På SIMRIG bygger vi motionssystem för simulatorspel. Våra system är gjorda för att monteras på en rigg av aluminiumprofiler. När vårt system är installerat kan riggen röra sig samtidigt med det virtuella fordonet. Rörelsen hjälper dig att bli mer uppslukad av simuleringen. Det kan till och med hjälpa dig att köra snabbare, säkrare och att reagera snabbare innan saker spårar ur. Vi tycker också att det gör simulatorer mycket roligare och mer realistiska.
I den här artikeln kommer vi att gå igenom några av de vanliga orden och fraserna som används när man pratar om motionsplattformar. Det här är en introduktion. Vi kommer att försöka täcka grunderna i det du behöver veta. Inte i hopp om att täcka allt som finns att veta, utan med målet att informera dig om vad du ska leta efter när du gör vidare efterforskningar.
Frihetsgrader
Ord som 2DOF och 3DOF förekommer ofta när man pratar om motionsplattformar. DOF står för frihetsgrader. Så här säger Wikipedia i frågan:
In many scientific fields, the degrees of freedom of a system is the number of parameters of the system that may vary independently. -- Wikipedia
En 2DOF-plattform innehåller alltså två oberoende variabla parametrar. För en motionsplattform betyder det oftast pitch och roll. En 2DOF-motionsplattform kan luta vänster-höger och bakåt-framåt. Vänster-höger-rörelsen kallas roll. Bakåt-framåt-rörelsen kallas pitch. Sådana plattformar kallas ofta "seat movers".
En 3DOF-plattform innehåller en ytterligare oberoende variabel parameter som heave eller sway. Heave är upp-ner-rörelse som orsakas av att du träffar en curbstone eller hoppar över ett krön. Sway är rotation som orsakas av svängning eller drifting.
En 6DOF-plattform kan applicera rotation längs alla tre axlar (roll, pitch, yaw) och translation längs alla tre axlar (surge, sway, heave.) Namnen på dessa axlar är hämtade från fartygsrörelser.
Vi anser att alla motionsplattformar kräver åtminstone dessa tre frihetsgrader: pitch, roll och heave.
Pitch ger dig en känsla av acceleration. Den lutar sätet bakåt när bilen accelererar framåt. Riggen skakar när bilen kämpar för grepp på startlinjen. Den lutar sätet framåt när du bromsar, en viktig indikator på att bilen saktar ner.
Roll ger dig en känsla av svängning. Den lutar sätet åt vänster när du svänger åt höger, och åt höger när du svänger åt vänster. Roll gör att du känner bilens vikt när den flyttas från vänster till höger när du närmar dig en kurva. Med övning låter det dig uppskatta hur snabbt du ska ta varje kurva baserat på stolens vinkel.
Heave får dig att känna fjädringen arbeta. Det låter dig uppskatta detaljerna som finns i varje bana och bil. Det får dig att känna curbs och rumble strips bättre. Det får dig att uppleva fjädringen — utan rörelse upp och ner missar du mycket av vad din simulator kan ge dig.
Telemetri
Telemetri är ett annat ord som ofta dyker upp när man läser om motionsplattformar. Låt oss försöka förklara telemetri och dess roll när det gäller motionsplattformar.
Motionsplattformar är tänkta att återskapa krafter som appliceras på simulerade fordon. För att åstadkomma detta behöver vi mata motionsplattformen med information om krafterna som verkar på fordonet. Dessa krafter är kända av spelet eller simulatorn som orsakar dem. Telemetri syftar på handlingen att dela dessa krafter med motionsplattformen och dess styrmjukvara.
Telemetridata består vanligtvis av sensorvärden som finns i verkliga fordon såsom: hastighet, batterispänning, laddtryck, däcktemperatur, etc. Ibland mäts det av en virtuell GPS, och ibland tas det direkt från spelets fysikmotor.
Motionsplattformar är utformade för att reagera på händelser i många olika spel och simulatorer. Dessa spel och simulatorer utvecklas av olika studios och företag. Varje spel är gjort på olika sätt och dess telemetriutdata är också varierande. Tyvärr finns det ingen standard som reglerar hur telemetri kommuniceras och struktureras. Därför implementerar varje utvecklare sin egen specialversion av telemetri. Leverantörer av motionsplattformar lägger därför ner betydande arbete på att implementera och stödja de många olika sätt som telemetri görs tillgänglig.
Om du är en spelutvecklare, tveka inte att kontakta oss. Vi skulle gärna diskutera telemetriimplementationer!
Kontrollmjukvara
Kontrollmjukvaran ansvarar för att ta emot telemetridata och mata den till motionsplattformen. Den måste därför köras i bakgrunden medan den kontinuerligt tar emot telemetri, omvandlar den till rörelsekommandon och skickar dessa kommandon till motionsplattformen. Att skriva bra kontrollmjukvara är svårt på grund av realtidskraven som den här kontinuerliga omvandlingen medför.
Det här skiljer sig mycket från hur en force-feedback-ratt fungerar. En force-feedback-ratt är direkt ansluten till spelet. Spelet läser dess aktuella vinkel (för styrning) när det matar krafterna som appliceras på styraxeln. Spelet har inbyggt stöd för force-feedback-rattar. Motionsplattformen måste däremot lägga till stöd för varje spel i sin kontrollmjukvara.
Kontrollmjukvaran är där du hittar alla inställningar som är relaterade till din motionsplattform. Eftersom kontrollmjukvaran ansvarar för att omvandla telemetridata till rörelsekommandon är det den naturliga platsen att ha inställningarna som styr denna omvandling.
Kontrollmjukvarans funktioner kan variera från spel till spel eftersom varje spel är implementerat olika. Vissa spel matar ut mer detaljerad telemetridata medan andra saknar eller har begränsat stöd för telemetri. En korrekt fysiksimulering kombinerad med detaljerad telemetridata ger vanligtvis den bästa rörelsen.
Tillbehör
Vanliga tillbehör inkluderar force-feedback-rattar, pedaler, handbromsar och knappboxar. Men det finns också mindre kända tillbehör. Låt oss titta på några av dessa.
Bass shakers är kraftfulla elektromagneter utformade för att omvandla ljudsignaler till vibrationer. Bass shakers är bra komplement till ett Motionssystem. Detta eftersom vibrationer inte lämpar sig väl för en aktuator som drivs av elmotorer: vibrationer tvingar motorn att ständigt byta riktning, och att samtidigt förmedla rörelseledtrådar effektivt är mindre än idealiskt — kompromisser måste göras. Bass shakers å andra sidan är gjorda för att skapa vibrationer. De används därför ofta av riggbyggare och simracers för att lägga till snabb haptisk feedback som motorvibrationer.
Direct drive wheels är en speciell typ av force-feedback-ratt. I en vanlig force-feedback-ratt är rattringen ansluten till motoraxeln med en rem. I en direct drive-ratt är rattringen fäst direkt på motoraxeln. Det finns ingen rem och ingen växel. Och viktigast av allt, motorn är vanligtvis väldigt kraftig. Vissa direct drive-rattar använder en industriell servomotor. De kan potentiellt förmedla force feedback från simulatorn mycket bättre.
Virtuell verklighet
Virtuell verklighet (VR) är en bred term. Vi kommer att begränsa omfattningen till att bara inkludera VR-headset; skärmtekniken.
Spel visas vanligtvis på skärmar. Skärmar visar spelvärlden i två dimensioner på en plan yta. VR-headset å andra sidan visar världen på två olika skärmar, en för varje öga, vilket skapar en 3D-representation av spelvärlden.
Ett VR-headset kan lura din hjärna att tro att du sitter i fordonet. Detta är möjligt genom en kombination av djupseende, huvudspårning och det enkla faktum att headsetet täcker större delen av ditt synfält. Djupseende gör det lättare att uppskatta avstånd och hastigheter. Huvudspårning gör att du kan titta runt genom att helt enkelt röra på huvudet. Detta är bra för kurvtagning och att hitta bromszoner och att inte krascha in i dina motståndare.
Det finns nackdelar med VR-headset. Många får åksjuka. Detta lindras av motionsplattformar men kräver fortfarande övning för att övervinna. Ett bra råd är att öva i korta pass på max 10 minuter och sluta innan du känner dig illamående. Hårdvarukraven är höga. En konsekvent hög bildfrekvens är avgörande för en bra upplevelse, vilket kräver en snabb och modern dator. Det finns många olika "drivrutiner" för VR-tekniken — SteamVR, WMR och OpenXR — vilket gör det lite knepigt att få det att fungera med alla titlar och märken av VR-glasögon. Det finns två lösningar för spårning av VR-glasögonens rörelse: en är lighthouses, den andra inside-out-spårning. Lighthouses verkar mindre benägna att få spårningsfel. Och till sist, i VR är det svårt att se och höra vad som händer runt omkring dig i den verkliga världen.
Motionssystem och VR-headset är en perfekt kombination. Men eftersom kameran i spelet följer VR-headsetet kommer den också att följa rörelse som orsakas av motionssystemet. Inbromsning, till exempel, kommer tillfälligt flytta din vy nära instrumentpanelen. Det kan vara en "immersion breaker". Rörelseannullering (eller rörelsekompensation) mildrar detta genom att subtrahera riggens rörelse från din egen. Rörelseannullering är med andra ord mycket önskvärt.
SIMRIG Control Center har inbyggd rörelseannullering och stöd för alla VR-headset.
Ultrabreda skärmar blir allt mer populära. De har ofta ett bildförhållande på 21:9 eller 32:9 vilket möjliggör ett bredare perspektiv än en vanlig 16:9 skärm. Den bredare vyn och det mindre fotavtrycket jämfört med en tre-skärmsuppsättning gör dem till ett attraktivt alternativ. Om du planerar att montera skärmen på din motorrigg är de det bättre valet. Men eftersom de är breda kan extra stöd behövas för att förhindra att de vickar.
Tre-skärms-uppsättningar används ofta i simracing. I en tre-skärmsuppsättning är tre skärmar arrangerade i en halvcirkel. En skärm framför föraren, och en skärm till vänster, och en till höger. Detta ger en högre känsla av fart. Det är möjligt att uppnå ett nästan 180 graders synfält utan behov av ett VR-headset. Hårdvarukraven är fortfarande höga men åksjuka är mindre benägna att orsaka problem. Tre-skärmsuppsättningar är bäst att hålla borta från rörelseriggen — använd ett separat skärmstativ istället.