назад пыталась перебором с возвратом искать первый попавшийся годный способ сажать, но за время, которое я был готов ждать (минут 5) с интервалом 10 секунд ничего не находилось, поэтому я просто снизил интервал, и довольно быстро годный вариант нашелся. А optimize работает минут 15.

From:

vak

Ага, я тоже сразу проверил первый уровень. А на нулевом уровне, сдаётся мне, шансов нет. Наверное его добавили просто для особо упёртых. 😀

Я отправил email с решением профессору Стореру. Посмотрим, отзовётся ли.

From:

spamsink

Насчет нулевого уровня: если он был в версии с правильной формулой +Z*log(1-Q), то шанс ещё может быть. Если начинать с 15500 фунтов и оптимизировать с шагом 1 секунда не на минимум скорости посадки, а на максимум остающегося горючего при приемлемой скорости посадки, то за ночь мне нашло 228 фунтов:

The best score 228.297, control { 0 0 0 0 0 0 0 189 182 190 200 199 200 199 200 8 }

(последняя восьмерка незначащая, садится раньше)

    140               0   3858         594.76      1910.0      K=:200
ON THE MOON AT   148.41 SECS
IMPACT VELOCITY OF    21.50 M.P.H.
FUEL LEFT:   228.30 LBS
CONGRATULATIONS ON A POOR LANDING

Так что если манипулировать длительностью первоначального свободного падения и расходом с точностью до секунды, то может быть, что-то можно подобрать. Но уже не так интересно.

From:

vak

Можно доказать невозможность от противного. Моделируем обратно по времени. Стартуем с поверхности с минимальной массой. Меняем код, чтобы вес топлива увеличивался, а не уменьшался. Летим на тяге 200, пока не достигнем максимальной массы. Смотрим, какая скорость получилась. Вряд ли достигнем нужных 3600 mph. Попробуй.

From:

spamsink

Для доказательства возможности посадки скорость на 120 миль должна быть не меньше 3600 mph. А она падает до этого значения уже на 100 милях. Увы-с.

TIME,SECS   ALTITUDE,MILES+FEET   VELOCITY,MPH   FUEL,LBS   FUEL RATE
      0               0      0         -22.00         0.0      K=:200
     10               1     70        -694.90      2000.0      K=:200
     20               3   4199       -1297.84      4000.0      K=:200
     30               8    897       -1843.40      6000.0      K=:200
     40              13   5236       -2341.03      8000.0      K=:200
     50              21    727       -2798.05     10000.0      K=:200
     60              29   2660       -3220.19     12000.0      K=:200
     70              38   5277       -3612.07     14000.0      K=:200
     80              49   2155       -3779.86     15000.0      K=:0
     90              59   4529       -3743.86     15000.0      K=:0
    100              70   1095       -3707.86     15000.0      K=:0
    110              80   2413       -3671.86     15000.0      K=:0
    120              90   3203       -3635.86     15000.0      K=:0
    130             100   3465       -3599.86     15000.0      K=:^C

Edited Date: 2023-07-13 21:50 (UTC)

From:

vak

То есть в принципе мы разгоняемся до большей скорости, но потом по мере подъёма гравитация нас замедляет. Ну что и требовалось доказать.

From:

vak

ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ВЫЗЫВАЕТ ЛУННЫЙ МОДУЛЬ:
ДЛЯ ПОСАДКИ ПЕРЕЙДИТЕ НА РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
КАКОВ ВАШ ОПЫТ: 0 1 2(НОРМА) 3 4 5 6 7 8 9(ОПЫТА НЕТ) ? 
ЧТО У ВАС ? 2
ВЫ ДОЛЖНЫ УКАЗЫВАТЬ СКОРОСТЬ РАСХОДА ТОПЛИВА ЧЕРЕЗ КАЖДЫЕ 10 СЕКУНД.
РАСХОД ДОЛЖЕН БЫТЬ ИЛИ 0 ИЛИ ОТ 8 ДО 200 ФУНТОВ В СЕКУНДУ. 
У ВАС 16000 ФУНТОВ ТОПЛИВА.
ВЕС КАПСУЛЫ СЕЙЧАС 32500 ФУНТОВ, ВКЛЮЧАЯ ТОПЛИВО.
НАЧИНАЙТЕ ПОСАДКУ. 
ПЕРВЫЙ РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ЗАМЕР ВЫСОТЫ:
ВРЕМЯ(СЕК) ВЫС(МИЛИ  + ФУТЫ) СКОРОСТЬ(Ф/С) ТОПЛ(ФУН) 
    0          120       0     5280        16000 
РАСХОД=0
   10          109    5016     5333        16000 
РАСХОД=0
   20           99    4224     5386        16000 
РАСХОД=0
   30           89    2904     5438        16000 
РАСХОД=0
   40           79    1056     5491        16000 
РАСХОД=0
   50           68    3960     5544        16000 
РАСХОД=0
   60           58    1056     5597        16000 
РАСХОД=0
   70           47    2904     5650        16000 
РАСХОД=200
   80           37    1913     5103        14000 
РАСХОД=194
   90           28    1215     4535        12060 
РАСХОД=174
  100           20     781     3994        10320 
РАСХОД=200
  110           13    1148     3316         8320 
РАСХОД=200
  120            7    3312     2577         6320 
РАСХОД=196
  130            3    2570     1784         4360 
РАСХОД=191
  140            0    4760      933         2450 
РАСХОД=188
  150            0       4        3          570 
РАСХОД=11
НА ЛУНЕ НА 152 СЕКУНДЕ. 
СКОРОСТЬ В МОМЕНТ КАСАНИЯ 1 ФУТ/СЕК. 
ОСТАЛОСЬ ТОПЛИВА 547 ФУНТОВ. 
ИДЕАЛЬНАЯ ПОСАДКА. ВЫ СЧАСТЛИВЫЙ РАКЕТНЫЙ ЖОКЕЙ.

From:

spamsink

The best score 0.122718, control { 0 0 0 0 0 0 0 200 181 196 200 188 187 185 197 10 }

From:

vak

Круто! Это исторический рекорд. 😀

From:

vak

А есть способ запустить Посадку через dispak? А то какая-то ерунда получается.

$ dispak games.b6 
ИГРА К ВАШИМ УСЛУГАМ
НУЖНЫ ПРАВИЛА ? 
 =-* к
 ==* пос
ШАШ
ЧТО У ВАС ? 
ШАШ
ШАШ
ШАШ
ШАШ
    0          120       0     5280        19500 
РАСХОД=0
   10          109    5016     5333        19500 
РАСХОД=0
   20           99    4224     5386        19500 
РАСХОД=0
   30           89    2904     5438        19500 
РАСХОД=0
   40           79    1056     5491        19500 
РАСХОД=0
   50           68    3960     5544        19500 
РАСХОД=0
   60           58    1056     5597        19500 
РАСХОД=0
   70           47    2904     5650        19500 
РАСХОД=200
   80           37    1913     5103        17500 
РАСХОД=181
   90           28    1006     4577        15690 
РАСХОД=196
  100           20     509     3962        13730 
РАСХОД=200
  110           13    1203     3282        11730 
РАСХОД=188
  120            7    3482     2589         9850 
РАСХОД=187
  130            3    2417     1837         7980 
РАСХОД=185
  140            0    3904     1021         6130 
РАСХОД=197
ШАШ
ШАШ
ШАШ
ШАШ
ШАШ
ЕЩЕ РАЗ (1) ИЛИ ВСЕ (0) ? 0

From:

spamsink

Бинарник с диска какой-то очень джинозависимый. Неясно, почему остальные игры более или менее работают, а у "посадки" проблемы с текстами. Лучше пользоваться landing.sh и pult2.b6 оттуда же, где landing.pas.

(screened comment)

From:

spamsink

Так я и говорю, в бэсмовской посадке формула неправильная. Какой-то %чудак неправильно понял знак аргумента в полиноме, когда переводил из Фокала или Бейсика в Паскаль.

https://www.desmos.com/calculator/fmmxwekfpo

From:

vak

А я думал, ты это решение привёл уже для бэсмовской формулы.

From:

dedekha

Для управления одним домашним прибором мне нужно включить 150Ohm/2Wt сопротивление последовательно с реле, напряжение 24V. Не хочется чтобы это в воздухе висело - наверное есть коробочки или sleaves для таких поделок.

From:

spamsink

Двухваттное сопротивление сгорит нахер. 24^2/150 = почти 4 ватта.

From:

dedekha

Они вообще рекомендуют 1/8 Wt - видимо сопротивление нагрузки весьма существенно и ток переменный.
Я считал что я подстраховался с 2Wt, возьму 4.

На а коробочку для поделок не посоветуете?

From:

spamsink

Это на всякий случай, если что где закоротит. А коробочки гуглить нужно: https://www.google.com/search?q=diy+electronic+box

From:

vak

На амазоне можно отыскать подходящую коробочку.

https://www.amazon.com/Eightwood-Aluminum-Electronic-Enclosure-Symmetrical/dp/B0107WWDFU/

From:

sab123

Подобная программа также стала первой в серии космических игр на программируемом калькуляторе в "Технике-молодежи". Первая компьютерная (калькуляторная) игра, в которую я играл.

From:

green_fr

Ага, аналогично :-)

From:

master_a

I found the BASIC version of the code and also wrote a program to find a good solution. But the BESM6 version has a minor bug. When calculating log using 3 (as I recall) terms, the sign is wrong in one place. Found by accident when I wrote a Python version and compared results.

From:

vak

As it turned out, the BESM6 version also uses a different time step in the simulation loop. Anyway, Leo found a solution. See above: https://vak.dreamwidth.org/1049385.html?thread=8028969#cmt8028969

Edited Date: 2023-07-12 23:51 (UTC)

From:

green_fr

Я не сразу понял, зачем тебе тут Монте-Карло, когда задача тупо решается аналитически. Но потом вспомнил, что они же не принимают дробных чисел расхода топлива, поэтому да, надо подбирать. А так задача с одной переменной: сколько нужно сжечь топлива на 70-й секунде, чтобы потому всё время жечь ровно 200 и приземлиться со скоростью рувно 0. Заодно и топливо экономит :-)

From:

vak

Аналитически было первое, что я попробовал. Но не работает, и даже не потому, что нужны целые числа. Сама физика в игре не совсем физична.

Flat | Top-Level Comments Only

Профиль

Посетители