Un semplice simulatore di volo

In un simulatore di volo 3D con un livello di realismo di Crimson Skies (come in, livello arcade piuttosto che realistico), come si determina il movimento di un aereo per ogni tick di gioco?

(Crimson Skies è un simulatore di volo simile a un arcade: http://youtu.be/OWmYt0LZDnU?t=3m )

Presumo che il gioco avanzi a passi fissi, e ogni passo ogni oggetto in movimento si muove in linea retta con velocità costante dalla sua posizione corrente a quella successiva.

Quali parametri di base sarebbero necessari per determinare la massa, la velocità, l'acceleratore .etc. Inoltre come li combineresti?

Per capire come simulare il volo aerodinamico, bisogna prima capire quali forze influenzano il movimento di un aereo. La traiettoria effettiva di un aereo è la somma di tutti questi effetti fisici:

La prima e la seconda legge del moto di Newton

1. Un oggetto si muove a velocità costante, a meno che non venga attaccato da una forza.
2. L'accelerazione di un corpo è direttamente proporzionale e nella stessa direzione della forza netta che agisce sul corpo e inversamente proporzionale alla sua massa. Pertanto, F = ma, dove F è la forza netta che agisce sull'oggetto, m è la massa dell'oggetto e a è l'accelerazione dell'oggetto.

Spinta del motore

La spinta del motore è una forza che accelera un velivolo in avanti e di solito può essere controllata dal giocatore. L'accelerazione è la potenza del motore divisa per la massa dell'aeromobile.

Gravità

La gravità accelera costantemente verso il basso un velivolo con una velocità di 9,81 m / s². In teoria, la gravità diminuisce quando si sale, ma all'altezza in cui operano i normali velivoli, questo può essere ignorato.

Resistenza aerodinamica

Più un velivolo si muove, più l'attrito atmosferico rallenta. Ciò è rappresentato da una forza che accelera in una direzione contro la direzione corrente della nave. La forza aumenta in modo quadratico con la velocità (doppia velocità = quattro volte la forza di resistenza). Ma più è alto l'aereo, più sottile è l'atmosfera e minore è la forza di resistenza. La velocità massima di un aeromobile è quella in cui le forze generate dalla spinta del motore e dalla resistenza aerodinamica si annullano a vicenda.

Potrebbe sembrare controintuitivo, ma avere una costante di resistenza più forte renderà il tuo gioco più facile da giocare (più simile ad un arcade), perché il trascinamento è la forza che impedisce all'aereo di volare nella direzione che il giocatore non vuole volare più (come quando si vola su una curva). Quindi più trascinamento = aerei più lenti e più manovrabili. Puoi migliorare ulteriormente questo aumentando la resistenza quando c'è una differenza tra la direzione di rotta e la direzione di movimento del piano (questo non è nemmeno irrealistico - il profilo aerodinamico di un piano è ottimizzato per la minima resistenza dell'aria quando il piano sta volando dritto ).

Sollevamento aerodinamico

Questa è la forza che fa effettivamente volare un aereo. È generato dalle ali. Maggiore è la superficie delle ali, maggiore è la portanza generata e accelera il piano verso l'alto (rispetto alle ali, non al suolo. Quando il piano rotola lateralmente, anche il sollevatore lo sta accelerando lateralmente). Proprio come la resistenza atmosferica, l'ascensore è relativo alla velocità e alla densità atmosferica.

Superfici di controllo

Un piano controlla la sua direzione con diverse superfici di controllo per beccheggio, imbardata e rollio. Una superficie di controllo funziona solo quando il piano si sta muovendo. La sua efficienza è proporzionale alla velocità attuale e alla densità atmosferica. Notare che le superfici di controllo cambiano solo la direzione in cui punta il piano, non la direzione in cui si sta muovendo. Ciò influisce sulla direzione di spinta e sollevamento e quindi gradualmente sulla direzione del movimento.