W SIMRIG budujemy systemy ruchu do gier symulacyjnych. Nasze systemy są przeznaczone do montażu na rig z profili aluminiowych. Po zainstalowaniu naszego systemu, rig może poruszać się jednocześnie z wirtualnym pojazdem. Ruch pomaga Panu/Pani bardziej zanurzyć się w symulacji. Może nawet pomóc Panu/Pani jechać szybciej, bezpieczniej i reagować szybciej, zanim sytuacja wymknie się spod kontroli. Uważamy też, że dzięki temu symulatory są dużo bardziej zabawne i realistyczne.
W tym artykule przyjrzymy się niektórym popularnym słowom i zwrotom używanym podczas omawiania platform ruchu. To jest wprowadzenie. Postaramy się omówić podstawy tego, co trzeba wiedzieć. Nie z nadzieją, że obejmiemy wszystko, co można wiedzieć, ale z celem poinformowania Pana/Pani, na co zwracać uwagę podczas dalszych poszukiwań.
Stopnie swobody
Słowa takie jak 2DOF i 3DOF są często spotykane przy omawianiu platform ruchu. DOF oznacza stopnie swobody. Oto co na ten temat mówi Wikipedia:
W wielu dziedzinach nauki stopnie swobody układu to liczba parametrów układu, które mogą zmieniać się niezależnie. -- Wikipedia
Platforma 2DOF zawiera zatem dwa niezależnie zmienne parametry. W przypadku platformy ruchu zazwyczaj oznacza to pitch i roll. Platforma ruchu 2DOF może przechylać się w lewo-prawo oraz do tyłu-do przodu. Ruch lewo-prawo nazywa się roll. Ruch do tyłu-do przodu nazywa się pitch. Takie platformy są często nazywane „seat movers”.
Platforma 3DOF zawiera dodatkowy niezależnie zmienny parametr, taki jak heave lub sway. Heave to ruch góra-dół spowodowany najechaniem na krawężnik lub przeskoczeniem przez wzniesienie. Sway to rotacja spowodowana skręcaniem lub driftem.
Platforma 6DOF może stosować rotację wokół wszystkich trzech osi (roll, pitch, yaw) oraz translację wzdłuż wszystkich trzech osi (surge, sway, heave.) Nazwy tych osi pochodzą z ruchów statku.
Uważamy, że wszystkie platformy ruchu wymagają co najmniej tych trzech stopni swobody: pitch, roll i heave.
Pitch daje Panu/Pani poczucie przyspieszenia. Przechyla siedzenie do tyłu, gdy samochód przyspiesza do przodu. Rig trzęsie się, gdy samochód walczy o przyczepność na linii startu. Przechyla siedzenie do przodu podczas hamowania, co jest ważnym wskaźnikiem, że samochód zwalnia.
Roll daje Panu/Pani poczucie skręcania. Przechyla siedzenie w lewo podczas skrętu w prawo i w prawo podczas skrętu w lewo. Roll pozwala Panu/Pani poczuć masę samochodu, gdy przesuwa się z lewej na prawą stronę podczas dojazdu do zakrętu. Z praktyką pozwala Panu/Pani oszacować, jak szybko pokonywać każdy zakręt na podstawie kąta krzesła.
Heave sprawia, że czuje Pan/Pani pracę zawieszenia. Pozwala Panu/Pani docenić detale, które składają się na każdy tor i samochód. Pozwala Panu/Pani lepiej czuć krawężniki i tarki. Pozwala Panu/Pani doświadczyć zawieszenia — bez ruchu góra-dół traci Pan/Pani wiele z tego, co może dać Panu/Pani symulator.
Telemetria
Telemetria to kolejne słowo, które często pojawia się podczas czytania o platformach ruchu. Spróbujmy wyjaśnić telemetrię i jej rolę w kontekście platform ruchu.
Platformy ruchu mają odtwarzać siły działające na symulowane pojazdy. Aby to osiągnąć, musimy dostarczyć platformie ruchu informacje o siłach działających na pojazd. Te siły są znane grze lub symulatorowi, które je powodują. Telemetria odnosi się do czynności udostępniania tych sił platformie ruchu i jej oprogramowaniu sterującemu.
Dane telemetryczne zazwyczaj składają się z wartości czujników dostępnych w prawdziwych pojazdach, takich jak: prędkość, napięcie akumulatora, ciśnienie doładowania, temperatura opon itd. Czasami są mierzone przez wirtualny GPS, a czasami pobierane bezpośrednio z silnika fizyki gry.
Platformy ruchu są projektowane tak, aby reagować na zdarzenia w wielu różnych grach i symulatorach. Te gry i symulatory są rozwijane przez różne studia i firmy. Każda gra jest tworzona inaczej, a jej wyjście telemetryczne również jest zróżnicowane. Niestety nie ma standardu regulującego sposób komunikowania i struktury telemetrii. W związku z tym każdy deweloper wdraża własną, specjalną wersję telemetrii. Dostawcy platform ruchu wkładają więc znaczny wysiłek w implementację i wspieranie wielu różnych sposobów udostępniania telemetrii.
Jeśli jest Pan/Pani deweloperem gry, prosimy o kontakt z nami. Chętnie porozmawiamy o implementacjach telemetrii!
Oprogramowanie sterujące
Oprogramowanie sterujące jest odpowiedzialne za odbieranie danych telemetrycznych i przekazywanie ich do platformy ruchu. Musi więc działać w tle, jednocześnie stale odbierając telemetrię, konwertując ją na polecenia ruchu i wysyłając te polecenia do platformy ruchu. Pisanie dobrego oprogramowania sterującego jest trudne ze względu na ograniczenia czasu rzeczywistego narzucone przez tę ciągłą konwersję.
To bardzo różni się od sposobu działania kierownicy z force feedback. Kierownica z force feedback jest bezpośrednio połączona z grą. Gra odczytuje jej aktualny kąt (do sterowania), jednocześnie przekazując siły działające na wał kierownicy. Gra ma wbudowane wsparcie dla kierownic z force feedback. Platforma ruchu natomiast musi dodać wsparcie dla każdej gry w swoim oprogramowaniu sterującym.
W oprogramowaniu sterującym znajdzie Pan/Pani wszystkie ustawienia związane z Pana/Pani platformą ruchu. Ponieważ oprogramowanie sterujące jest odpowiedzialne za konwersję danych telemetrycznych na polecenia ruchu, jest to naturalne miejsce, aby mieć ustawienia kontrolujące tę konwersję.
Możliwości oprogramowania sterującego mogą się różnić w zależności od gry, ponieważ każda gra jest zaimplementowana inaczej. Niektóre gry wyprowadzają bardziej szczegółowe dane telemetryczne, podczas gdy inne nie mają telemetrii lub mają ograniczone wsparcie dla telemetrii. Dokładna symulacja fizyki w połączeniu ze szczegółowymi danymi telemetrycznymi zazwyczaj skutkuje najlepszym ruchem.
Peryferia
Do popularnych peryferiów należą kierownice z force feedback, pedały, hamulce ręczne oraz button boxy. Ale są też mniej znane peryferia. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.
Bass shakers to potężne elektromagnesy zaprojektowane do przekształcania sygnałów dźwiękowych w wibracje. Bass shakers są świetnym uzupełnieniem systemu ruchu. Ponieważ wibracje nie nadają się dobrze do siłownika napędzanego silnikami elektrycznymi: wibracje zmuszają silnik do ciągłej zmiany kierunku, a jednoczesne efektywne przekazywanie sygnałów ruchu jest mniej niż idealne — trzeba pójść na kompromisy. Z drugiej strony bass shakers są stworzone do wytwarzania wibracji. Dlatego są powszechnie używane przez budowniczych rig i simracerów do dodawania szybkiego sprzężenia haptycznego, takiego jak wibracje silnika.
Kierownice direct drive to specjalny typ kierownicy z force feedback. W typowej kierownicy z force feedback obręcz jest połączona z wałem silnika paskiem. W kierownicy direct drive obręcz jest przymocowana bezpośrednio do wału silnika. Nie ma paska ani przekładni. I co najważniejsze, silnik jest zazwyczaj bardzo mocny. Niektóre kierownice direct drive używają przemysłowego silnika serwo. Mogą potencjalnie przekazywać force feedback z symulatora znacznie lepiej.
Wirtualna rzeczywistość
Wirtualna rzeczywistość (VR) to szerokie pojęcie. Ograniczymy zakres tylko do gogli wirtualnej rzeczywistości; technologii wyświetlania.
Gry są zwykle wyświetlane na monitorach. Monitory wyświetlają świat gry w dwóch wymiarach na płaskiej powierzchni. Gogle VR natomiast wyświetlają świat na dwóch różnych monitorach, po jednym dla każdego oka, tworząc trójwymiarową reprezentację świata gry.
Gogle VR mogą oszukać Pana/Pani mózg, by myślał, że siedzi Pan/Pani w pojeździe. Jest to możliwe dzięki połączeniu percepcji głębi, śledzenia głowy oraz prostego faktu, że gogle zasłaniają większość pola widzenia. Percepcja głębi ułatwia oszacowanie odległości i prędkości. Śledzenie głowy pozwala Panu/Pani rozglądać się po prostu poruszając głową. Jest to świetne podczas pokonywania zakrętów i wyszukiwania stref hamowania oraz nie wjeżdżania w przeciwników.
Gogle VR mają też wady. Wiele osób doświadcza choroby symulatorowej. Jest ona łagodzona przez platformy ruchu, ale nadal będzie wymagać praktyki, aby ją przezwyciężyć. Dobrym zaleceniem jest ćwiczenie w krótkich sesjach maks. 10 minut i przerwanie przed pojawieniem się nudności. Wymagania sprzętowe są wysokie. Stale wysoki klatkaż jest kluczowy dla dobrego doświadczenia, co wymaga szybkiego i nowoczesnego komputera. Istnieje wiele różnych „sterowników” dla technologii VR — SteamVR, WMR i OpenXR — co sprawia, że uruchomienie ze wszystkimi tytułami i markami okularów VR jest nieco trudne. Są dwa rozwiązania śledzenia ruchu okularów VR: jedno to lighthouses, drugie to śledzenie inside-out. Lighthouses wydają się mniej podatne na błędy śledzenia. I na koniec, w VR trudno jest zobaczyć i usłyszeć, co dzieje się wokół Pana/Pani w prawdziwym świecie.
Systemy ruchu i gogle VR to idealne połączenie. Ale ponieważ kamera w grze podąża za goglami VR, będzie też podążać za ruchem spowodowanym przez system ruchu. Przykładowo hamowanie chwilowo przesunie Pana/Pani widok bliżej deski rozdzielczej. Może to być „burzyciel immersji”. Kompensacja ruchu (lub kompensacja ruchu) ogranicza to, odejmując ruch riga od Pana/Pani ruchu. Innymi słowy kompensacja ruchu jest bardzo pożądana.
SIMRIG Control Center ma wbudowaną kompensację ruchu i wsparcie dla wszystkich gogli VR.
Monitory ultrapanoramiczne zyskują na popularności. Często mają proporcje 21:9 lub 32:9, co pozwala na szerszą perspektywę niż zwykły ekran 16:9. Szerszy widok i mniejsza zajmowana przestrzeń w porównaniu do konfiguracji z trzema ekranami sprawiają, że są atrakcyjną alternatywą. Jeśli planuje Pan/Pani zamontować monitor na swoim rig ruchu, są lepszym wyborem. Ale ponieważ są szerokie, może być potrzebne dodatkowe wsparcie, aby zapobiec ich kołysaniu się.
Konfiguracje z trzema ekranami są powszechnie używane w simracingu. W konfiguracji z trzema ekranami trzy ekrany są ustawione w półokręgu. Jeden ekran przed kierowcą, jeden ekran po lewej i jeden po prawej. Daje to większe poczucie prędkości. Możliwe jest uzyskanie niemal 180-stopniowego pola widzenia bez potrzeby gogli VR. Wymagania sprzętowe nadal są wysokie, ale choroba symulatorowa rzadziej sprawia problemy. Konfiguracje z trzema ekranami najlepiej trzymać poza rig ruchu — proszę użyć zamiast tego osobnego stojaka na monitor.