Тривимірна симуляція фізики автомобіля в реальному часі: крутний момент двигуна, тертя шин за формулою Пачейки, аеродинамічний опір та перенесення ваги в поворотах.
Симуляція відтворює крутний момент трансмісії, ковзання шин (формула Пачейки), аеродинамічний лобовий опір та перенесення ваги при прискоренні й гальмуванні.
Використовуй стрілки або екранні кнопки для газу, гальма та керма. Спробуй різкий поворот на великій швидкості, щоб відчути недостатню поворотність.
Болід Формули-1 створює настільки великий аеродинамічний притиск, що теоретично міг би їхати вгору ногами у тунелі при швидкості понад ~130 км/год.
Ця 3D-демонстрація в реальному часі моделює, як автомобіль розганяється, гальмує, керує та дрифтує, рухаючись процедурно згенерованим нерівним рельєфом. Вона поєднує кінематичну велосипедну модель керування з поздовжнім балансом сил: чисте прискорення дорівнює рушійній силі мінус аеродинамічний опір і опір кочення, поділеним на масу. Бічна швидкість, незалежна пружина-демпфер на кожному колесі та перерозподіл ваги додають відчуття справжнього автомобіля, і все це інтегрується кадр за кадром з покроковим часом dt.
Ви керуєте клавішами W/S для газу й гальма, A/D для повороту, Space — ручне гальмо, що зриває задні колеса в дрифт, і Shift — обмежений нітро-прискорювач, що піднімає максимальну швидкість. C перемикає чотири камери, V вмикає денне й нічне освітлення, O перемикає затінення SSAO, а R скидає авто. Ці самі ідеї лежать в основі гоночних ігор, тренажерів для водіїв та електроніки контролю тяги й стабільності, що утримує справжні авто на слизькій дорозі.
Що саме показує ця симуляція?
Вона показує керований 3D-автомобіль, що підкоряється спрощеній динаміці транспортного засобу: розгін, гальмування, залежне від швидкості керування, зчеплення в поворотах, дрифт і хід підвіски на горбкуватому ландшафті. Приладова панель відображає швидкість у км/год, синтетичну передачу, оберти двигуна, залишок заряду нітро та одометр, тож ви можете бачити, як фізика реагує на ваші дії в реальному часі.
Як працює модель керування?
Вона використовує кінематичну велосипедну модель, де чотири колеса зводяться до одного переднього й одного заднього. Курс авто оновлюється приблизно як theta плюс (v поділене на L) помножене на синус кута повороту, помножене на dt, де v — швидкість, а L — колісна база. Ефективність керування також залежить від швидкості, тож темп повороту поводиться природніше, коли ви сповільнюєтесь або прискорюєтесь.
Яке ключове рівняння лежить в основі прискорення?
Поздовжній рух підкоряється другому закону Ньютона: F дорівнює m помножене на a. Симуляція обчислює прискорення як рушійну силу мінус аеродинамічний опір і опір кочення, поділені на масу. Константи в коді задають межі: максимальна швидкість близько 22 одиниць, прискорення 12, сила гальмування 20 і тертя 3.8, причому нітро додає приблизно 9 до максимальної швидкості, поки діє.
Автомобіль відстежує окрему бічну швидкість, яка накопичується, коли ви різко проходите поворот. Зазвичай висока константа бічного зчеплення близько 13 швидко гасить цей боковий рух. Натискання Space вмикає ручне гальмо, яке знижує зчеплення приблизно до 1.8, тож задня частина зривається й авто дрифтує, доки зчеплення не відновиться.
Утримання Shift витрачає обмежений запас нітро й тимчасово піднімає максимальну швидкість приблизно на дев'ять одиниць, випускаючи з вихлопу частинки синього полум'я. Запас вичерпується під час прискорення та повільно відновлюється, коли ви відпускаєте клавішу, тож ним потрібно керувати, а не покладатися безперервно.
W або стрілка вгору розганяє, S або вниз гальмує й здає назад, а A та D повертають ліворуч і праворуч. Space — ручне гальмо й тригер дрифту, Shift — нітро-прискорювач, C перемикає камери стеження, низьку, з капота та з висоти пташиного польоту, V вмикає день і ніч, O вмикає чи вимикає затінення SSAO, а R скидає авто на старт.
Кожне з чотирьох коліс має незалежну пружину-демпфер, що зчитує висоту рельєфу під ним і штовхає колесо вгору або вниз. Це дозволяє кузову нахилятися й кренитися, стискатися на горбах і відскакувати після них, даючи помітне присідання при розгоні та клювання при гальмуванні замість жорсткого, рівного ходу.
Це правдоподібне аркадне наближення, а не інженерна модель. Вона передає правильну якісну поведінку, як-от обмежену опором максимальну швидкість, втрату зчеплення в дрифтах і хід підвіски, але опускає детальні криві проковзування шин, реальні передавальні числа та повну динаміку шасі. Числа підібрані для веселощів і чутливості, а не для відповідності конкретному автомобілю.
Справжні шини досягають пікового зчеплення не тоді, коли котяться ідеально, а коли проковзують на кілька відсотків — оптимальний коефіцієнт проковзування. Саме тому антиблокувальні гальма пульсують: колесо, що ледь ковзає, зупиняє авто швидше, ніж повністю заблоковане. Механіка дрифту тут — спрощений натяк на цей зв'язок зчеплення й проковзування.
Ті самі ідеї балансу сил і зчеплення керують гоночними та водійськими відеоіграми, професійними тренажерами для навчання водіїв і автоспорту, а також логікою керування в сучасних авто. Антиблокувальні гальма, контроль тяги та електронні програми стабілізації покладаються на безперервне оцінювання проковзування коліс і бічного руху — саме тих величин, що відстежує ця симуляція.