Wie bestimmen Sie in einem 3D-Flugsimulator mit einem Realismus von Crimson Skies (wie in Arcade-Level statt realistisch) die Bewegung eines Flugzeugs bei jeder Spieluhr?
(Crimson Skies ist ein Arcade-ähnlicher Flugsimulator: http://youtu.be/OWmYt0LZDnU?t=3m )
Ich gehe davon aus, dass das Spiel in festen Schritten voranschreitet und jeder Schritt jedes sich bewegende Objekt in einer geraden Linie mit konstanter Geschwindigkeit von seiner aktuellen Position zur nächsten bewegt.
Welche grundlegenden Parameter würden Sie benötigen, um die Masse, Geschwindigkeit, Drossel usw. zu bestimmen. Wie würden Sie sie auch kombinieren?
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Wille
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Antworten:
Um zu verstehen, wie man einen aerodynamischen Flug simuliert, muss man zuerst verstehen, welche Kräfte die Bewegung eines Flugzeugs beeinflussen. Die tatsächliche Flugbahn eines Flugzeugs ist die Summe aller dieser physikalischen Effekte:
Newtons erstes und zweites Bewegungsgesetz
Motorschub
Der Schub des Triebwerks ist eine Kraft, die ein Flugzeug vorwärts beschleunigt und normalerweise vom Spieler gesteuert werden kann. Die Beschleunigung ist die Leistung des Triebwerks geteilt durch die Masse des Flugzeugs.
Schwere
Die Schwerkraft beschleunigt ein Flugzeug ständig mit einer Geschwindigkeit von 9,81 m / s² nach unten. Theoretisch wird die Schwerkraft geringer, wenn Sie höher steigen. In der Höhe, in der normale Flugzeuge operieren, kann dies jedoch ignoriert werden.
Aerodynamischer Widerstand
Je schneller sich ein Flugzeug bewegt, desto langsamer wird es durch atmosphärische Reibung. Dies wird durch eine Kraft dargestellt, die in einer Richtung gegen die aktuelle Richtung beschleunigt, in die sich das Fahrzeug bewegt. Die Kraft nimmt quadratisch mit der Geschwindigkeit zu (doppelte Geschwindigkeit = vierfache Widerstandskraft). Aber je höher das Flugzeug fliegt, desto dünner ist die Atmosphäre und desto geringer ist die Widerstandskraft. Bei der Höchstgeschwindigkeit eines Flugzeugs heben sich die durch Triebwerksschub und Luftwiderstand erzeugten Kräfte gegenseitig auf.
Es mag kontraintuitiv klingen, aber eine stärkere Drag-Konstante macht Ihr Spiel tatsächlich einfacher (Arcade-ähnlicher), da Drag die Kraft ist, die das Flugzeug daran hindert, in die Richtung zu fliegen, die der Spieler nicht möchte fliege nicht mehr (wie beim Fliegen einer Kurve). Also mehr Luftwiderstand = langsamere und wendigere Flugzeuge. Sie können dies weiter verbessern, indem Sie den Luftwiderstand erhöhen, wenn zwischen der Kursrichtung und der Bewegungsrichtung des Flugzeugs ein Unterschied besteht (dies ist nicht einmal unrealistisch - das aerodynamische Profil eines Flugzeugs ist für den geringsten Luftwiderstand im Flugzeug optimiert fliegt gerade ).
Aerodynamischer Auftrieb
Dies ist die Kraft, die tatsächlich ein Flugzeug zum Fliegen bringt. Es wird von den Flügeln erzeugt. Je größer die Flügeloberfläche ist, desto mehr Auftrieb wird erzeugt und das Flugzeug wird nach oben beschleunigt (relativ zu den Flügeln, nicht zum Boden. Wenn das Flugzeug seitwärts rollt, beschleunigt der Auftrieb es auch seitwärts). Genau wie der Luftwiderstand ist der Auftrieb relativ zu Geschwindigkeit und atmosphärischer Dichte.
Steuerflächen
Ein Flugzeug steuert seine Richtung mit verschiedenen Steuerflächen für Nick, Gieren und Rollen. Eine Bedienoberfläche funktioniert nur, wenn sich das Flugzeug bewegt. Sein Wirkungsgrad ist proportional zur aktuellen Geschwindigkeit und atmosphärischen Dichte. Beachten Sie, dass Steuerflächen nur die Richtung ändern, in die die Ebene zeigt, nicht die Richtung, in die sie sich bewegt. Dies beeinflusst die Schub- und Hubrichtung und damit allmählich die Bewegungsrichtung.
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