Reklama

Xpand Rally i fizyka pojazdów

Podczas projektowania i tworzenia "Xpand Rally" autorom przyświecał cel osiągnięcia zupełnie nowej jakości i realizmu w grach rajdowych. Najprostszym sposobem osiągnięcia tego celu jest stworzenie realistycznej grafiki.



Od samego jednak początku największą wagę przykładano do realistycznej symulacji dynamiki świata gry. Ponieważ najważniejszą z punktu widzenia gracza jego częścią jest samochód - jego fizyczna symulacja musiała być opracowana niezwykle realistycznie i z dbałością o szczegóły, a jednocześnie model jazdy musiał być odpowiednio grywalny.

Reklama



Poniżej lista najważniejszych elementów decydujących o osiągnięciu przez autorów "Xpand Rally" powyższych celów wraz z krótkim ich opisem.



Edytor krzywych


Większość parametrów fizyki posiada nieliniową charakterystykę - może być modelowane za pomocą krzywych. W celu ułatwienia zmian tych parametrów stworzone zostało specjalne narzędzie do edycji kształtu funkcji. Dzięki temu bardzo łatwo i szybko można badać i zmieniać zachowanie samochodu. Przykładowo w ten sposób modelować można funkcje tarcia w zależności od różnych parametrów stanu opony.



Silnik


Każdy silnik w grze posiada swoją własną charakterystykę. Parametrami, które opisują silnik jest zakres obrotów, funkcja momentu obrotowy, moc i opory wewnętrzne. Wszystkie te parametry są przeliczane dynamicznie w trakcie gry. Większość parametrów występuje w postaci krzywych (np. krzywa momentu obrotowego, gdzie dla każdej wartości obrotów silnik jest w stanie wytworzyć pewien moment obrotowy). Na wartość oporów wewnętrznych silnika ma wpływ smarowanie, jak również temperatura pracy. Jeżeli uszkodzi się układ chłodzenia silnika, rośnie jego temperatura i może dojść do jego zniszczenia. Podczas dachowania do paliwa dostaje się więcej oleju, wskutek czego dochodzi do jego spalania - w grze objawia się to zmianą koloru spalin.

Podczas implementacji systemu symulacji silnika oraz przeniesienia napędu i oporów jednym z istotniejszych problemów jest stabilność dyskretnego (wykonywanego z pewnym krokiem) całkowania stanu takiego układu. Ze względu na mechaniczne połączenia między rzeczywistymi elementami w samochodzie układ taki jest stosunkowo trudny do dokładnego i stabilnego symulowania. Rozwiązanie tych problemów wymaga sporo czasu oraz naukowej wiedzy matematycznej.



Turbo


Jak w przypadku innych części praca turbiny jest dynamicznie symulowana - prędkość obrotowa turbiny i ciśnienie doładowania są obliczane w czasie rzeczywistym w trakcie gry.



Dyferencjały


Jednym z ważniejszych elementów, który wpływa na sterowanie samochodem jest dyferencjał. Dyferencjał jest montowany pomiędzy kołami napędzanymi oraz w przypadku samochodów z napędem 4x4 na wałach napędzających przednie i tylne koła. Celem dyferencjału jest odpowiednia zmiana prędkości obrotowej kół, tak aby samochód lepiej się zachowywał. "Lepsze" zachowanie może oznaczać zwiększenie skrętności, stabilizację toru jazdy, bądź też zwiększenie przyczepności na danej nawierzchni. W grze dostępne są różne typy dyferencjałów - od podstawowego, seryjnie montowanego w każdym samochodzie, poprzez szperę aż po wyrafinowany aktywny dyferencjał sterowany elektronicznie. Podczas jazdy samochodem w skręcie koła zewnętrzne pokonują dłuższy dystans niż koła wewnętrzne. Gdyby wszystkie koła kręciły się z tą samą prędkością dochodziłoby do poślizgu kół i niepotrzebnego zużycia opon. Celem podstawowego dyferencjału jest właśnie pozwolenie kołom na kręcenie się z różnymi prędkościami podczas skrętu. Do samochodów rajdowych montuje się szperę, której zadaniem jest ograniczenie różnicy prędkości pomiędzy napędzanymi kołami, co powoduje stabilizację toru jazdy i zwiększenie przyczepności w warunkach poślizgu. Aktywny dyferencjał pozwala na zdefiniowanie, w jaki sposób koła pojazdu mają się zachowywać w zależności od np. skrętu kierownicy, wciśnięcia pedału gazu lub hamowania. W celu zdefiniowania zachowania używa się map dyferencjałów. W przypadku gry definiowane są one przy użyciu edytora krzywych.



Zawieszenie


Praca zawieszenia jest odpowiedzialna za poprawne zachowanie całej bryły samochodu. Samochód w "Xpand Rally" posiada wszystkie elementy zawieszenia, jakie posiada samochód rajdowy. Wszystkie te elementy są symulowane niezależnie, i działają pośrednio lub bezpośrednio w zależności od ukształtowania nawierzchni. Kola są połączone z bryłą samochodu poprzez sprężyny i amortyzatory, których parametrami gracz może sterować, zmieniając sposób zachowania samochodu.

Wpływ na pracę zawieszenia ma również w "Xpand Rally" symulacja elastyczności opon, które jako pierwsze amortyzują nierówności drogi.



Tarcie na styku opona nawierzchnia


Każda nawierzchnia charakteryzuje się innymi parametrami tarcia, co w połączeniu z różnymi oponami powoduje bardzo różne zachowania samochodu. Dodatkowo na przyczepność wpływa pogoda, która radykalnie może zmienić przydatność opony na daną nawierzchnię. Aby poprawnie zasymulować różnorodność warunków występujących podczas rajdów w grze występuje niemalże 50 typów nawierzchni oraz 20 typów opon, co w kombinacji daje bardzo dokładne odwzorowanie rzeczywistości. Dodatkowo w grze pogoda może zmienić się podczas jazdy, modyfikując parametry tarcia nawierzchni. Zwiększa to realizm gry jak i pozwala stwierdzić, jak ważne na przejazd jest podejmowanie odpowiednich decyzji przed rajdem.

Aby dokładniej uwzględnić rodzaj nawierzchni w grze symulowane jest osobno tarcie boczne i wzdłużne opony. Pozwala to zróżnicować zachowanie opony przy poślizgu bocznym np. na asfalcie i na szutrze (na szutrze opona "wrzyna" się w ziemię) a także uwzględnić wpływ bieżnika opony.

W grze zastosowano wielopunktowy model tarcia, co oznacza, że każde koło niezależnie styka się z ziemią i dla każdego koła niezależnie obliczane są siły wpływające na pojazd. Dodatkowo, gdy karoseria koliduje z elementami środowiska na styku kolizji działają siły tarcia podobnie jak w przypadku opon i nawierzchni. Dzięki temu zachowanie pojazdu jest idealnym odwzorowaniem rzeczywistości.



Opory powietrza


Na poruszające się z dużą prędkością obiekty działają znaczne siły oporu powietrza. Fizyka "Xpand Rally" uwzględnia te siły stosując je zarówno do samochodu jak i innych obiektów znajdujących się na trasie. Siły wynikające z oporu powietrza widać np. gdy pęd powietrza urywa maskę samochodu. Oczywiście aerodynamiczny kształt samochodów sprawia, że przy dużej prędkości są one również dociskane do drogi, co poprawia ich przyczepność.



Modele sterowania


W momencie zakończenia prac nad fizyką "Xpand Rally" okazało się, że stworzona fizyka jest bardzo realistyczna, a co za tym idzie sterowanie samochodem jest dosyć trudne, szczególnie przy użyciu klawiatury. Dlatego też, aby umożliwić zabawę graczom nie posiadającym kierownicy dodane zostały helpery, których celem jest ułatwienie grania na klawiaturze. Nie powodują one zmiany parametrów fizycznych samochodu, a raczej starają się symulować zachowanie gracza sterującego samochodem za pomocą kierownicy.

Dla graczy, którzy zamiast zmagania się z trasą i samochodem wolą pełne zabawy ściganie się z wielkimi prędkościami został stworzony tryb fizyki arcade, który tylko nieznacznie zmienia parametry fizyki, mocno jednak upraszczając sterowanie.

Dowiedz się więcej na temat: sterowanie | silnik | opony | jazdy | fizyka

Reklama

Reklama

Reklama

Reklama

Strona główna INTERIA.PL

Polecamy

Dziś w Interii

Raporty specjalne

Rekomendacje