ВЪВЕДЕНИЕ

На практика всички фенове на автомобилните състезания са запознати с конзолните и компютърните игри за автомобили. Кой повече и кой по-малко се е опитвал да кара в този тип игри, или с геймпад, или с евтин волан. Без да забравяме, разбира се, 80-те и 90-те години, когато имаше машини за отдих с машини, където седнахте да пилотирате спортна кола или формула1.

симулация

Благодарение на напредъка в технологиите и преди всичко на намаляването на цената, така че почти всеки домашен потребител да може да го има, много моторни ентусиасти се отнасят по-сериозно към това да създадат собствено отделение за шофиране у дома (Кокпит).

В тази статия ще представим почти всички концепции, които покриват това хоби, ден след ден с повече последователи и което обещава да остане силно, особено благодарение на следващите приспособления, които ще бъдат пуснати през 2015 г. за широката публика: за да подчертаем очила за виртуална реалност «OCULUS RIFT«, С което потапянето в симулатора придобива съвсем ново измерение.

В следващите статии ще разделим подробно всеки от следните термини:

-АРКАДА, СИМУЛАЦИЯ, ФИЗИКА, КОМПЮТЪРИ И СИМУЛАЦИОНЕН СОФТУЕР, КОКПИТИ, ВЪРХУВАНИ КОЛЕЛА, ПЕДАЛИ, СЪСТАВКИ И РЪЧНИ СПИРАЧКИ, СЕДАЛКИ, ДИСПЛЕИ, ПРОЕКТОРИ, ОКУЛОВ РИФТ, USB ВИБРАЦИОННИ СИСТЕМИ, СИСТЕМИ ЗА УПРАВЛЕНИЕ, СИСТЕМИ НА ДВИГАТЕЛНА СИСТЕМА, ДВИГАТЕЛНА СИСТЕМА, СИСТЕМИ НА ДВИЖЕНИЕ, СИСТЕМИ НА ДВИЖЕНИЕ, СИСТЕМИ НА ДВИГАТЕЛНАТА СИСТЕМА, ДВИГАТЕЛНА СИСТЕМА, ДВИГАТЕЛНА СИСТЕМА НАСТРОЙКИ НА КОЛА и др.

И ще добавим много информация, свързана с тях, но преди всичко ще направим това ръководство справка за всички потребители, които решат да се потопят в Car Simulation.

АРКАДСКИ

Нека първо дефинираме какво представлява Аркадски: е общият термин за машини за аркадни видеоигри, които се предлагат на публични места за забавление, търговски центрове, ресторанти, барове или специализирани аркади. И разбира се, в нашите къщи.

Всички ние, израснали през 80-те и 90-те, ги помним с голяма носталгия. Може да се каже, че почти винаги бяхме заобиколени от тях. Те ни изумиха и ни накараха да се почувстваме като приключенски герои и, разбира се, шофьори на автомобили.

По това време първите персонални компютри и конзоли достигнаха до домашния потребител, на светлинни години от тези, които познаваме днес, но които ни дадоха най-добрите моменти от нашето детство. Заглавия като Pole Position, Out Run, Super Offroad, Virtua Racing, The Need for Speed, Sega Rally, .... те ни накараха да се насладим много.

Истината е, че го виждате сега и не можете да повярвате, че се е чувствал като пилот, когато е играл на тези аркади. Но честно казано, беше така. Свикнахте с това, което имате по това време, и го изживяхте с голяма интензивност.

Изминаха повече от 20 години и сега може да се каже, че сме в друго измерение, защото всичко е напреднало толкова много, че това изглежда праисторическо.

Връщайки се към темата, която ни засяга, ще кажем, че тези игри са аркадни, защото не симулират какво наистина се е случило с колата. За да ни разберете, можете да изминете 300 км/ч и да преминете през крива като нищо. Или сблъскване с други автомобили и нищо не се случва с каросерията, спиране от 200 км/ч до 0 на 10 метра ....

През годините тези неща са били полирани, но е дошло време на входа на 21-ви век, когато се е стигнало до разклонение на пътя благодарение на изчислителната мощ на компютърните процесори и електронните системи: На първо място, игри, които продължиха с цел да бъдат разсейване и удоволствие за тези, които са го използвали, без да се отчита "реализма" (Аркадски), и други, които са се фокусирали повече върху автомобилите, които се държат (реагират) по-последователно в зависимост от действията, които са били упражнявани върху тях.

И към този втори тип «игри» те бяха наречени Симулатори .

СИМУЛАЦИЯ

Тук оставям приблизително определение на Симулация: «Симулацията е процес на проектиране на модел на реална система и провеждане на опит с нея, с цел разбиране на поведението на системата или оценка на нови стратегии - в границите, наложени от определен критерий или набор от тях - за работата на системата ».

Всъщност симулаторите като такива вече се използват в области като медицина, индустриално инженерство, дизайн ... и разбира се, въздухоплаването. Благодарение на изчислителната мощ, която компютрите достигнаха, вече беше възможно да се подражават реакциите на виртуалните системи, за да се провеждат тестове и тестове, преди физически да се разработят окончателните проекти, или така, че студентите и бъдещите пилоти на автомобили или самолети да могат да видят първо - предайте как тези виртуални модели работят и тренирайте усилено, преди да го изпитате в реалния живот.

И разбира се, на всички е известно, че отборите от Формула 1 в продължение на много години използват симулатори на стойност милиони евро за своите пилоти, за да тренират на пистите, в които ще се състезават, използвайки физиката и параметрите на настройката на собствените си коли.

Е, връщайки се към компютърните симулатори на шофиране, може да се каже, че в началото на 21 век започва нова ера, тъй като тя ще се опита да подражава на реалното поведение (реакция) на автомобил, като G-сили и въртеливи движения, и ефектите, произтичащи от тях, като аеродинамика, недозавиване и преустройство, масово прехвърляне, сцепление и износване на гумите, разход на бензин, физически щети при удар с някакъв предмет, ... зависи от действие (или с клавиатурата, джойстика, геймпада или волана), както играчът.

И казвам „компютърни симулатори“, защото може да се каже, че днес това е единственият носител, където можете да им се наслаждавате. В конзола или игрално устройство не говорим за симулация, а за аркада, тъй като те са фокусирани повече върху удоволствието на домашния потребител, отколкото върху Simracers (играчи на симулатори на шофиране) по-взискателни с Физически вградени и усещания (Обратна връзка), които колите им предават.

Разбира се, това може да се промени в бъдеще и че конзолите имат истински симулатори, но днес трябва да сме честни и да кажем, че все още има голяма разлика между конзолата и компютъра в проблема със симулацията (или от автомобили, или от самолети)

(Представям си, че сега главата ви се опитва да усвои толкова много понятия, които може да ви звучат ново. Не се притеснявайте, продължете да четете).

Тъй като искаме да се съсредоточим върху чистата и проста симулация, ние обясняваме споменатите по-горе концепции по-долу.

ФИЗИКА НА КОЛА (ДЕЙСТВИЕ И РЕАКЦИЯ)

Нека дефинираме на първо място какво е физика

Физиката е науката, която наблюдава Природата и се опитва да опише законите, които я управляват, чрез математически изрази

Така че, когато се позоваваме на физиката на симулатор, говорим за възпроизвеждане, чрез математически формули и логаритми, поведението на обектите (автомобилите) по най-добрия възможен начин.

Е, може да е малко скучно да се чете, но е жизненоважно да се разбере, че физиката на симулатора трябва да се държи (ако не 99%, поне 90%) по същия начин, както би се случило в реалния живот.

И ние се позоваваме на термините Действие и Реакция, защото в зависимост от това какво правите с колата, тя трябва да реагира според физиката, установена в симулатора.

Например, ако една кола се движи със 100 км/ч и спира суха, в симулатора тя трябва да действа по начин, който е много подобен на реалността, т.е. увеличаване на надлъжната G-сила напред, прехвърляйки почти цялото тегло на преден мост на автомобила, компресиране/декомпресиране на предните/задните амортисьори и др.

Тук трябва радикално да забравим неща като спиране с кола в дадена игра и тя спира незабавно, без да настъпва каквато и да е физическа реакция като гореспоменатите.

Следователно физиката на симулатора трябва да бъде един от приоритетите за развитие, тъй като без тях ние го превръщаме в аркадна игра, нито повече, нито по-малко.

Но разработването на този модел на виртуална физика чрез компютър е може би най-трудно за емулиране, тъй като има десетки и десетки променливи, които могат да променят поведението на автомобила: метеорологични условия, температура на коловоза, относителна влажност, износване и тип гуми, различна настройка на автомобила, неравности или грапавини на пистата,…. и така можем да продължим дълго време.

Сега ще анализираме основните физически реакции, които действат върху автомобила, когато той е в движение.

  • G сили

G-силата е мярка за ускорение, основана на увеличаването на скоростта на обект или човек поради гравитацията

Различаваме надлъжна G-сила (напред и назад), странична (лява и дясна) и вертикална (нагоре и надолу).

В превод на автомобили за 1G може да се каже, че е ускорение (или забавяне) от 35 км/ч за 1 секунда (9,8 м/с2). Така че, ако скоростта варира 70 км/ч за 1 секунда, ние говорим за 2G. Ако варира 105 км/ч за 1 секунда, това би било 3G. И така нататък.

Но е важно да се каже, че в много случаи има много по-високи върхове на G-сили за десети от секундата. Възможно е увеличаването или намаляването на скоростта да е постоянно или че пиковете се получават за десети или хилядни от секундата, така че ние ще приложим тази формула за изчисляване на G-силата във всеки момент.

G-сила = Увеличение или намаляване на скоростта/(относително време * 35)

Увеличете или намалете 70km/h за 2 секунди. -> 70/(2 * 35) = 1 G
Увеличете или намалете 70km/h за 1 секунда. -> 70/(1 * 35) = 2 G
Увеличете или намалете 70km/h за 5 десети от секундата. -> 70/(0,5 * 35) = 4 G

Ако физиката на симулатора е добре изчислена, силите G трябва да действат съгласувано върху въпросната кола. И това е може би най-важното, когато става въпрос за възпроизвеждане на поведението на автомобил.

Но разбира се, този добре изчислен параметър е най-труден за тълкуване от пилота на симулатор, който е в статичен пилот, тъй като не може да усети в тялото си инерция, причинена от G-силите, с които трябва да представете си или си представете реакцията на автомобила при силно спиране или бърз завой.

Поради тази причина, когато пилот от Формула 1 е монтиран в пилотската кабина без движение, той не възприема същото, както възприема при пилотиране на истинска кола. Ето защо е толкова трудно за тях да се адаптират към спиране и линии, тъй като те се използват в състезанията си, за да усещат няколко G сили в тялото си и да реагират по един или друг начин, а със симулатор те не възприемат това с какво дете на 15 години обикновено е по-бързо от тях, когато кара в пилотска кабина.

Защо? Ами защото има компютърни играчи, които са свикнали с начин на шофиране, без да забелязват тези g-сили в тялото си и са намерили различни препратки и усещания, за да подобрят времето си.

Поради тази причина симулацията продължава да се развива всеки ден, докато дойде време, когато дете, което никога не е вземало истинска кола, не е по-бързо от Фернандо Алонсо или Луис Хамилтън в компютърен симулатор. (Въпреки че от моя гледна точка има още много години, за да се случи)

Като детайл и за да добиете представа какво представлява G-Force в нашето ежедневие, представете си аварийно спиране с вашата улична кола. Какво ти се е случвало? И какво сте забелязали? Че сте били напълно блокирани от предпазния колан и с глава напред. Е, за ваша информация, G-силата, която може да сте почувствали по време на това спиране, не достига 1G, тъй като уличният автомобил няма достатъчно аеродинамика и сцепление, за да може да поддържа сцепление с асфалта и в крайна сметка се изплъзва (при пързаляне, силата G намалява).

Представете си какво може да почувства пилотът от Формула 1 при спиране от 300 км/ч до 100 км/ч за няколко секунди ... сили до 3 и 4 G. Нещо, което би накарало всеки от нас да загуби съзнание за няколко секунди. (За да добиете представа, въздушната възглавница на улична кола скача на 3G)

Ето видео, където можете ясно да видите ефекта на G сили (а ние говорим за 2 G или най-много 2,5 G)

  • Ротационни движения

Освен силите G има и ротационни движения, на които се подлагат обектите (особено самолетите), които са Roll, Yaw и Pitch.

Ролка: Ролка (въртене по отношение на оста нос-опашка на обекта)

Yaw: Yaw (въртене около вертикалната ос)

Pitch: Pitch (стъпка на носа)

В автомобилите тези въртеливи движения също се възпроизвеждат, но в по-малка степен, отколкото в самолет. Например в колите на Наскар, които се движат по вериги Ovalos (Roll), където пистата е наклонена. Или на вериги с големи наклони (Pitch). Или накрая, когато колата загуби задната част и превиши (Yaw).

След тези точки ще кажем, че преносът на маса, сцеплението и износването на гумите или физическите повреди при въздействие върху предмет са ефекти, причинени от тези физически реакции, споменати по-горе.

И сега нека дефинираме един от най-важните ефекти, които се случват, когато автомобилът се движи с висока скорост, аеродинамиката.

  • Аеродинамика

Аеродинамиката е частта от механиката на течностите, която изучава газовете в движение и силите или реакциите, на които са подложени телата, намиращи се в тях.

Този ефект е един от ключовете за това защо състезателна кола може да достигне висока скорост, да има повече сцепление (сцепление) от улична кола или да направи много по-трудно спирането. Накратко, аеродинамичното натоварване е друг параметър, който симулаторът трябва да изчисли, подобно на реалността, като се вземат предвид настройките на автомобила (елероните, височината на окачването, положителен или отрицателен спад на гумите), материал и тип. посока и скорост на вятъра и др...

Любопитното е, че съвременният автомобил от Формула 1 е способен да развие 3,5 G вертикална сила (три пъти и половина над собственото си тегло) чрез притискаща сила, което означава, че при високи скорости може да се търкаля с главата надолу по покрив, без да пада при движение.

И накрая, трябва да се отбележи, че симулаторите, достъпни за широката публика, непрекъснато се развиват, за да се доближат максимално до реалното поведение на автомобил. Но е вярно, че има още дълъг път.

В следващата статия ще видим какво Компютърни симулатори Те са най-използваните днес от «Simracers» и ние ще ги анализираме подробно, като вземем предвид физиката, но също така и други важни характеристики, които те трябва да притежават, като графично качество и плавност, реализъм при 3d моделирането на пистите и автомобили, качество на звука, данни за телеметричен анализ, възможности за участие в шампионати и ОНЛАЙН състезания с други пилоти, активни потребителски общности, редовни актуализации и др ...