Flugmodell und Steuerung

Grüße Sternenbürger,

es ist wirklich Klasse zu sehen wie viele von euch sich einen ersten Vorgeschmack auf die Raumkämpfe in Star Citizen holen. Das Team und ich beobachten eure Streams auf Twitch sehr eifrig und lesen  eure Feedbacks im Forum sehr aufmerksam durch. Zwei der heißesten Themen waren das Flugmodell und die Vor- und Nachteile von verschiedenen Eingabegeräten. Also dachte ich, dass ich mir einen Moment eurer Aufmerksamkeit nehme und euch einige Einblicke in diese beiden Themen  geben.

Das Flug Modell

Die meisten Weltraumspiele (einschließlich meiner eigenen von früher) sind eine erheblich vereinfachte Simulation, üblicherweise wie ein Flug Modell in der Atmosphäre, aber ohne Schwerkraft, Luftwiderstand. Außerdem haben die Schiffe vordefinierte Nick, Roll und Gier Raten und eine lineare Beschleunigung mit einer vordefinierten Höchstgeschwindigkeit. Wenn du den Joystick bewegst, dann dreht sich dein Schiff mit einer vordefinierten Rate unabhängig vom Trägheitsmoment des Schiffes.

Star Citizen macht das nicht. Das Modell das wir benutzen entspricht dem eines echten Raumschiffes inklusive der korrekten Anwendung der Schubkraft und der entsprechenden Stellen an denen die Schubdüsen am Rumpf angebracht sind. In unserem Modell ist das Trägheitsmoment, Masseveränderung und Gegenschub sehr wichtig. Die physikalische Simulation des Raumfluges in Star Citizen basiert auf dem was tatsächlich im Raum geschehen würde.

Es gibt ein paar Gründe warum wir uns dafür entschieden haben:

1.Wir haben geplant Raumschiffe zu modellieren und zu simulieren, wie ihr es noch nie zuvor gesehen habt. Ich bin der Meinung, dass wir eine Simulation brauchen in der Spieler ein anderes Flugverhalten spüren können wenn  eine Schubdüse beschädigt ist, ein Flügel abgeschossen oder ein Pilot sein Schiff mit Waffen und Munition überlädt. Ich wollte ein System für eine Vielzahl von Schiffen in verschiedenen Größen und mit verschieden Rollen. In Star Citizen kannst du von einem einsitzigen Schiff von 15 Metern Länge bis hin zu einem Schiff von über einem Kilometer Länge mit vielen Besatzungsmitgliedern alles haben. Ich will das diese Schiffe ihre eigene Identität besitzen und sich genauso wie Autos mit unterschiedlicher Größe und anderem Gewicht radikal anders anfühlen. Ich will Schiffe haben die nicht nur eine schnellere oder langsamere Version des Grundschiffes sind.

2. Der zweite Punkt ist, dass es in Star Citizen eine erhebliche Menge von Spieler gegen Spieler Gefechten geben wird. Ich weiß das viele Leute Wing Commander Armada gespielt haben, es war das erste Wing Commander Spiel mit Mehrspieler Teil, aber so richtig Spaß hat es im Battle Modus nicht wirklich gemacht. Wenn du ein Einzel Spieler Spiel entwirfst, dann kannst du die KI bewusst dümmer halten um die Spieler leichter an die Gegner rankommen zu lassen, damit sie sie leichter abschießen können um dem Spieler so ein Erfolgserlebnis zu bescheren. Es gibt kaum etwas das mehr Spaß macht als eine Welle von zehn feindlichen Kilrathi Jägern abzuschießen. Aber lasst uns doch mal ehrlich sein, dass der Spieler zehn Feinde abschießen kann hat doch nicht wirklich was mit können zu tun, sondern das funktioniert nur, weil der Spieler üblicherweise stärker ausgerüstet ist als seine KI Gegner. Im Mehrspieler Teil kannst du so etwas aber nicht machen, denn dort ist es üblich, dass alle Spieler das gleiche Schiff haben. Ohne eine anspruchsvolle Simulation und einem Flugmodell in dem man viele verschiedene Taktiken ausprobieren kann, können solche Schlachten schnell zu etwas frustrierendem werden, da beide Piloten das selbe Schiff haben und keiner in den Rücken des anderen kommen kann, weil sie beide den selben Kräften (Gravitation und Luftwiderstand) unterliegen.

Dies sind die Gründe warum wir diesen Weg gewählt haben und die Physik vollständig mit eingebaut haben. Du kannst dein Schiff im Weltraum kontrollieren und bewegen ohne Abkürzungen nehmen zu können.

In genau der gleichen Weise simulieren wir auch die Schiffs Systeme. Die Waffen, Triebwerke, Kraftwerk, Kühlkörper, Radar, Kraftstofftanks, Batterien, Zielsystem, CPU, HUD und auch das Intelligent Flight Control System sind alle mit „Leitungen“ verbunden. Es gibt Leitungen für Strom, Wärme, Kraftstoff-und CPU-Zyklen. Der Zielcomputer benötigt Energie aus dem Kraftwerk und CPU Zyklen vom Schiffs Computer und Positions Informationen vom Radar, um ein Ziel berechnen zu können. Wenn nicht genug CPU Zyklen vorhanden sind, werden die Ziele langsamer berechnet oder der Zielcomputer stellt seine Arbeit ganz ein. Wenn du nicht genug Wärme von den Waffen ableiten kannst ist es möglich, dass sie überhitzen und vielleicht sogar beschädigt werden können. Wenn dir einer deiner Flügel, in dem sich Wärmetausche befinden, abgeschossen wird, solltest du besser deine Wärmeleistung reduzieren.

Durch die vollständige Simulation sowohl der Systeme als auch der Physik bringen wir eine große Vielfalt in das Spiel. Sogar die Schiffsladung hat eine sehr wichtige Funktion und ist nicht einfach nur Ladung. Ihr Gewicht beeinflusst die Reaktionsfähigkeit und Flugeigenschafften des Schiffes. Wie im militärischen Bereich könnt ihr euch dazu entscheiden redundante Systeme einzubauen um eure Überlebensfähigkeit zu steigern. Ihr könnt natürlich auch eure Schlagkraft auf Kosten der Manövrierfähigkeit erhöhen.

Klingt ziemlich cool, oder? Warum also die ganze Aufregung?

Genaues Fliegen  in der Space Simulation ist doch etwas anderes als das atmosphärische Flug Model. Im Space gibt es keine aerodynamische Kraft wie Heb- und Senkkraft und somit sind seitliche und lineare Trägheit umso wichtiger. Solange ihr nicht eine Gegenkraft gegen den linearen oder seitlichen Momentum gibt, wird es in der Richtung ungebremst weiter gehen. Wenn ein Spieler den Hebel nach hinten zieht, werden die Thruster gezündet und kreieren eine Rotation, die das Schiff in seinem Winkel beschleunigt. Wenn Ihr jetzt den Hebel  auf null stehend los lasst, so muss das IFCS rückgängig den Gegenschub zünden um euch dann auf dem Winkel zu halten auf dem Ihr weiter fliegen wollt. Außer ihr habt ein Schiff, das immense überdimensionierte Thruster hat, da wird dies nicht grad auf der Stelle passieren. Denn das ISCF ist kein Hellseher und weiß nicht wann ihr eure Flugrichtung ändern wollt und kann somit nicht voraussehen, was ihr machen wollt. Wenn der Pilot selbst nicht etwas mithilft und somit die Steuerung vereinfacht wird es passieren, dass man überdreht. Denkt mal wie in einem Auto, das ihr stoppen wollt. Du hast da ein gutes Gefühl dafür, wann Du abbremsen musst wenn Du an einer Kreuzung zum Stillstand kommen möchtest. Du weißt selbst, dass Du nicht mit 50 Km/h auf der Stelle bremsen kannst. Dieses Verhalten ist recht unterschiedlich für ein Flugzeug, das seine Richtung mit den Flügeln kontrolliert auf die der Wind direkt eine Einwirkung hat. Somit ist der Neigungswinkel direkt in Proportion mit der Stellung der Ruder und der Klappen.

Das heißt nun zu einem gewissen Level, dass Du schon vorher aktiv darauf achten musst wohin Du willst und es vorgängig schon in die Richtung steuern. Wenn Du vorher das atmosphärischen Flug Model gewohnt warst und nun in einem Momentum getriebenen Model bist, kann es schnell passieren, dass man übersteuert. Da der Gegenschub nicht auf der Stelle eintritt, kann man es korrigieren in dem man gegensteuert.  Dies ist der Grund warum man ab und an denkt, dass das Schiff zappelig reagiert wenn man was anvisieren möchte.

Da dies nicht das Gewohnte ist was die Leute bisher nutzten, denken manche in der Community, dass dieses Flugmodel „falsch“ ist.

Aber wenn ihr bedenkt was wir hier machen, so erlauben wir eine größere Variation und Nuancen in Flug und Kampf als wir es bei vereinfachten Wing Commander hatten. Wenn Du gut Auto fahren möchtest, ist es auch eine Frage des Übens und Du musst vorher darüber nachdenken in welche Richtung du fahren möchtest.

Heißt das nun, dass ich denke das System ist perfekt?

Nein!

Dies war auch einer der Gründe warum wir es euch in die Hände geben wollten, damit ihr es testen könnt.  Es ist wunderbar, wie sich die Leute damit auseinander setzen und Ihr Feedback geben. Es ist auch sehr erfreut zu sehen, dass Leute die vorher das Model nicht mochten nun von den anderen Spielern, die mit Ihren Erfahrungen kommen, Potential darin sehen. Das heißt nicht, dass alle Spieler es nun lieben, doch aber offen für neues sind.

Es heißt aber nicht, dass ich nun zufrieden bin mit dem wo wir zurzeit sind. Mein Ziel ist es all die Nuancen einbinden zu können die ich oben beschrieben habe, für die Spieler die sich da richtig rein steigern wollen, doch aber es auch so angenehm wie möglich zu halten für die Wing Commanders unter uns die in dem Spiel und Genre noch etwas neu sind.

Der Schlüsselpunkt ist sich im Kopfe zu behalten, dass das IFCS nur ein Interface von der physikalischen Simulation des Schiffes und den Thrustern ist, mit ihrem Ausstoß an Energie. Es ist nicht das Model selbst. Ich sehe viele Posts die darüber sagen, es bräuchte ein Newtonian  Mode. Die physische Simulation ist schon ein volles Newtonian Model. Was wir versuchen zu realisieren ist, dass das Fliegen wie ein Interface vom Piloten mit Kabeln zu den Thrustern ist. Denn kein Mensch kann 8 Thrustern gleichzeitig sagen was sie machen sollen. Aber mit dem ISFC können wir das alles realisieren. Der Punkt ist, was wollen wir die Player machen lassen?

Der erste Durchlauf der verschiedenen Modi – Basis IFCS, De-Coupled, G-Safe und Comstab sind alles verschiedene Modi bei denen wir dachten, dass sie sehr nützlich sein können für verschiedene Situationen.  Viele Leute fragten auch nach dem „echten“ 6DOF, als immer verfügbar zu haben, sprich seitwärts zu fliegen auch im normalen IFCS Modus und zusätzlich im Decoupled Mode. Das sind alles Sachen, mit denen wir noch experimentieren wollen mit zusätzlichen Funktionen wie zum Beispiel:  Zusätzlicher G-Safe Modus für die Drehbegrenzung anstatt der Geschwindigkeitsbegrenzung. Wir werden auch mit den Thrustern etwas rumspielen, die zurzeit die Hälfte oder ein Drittel der Power haben als der Hauptantrieb und dies völlig überpowert ist. Aber es sei auch gewarnt, je schwächer die Thruster sind umso mehr schlittert man mit hoher Geschwindigkeit bis man die gewünschte Richtung erreicht hat.

Um euch einen besseren Überblick über das ISCF zu geben, John Pritchett, der das System entwickelt hat, hat eine detaillierte Beschreibung darüber geschrieben wie das System funktioniert. Ich hoffe, ihr mögt die detaillierte und genau Ausführung die wir hier in Star Citizen versuchen zu erreichen. Vergesst nicht, es gibt noch so vieles mehr als nur den Arena Commander. Und selbst der Arena Commander ist zurzeit noch nicht ganz ausgereift, da wir noch an den HUD und Equipment Arbeiten für eure Schiffe dran sind. Beides eröffnet euch neue Möglichkeiten und Taktiken.

Eingabe Geräte

Es gibt eine große Debatte zu den Eingabe Geräten und zwar sorgt sich die Community um die Joystick bzw. Maussteuerung. Viele sind der Meinung, dass die Maussteuerung das Spiel „Arcade lastig“ machen würde und die HOTAS Besitzer haben das Gefühl, dass ihre Kontroller nicht richtig unterstützt werden.

Lasst mich als erste sagen, dass der Star Citizen Kontroller agnostisch werden soll. Kein Kontroller soll einen Vorteil gegenüber dem anderen haben. Ich persönlich bin ein Joystick Pilot (ich spiele entweder mit  HOTAS oder dem Gamepad) und spiele nicht so gerne mit der Maus. Ich kann mit dem Joystick einfach präziser Steuern als mit einem anderen Kontroller. In unseren Studios wird eine riesige Auswahl von Kontrollern verwendet. Einige bevorzugen die Maus, manche den Joystick, andere HOTAS oder das Gamepad. Ich finde, dies ist die beste Garantie das keines der Eingabe Geräte bevorzugt wird.

Nach diesen Worten werdet ihr erkennen, dass wir viel Arbeit in die Flexibilität und Anpassung der verschieden Steuergeräte stecken müssen um genau dieses Ziel zu erreichen.

Eine unserer Top Prioritäten für den Arena Commander war, dass der User sich seine Tasten frei belegen kann und wir hoffen, euch das schon im nächsten Monat liefern zu können.

Wir arbeiten ebenfalls an den verschiedenen HOTAS Profilen sowie am Feintuning der Steuerfilterung für die Joysticks, um damit hoffentlich ein „schärferes“ Manövrieren bei nur kleinen Bewegungen des Joysticks zu ermöglichen.  Wir haben außerdem noch einige verschiedene Modi        (Kopf- bzw. Blicksteuerung) die den Joystickspieler den Einsatz von kardanisch aufgehängten Waffen erlauben wird, wie es bereits für die Maus Spieler möglich ist. Und wenn ihr der Meinung seid, dass man mit der Maus besser zielen kann, dann fliegt eben mit dem Joystick und zielt mit der Maus.

Gieren und Rollen

Es hat auch einige Diskussionen in Bezug auf das Gieren und dem Fakt das der Pilot nicht von den Auswirkungen der Negativen G-Kräfte (Red und Blackouts von den vertikalen G-Kräften) betroffen ist. Hier gibt es ein paar Dinge zu berücksichtigen. Als erstes, dass  reine Gier Drehungen ohne eine Kurve zu fliegen im Weltraum sicher möglich ist, aber nicht der optimale Weg um eine Drehung zu vollziehen. Ihr könnt mehr Schub erzeugen wenn ihr eine Kombination aus den Seiten- und unteren Triebwerken benutzt als nur mit den Seitentriebwerken. Das IFCS wird euer Schiff automatisch in eine Schräglage bringen und da kommen nun die vertikalen G-Kräfte ins Spiel (bedenkt auch, dass es hier einen Unterschied zum Atmosphärischen Flug gibt bei dem die Schräglage für die Stabilität im Kurvenflug notwendig ist). Als zweites ist die Schräglage bei einer jeden Gierbewegung abhängig von der Schubkraft die das Schiff leisten kann und deshalb variieren auch die vertikalen G-Kräfte Situationsabhänig. Und als drittes treten  Red- und Blackouts sowie Bewusstseins Verluste nur bei vertikalen G-Kräften auf wenn das Blut aus oder in den Kopf gedrückt wird. Gut trainierte und ausgerüstete Piloten sind in der Lage sehr hohen horizontalen G-Kräften ohne signifikanten Verlust der kognitiven Fähigkeiten zu widerstehen.

Für horizontale G-Kräfte ist der limitierende Faktor strukturell. Unglücklicherweise sind diese Einschränkungen noch nicht in unserem Modell implementiert. Aber sobald wir das eingebaut haben wird das Konsequenzen für extreme Kurven ohne Schräglage haben werden. Statt eines Blackouts kann es nun passieren, dass durch die hohen horizontalen G-Kräfte euch ein Treibwerk oder ein Flügel abreißt. Aber falls ihr den G-Safe Modus aktiviert habt, wird euch das die strukturelle Integrität eures Schiffes aufrecht erhalten, da er den Schub bei jedem Manöver limitiert.

Drehturm

Ein Teil der Community zeigt sich besorgt, dass einige der Spieler in den „entkoppelten“ Modus wechseln und dann einfach um ihr Ziel kreisen und feuern werden. Sie sagen, dass würden den Faktor des „Könnens“  und die Qualität aus den Dogfights nehmen. Ich kann euch versichern, dass während unserer internen Multiplayer Tests sich niemand nur im „Decoupled Modus“ bewegt und dieses Manöver ausgeführt…und wenn doch wurde er ziemlich schnell abgeschossen. Der Schlüssel zum Überleben in einem Luftkampf ist ständig in Bewegung zu sein und keine vorhersehbaren Bewegungen auszuführen. Wenn du still stehst oder dich in einem konstanten Vektor bewegst  (und genau das passiert im Decoupled Modus) wirst du sehr schnell getötet. Der Decoupled Modus eignet sich hervorragend für eine schnelle Richtungsänderung um dann sofort wieder in den normalen Modus zurückzukehren. Als  wir die Leistung der Manövrierdüsen optimierten um den Hauptantrieb mehr Bedeutung  für den Decoupled -Modus zu geben, so dass eine schnelle Änderung der  Orientierung möglich ist und man dann wieder in den normalen Flug übergehen kann, dachten wir uns dabei, dass wir so eine schnelle und gute Möglichkeit haben den verfügbaren Schub zu einer Veränderung des Vektors einzusetzen. Ich weiß, dass einige Leute denken, dass die Möglichkeit, die Orientierung viel schneller zu ändern als man das in einer atmosphärischen Flugsimulation machen kann, das Spiel einfacher macht, aber Star Citizen ist eine Weltraumkampfsimulation und  KEINE  atmosphärische Flugsimulation und die Fähigkeit zur Änderung  der Orientierung durch das entkoppeln eures Geschwindigkeitsvektor ist absolut etwas das verwendet werden würde. Und ihr dürft dabei auch nicht vergessen, dass ein großer Teil der Community gefordert hat, die Manöver die ihr in Battle Star Galactica so geliebt habt, möglich zu machen.

Kardanisch aufgehängte und feststehende Waffen

Im Arena  CommanderV1.0 (und in Star Citizen als Ganzes) wird es beides, feststehende Waffen und kardanisch aufgehängten / Türme oder Waffen geben. Die festen Waffen werden eine langsame Autokonvergenz von ungefähr  +/- 5 Grad haben um den Fokus auf einen Punkt zu legen den der User frei wählen kann. Standartmäßig liegt dieser bei der Hälfte der maximalen Reichweite oder er wird auf die Entfernung des momentanen Zieles justiert. Wir hatten leider noch nicht die Zeit diese Funktion fertig zu stellen und behandeln deshalb in der AC Version 0.8 alle Waffen (auch die feststehenden) als kardanisch aufgehängte. Das haben wir gemacht um die Hornet nicht total überlegen gegenüber der 300i und der Aurora zu machen. Aber diese Lösung wird nicht dauerhaft sein.

Feste Waffen werden eine „Lead Indicator“ genau wie echte Kampfflugzeuge haben. Außerdem denken wir darüber nach ob wir nicht das Aussehen des Fadenkreuzes kardanisch aufgehängter Waffen zu verändern. Momentan musst du es nur auf dein Ziel führen und dann übernimmt der Zielcomputer die Waffensteuerung und wenn die gepunktete Linie ebenfalls innerhalb des Fadenkreuzes ist bedeutet das, dass alle Waffen auf das Ziel feuern können. Wir denken darüber nach das ihr den „Look Indicator“ über den „Lead Indicator“ legen müsst um eine Feuerlösung zu erhalten.

Das erlaubt einem Piloten das volle Potential seiner kardanisch aufgehängten Waffen zu nutzen. Wie ihr sicher selbst wisst, ist es nicht immer einfach in eine Richtung zu fliegen und in eine andere zu zielen, wie das im „Freelancer“ Maus Modus möglich war.

Und den Leute die nun denken, dass die kardanisch aufgehängten Waffen den Spielspaß verderben würden sei gesagt, dass diese kardanisch aufgehängten Waffen eine tragenden Säule der aktuellen Militärtechnologie ist und in Zukunft wahrscheinlich noch wichtiger werden wird. Es bedeutet auch nicht, dass diese Waffe automatisch trifft, da du immer noch mit der Nase deines Schiffes zielen musst bevor der Zielcomputer eine Feuerleitlösung findet. Und selbst wenn der Zielcomputer diese Lösung errechnet hat, darf das Ziel nicht plötzlich Geschwindigkeit oder Richtung ändern.

– Chris Roberts

Übersicht  zum Intelligenten Flug Kontrollsystem

In Star Citizen ist das IFCS ein Flug Kontrollsystem, das dem Piloten hilft sein Raumschiff zu steuern. Er überträgt die Handlungen des Piloten in die Thruster des Schiffes um das steuern zu gewährleisten, auch wenn der Antrieb suboptimal oder gar ausgefallen ist. Es ist ein adaptives System, das in Kombination mit Sensoren und Rückmeldungskontrolle die Flugbahn des Schiffes selbst, mit die der gewünschten Eingabe des Piloten übereinstimmt und somit die Fehlerquelle verringert. Es ist auch tolerant gegenüber Ausfälle von Thrustern die es mit seinem „Control Moment Gyro“ kompensiert und es versucht auszugleichen und wenn möglich, auch die volle Kontrolle dem Piloten zu gewährleisten. Auch wenn man nur noch einen Thruster hat, kann derPilot, auch wenn unter erschwerten Bedingungen sein Schiff steuern.

Das ISCF umfasst viele Subsysteme die miteinander zusammen arbeiten um das Raumschiff stabil und kontrolliert zu steuern. Dies sind:

• Propulsion and Attitude Control (PAC) – Das PAC (Antrieb und Fluglage) beherbergt alle Thrusters, die zusammen die Rotations- und seitliche Schiebungsaktion erstellen und die „Control Moment Gyro“ (CMG) Einheit, die für die Lage des Schiffes zuständig ist. Es enthält auch all die Schaltkreise und die Kontrollsoftware für diese Einheiten.

• Primary Control System (PCS) – Das Primäre Kontrollsystem(PCS) ist die Schnittstelle zwischen dem Piloten und dem ISCF. Er wandelt die Aktionen des Piloten in Kommandos für das virtuelle Kontrollgerüst um, das wiederum die gewünschte Richtung des Piloten bestimmt. Das virtuelle Kontrollgerüst beherbergt eine Anzahl an Kombinationen von Richtungen, Rotationen, Winkeln und Referenz Fluglagen. Das virtuelle Gerüst repräsentiert den ideale Zustand des Schiffes unter perfekter Kontrolle, so dass die Handlungen des Piloten innerhalb dieses Gerüstes sind und somit die Fehler des Piloten limitiert.

• Reaction Control System (RCS) – Der physikalische Zustand des virtuellen Gerüstes (PCS) wird durch die Thrusters und des CMG in Zusammenhang mit der Handlung des Piloten bestimmt. Unter diesen Umständen funktioniert das PCS perfekt und ist Synchron mit der Fluglage des Schiffes. Unter Umständen, wie suboptimale oder versagende Thruster durch Einwirkung von Beschuss oder Explosionen kann die eigentliche Fluglage mit der des virtuellen Gerüstes abweichen. Wenn dies passiert, ist es die Aufgabe des Reaktionskontrollsystem (RCS) die Abweichung auszugleichen. Um dies zu bewältigen, nutzt es die Thrusters wie auch das „Control Moment Gyros“ zusammen. Wenn es nicht in der Lage ist die Fluglage in einer gewissen Zeit zu synchronisieren, wird es das virtuelle Gerüst neu laden um es mit den Daten der neuen aktuellen Fluglage zu versehen um den Piloten vor Orientierungslosigkeit zu schützen.

• Anti-gravity System (AGS) – Das Antigravitationssystem (AGS) ermittelt und kompensiert die Gravitation und im Generellen auch die Einwirkung auf das Schiff von außerhalb um es auf der Flugbahn zu halten.

• Turn Control System (TCS) – Das Wendekontrollsystem (TCS) hilft dem Piloten stabile Wendungen zu erreichen. Bei höheren Geschwindigkeiten, reichen meistens die Thruster nicht aus um eine stabile Wende zu erlangen und das Schiff kommt ins schlittern, die meistens mit einer Kollision enden. Normalerweise reduziert ein Pilot die Geschwindigkeit bei einer Wende, doch das TCS übernimmt hier die Regelung der Geschwindigkeit mit der Regulierung des Vorwärtsschubes um die gewünschte Wende zu gewährleisten. Das System merkt sich die optimale Verfügbarkeit des Schubes mit der kalkulierten Wendegeschwindigkeit.

• G-force Control Mode (GCM) – Das G-Kräfte Kontrollsystem ist ein Sicherungsmodus, das die Limitierung der ausgesetzten G-Kräfte auf den Piloten reguliert. Die primäre Gefahr eines Piloten ist es, wenn er einer längeren, erhöhten Aussetzung der vertikalen G-Kräfte unterliegt. Dies kann zu Blackouts, Orientierungslosigkeit wie auch, wenn nicht behoben, bis zum Tode führen. Horizontale G-Kräfte von extremer Auswirkung sollten auch vermieden werden, da sie nicht nur physikalische Schäden am Piloten anrichten sondern auch strukturelle Schäden am Schiff auftreten können.Zusätzlich zu diesen Standard Subsystemen können noch andere Funktionen implementiert werden, in erweiterten Systemen.

IFCS Funktionsweise

IFCS nimmt die Steuerungseingaben des Piloten an, welche eine Vielzahl an Befehlen enthalten können, aber letztendlich in 3 Bewegungs- und Rotationsrichtungen übersetzt werden. Zusätzlich können andere Piloteneingaben in diversen Phasen vom IFCS Steuerungssystem verwendet werden.

Sobald Eingabewerte von IFCS Modulen wie der Richtungsänderungskontrolle und G-Kraftregelung verändert wurden, Geschwindigkeitslimits eingebunden wurden, usw. werden die modifizierten Eingabewerte an das primäre Steuerungssystem (PCS) weitergegeben, welches sowohl den PID-Controller für die Linear- als auch jenen für die Kreisgeschwindigkeit enthält. Diese Steuerungsfunktionen berechnen die optimale Kraft und das optimale Drehmoment welche, wenn sie auf das Schiff angewandt werden, die angeforderte Bewegung verursachen.

Gleichzeitig wird die Ausrichtung ausgelesen und an das Reaktionssteuerungssystem (RCS) weitergegeben, wo ein PID-Controller verwendet wird, um die reale Ausrichtung des Schiffes der Zielausrichtung, die vom PCS erhalten wird, anzugleichen. Die Steuerungseinheit erzeugt dann eine Ausgabe, welche den Ausrichtungsfehler optimal korrigiert.

Letztendlich werden noch bestehende Kraftfelder, typischerweise Schwerkraft, an das Antischwerkraftsystem weitergegeben, welche die nötige Gegenkraft berechnet.

Sobald die benötigten Kräfte und Drehmomente berechnet wurden, werden ihnen die Schubkräfte sortiert nach Priorität von hoch zu niedrig zugeordnet. Antischwerkraft (AGS) wird hierbei zuerst zugewiesen, da ein Fehler in der Generierung von ausreichend Gegenschub katastrophal enden könnte. Anschließend wird das Reaktionssteuerungssystem (RCS) versorgt, wobei die Ressourcen erst vom Primärschubsystem abgezogen werden und anschließend, wenn nicht genug Schub verfügbar ist, vom Drehsteuerungsgyroskop (CMG). Und am Ende, als niedrigste Priorität, werden Verschiebebewegungen (Strafing) umgesetzt.

Nach kurzer Zeit, sobald das Schubsystem die IFCS Kommandos ausgeführt hat, lesen Sensoren die aktuelle Schiffsposition aus, welche vom erwarteten Zustand abweichen kann, weil Schubdüsen ausgefallen sind, unkompensierte externe Kräfte gewirkt haben, usw., und gibt diese dann wieder an das IFCS zurück, welches den Vorgang wiederholt.

Geschwindigkeits- und Ausrichtungssteuerung

Da das IFCS sich nicht vollständig auf das Schubsystem verlassen kann um die angeforderte Bewegung auszuführen, benutzt es einen PID (Proportional Integral Derivative) Controller, um den Fehler zwischen gewünschtem Status und gemessenem Status zu minimieren. Diese Controller werden sowohl vom primären Steuerungssystem verwendet, um die optimale Kraft und das optimale Drehmoment für die Ausführung der Steuerungsbefehle zu berechnen, als auch vom Reaktionssteuerungssystem, um die Ausrichtung zu halten.

PID Controller können modifiziert werden um eine Reihe an Reaktionscharakteristika zu haben. Am Beispiel Geschwindigkeit wird ein Überdämpfer Controller das Schiff sehr schnell in Richtung der Referenzgeschwindigkeit beschleunigen, darüber hinweg schießen und etwas schwanken wenn es sich der Zielgeschwindigkeit angenähert hat. Ein Unterdämpfter Controller wird langsamer beschleunigen und ohne über die Zielgeschwindigkeit hinauszuschießen diese annehmen. Ein kritisch gedämpfter Controller wird optimal beschleunigen, um möglichst schnell die Zielgeschwindigkeit zu erreichen, ohne über sie hinauszuschießen. Die primären Steuerungssystemcontroller, die für Linear- und Kreisgeschwindigkeitssteuerung verantwortlich sind können dynamisch eingestellt werden. Basierend auf der Stärke der Eingaben des Piloten können diese von schwacher bis hin zu aggressiver Beschleunigungsreaktion reichen. Des Weiteren könnten einzelne Piloten eine mehr oder weniger starke Beschleunigungsreaktion bevorzugen.

Die tatsächliche Antwortzeit des IFCS Controllers ist nicht nur von den Einstellungen abhängig, sondern auch von der Reaktionszeit der Schubsystemkomponenten.

Schubsystem  / Propulsion System Thrusters

Die Primärkomponente des Schubes auf den meisten Schiffen wird der Thruster sein. Das Star Citizen Flugmodell bietet eine 100% realitätsgetreue Modellierung, die die Position jedes Thrusters relativ zum Zentrum der Masse des Schiffes, sowie die maximale Schubkraft und Reaktionszeit jedes Thrusters in die Berechnung mit einbezieht. Unter idealen Bedingungen werden die Thruster ausgeglichen und auf das vorgesehene Massezentrum des Schiffes wirken. Dies erlaubt dem Schiff optimale Kontrolle über die Thruster. In diesem Bild sind die oberen, hinteren Thruster ausgeglichen um das Massezentrum positioniert und werden kein Drehmoment auf die Z-Achse anwenden

Wenn Schaden erlitten wurde kann es passieren, dass sich das Massezentrum verschiebt und somit das Thrustersystem destabilisiert. Im folgenden Bild sind die Thruster nicht mehr ausgeglichen um das Massecenter positioniert.  Geben die Thruster Schub wird ein Drehmoment auf die Z-Achse angewendet, was zu einem Drehen auf ihr führt (Yaw). IFCS wird versuchen, dieses Drehmoment zu kompensieren, indem andere Thrusterpaare verwendet werden, um ein Gegendrehmoment zu erzeugen und – wenn es dies nicht kann – wird versuchen, das Drehmoment durch ein Reduzieren des Schubes der Thruster auszugleichen.

Schaden und andere Gegebenheiten können auch den möglichen maximalen Schub, die Reaktionszeit oder sogar die Genauigkeit jedes Thrusters verringern, oder ein Thruster könnte vollkommen funktionslos oder komplett verloren werden. Jede dieser Änderungen wird einen Effekt auf die Balance der Thruster haben und somit auf das Flugverhalten des Schiffes.

Drehsteuerungs-Gyroskope

Jedes Schiff hat ein kleines Drehmoment zur Verfügung, auch wenn alle Thruster verloren oder beschädigt sind. Dieses Drehmoment kommt von einigen internen Gyroskopen. Solange die Gyroskope funktionsfähig sind, wird der Pilot immer ein Minimum an Drehmoment für die Drehung auf jeder Achse zur Verfügung haben. Dieses Drehmoment reicht aus, um die Ausrichtung des Schiffes zu stabilisieren und kann zur langsamen Drehung unter direkter Kontrolle des Piloten verwendet werden.

Final Notes

Dieses Dokument ist keine fiktionale Beschreibung des Star Citizen IFCS, sondern stellt eine akkurate Beschreibung des tatsächlichen Steuerungsmodelles dar, welches in das Spiel implementiert wurde. Dieses Realismus-Niveau ist notwendig, um ein Steuerungsmodell bieten zu können, welches vollständig integriert und von Umgebung, Schäden, Änderungen der Gewichtsverteilung, Energiezuweisung, Thrusterplatzierung, usw. beeinflusst werden kann. IFCS ist ein System im Aufbau und kann daher zeitweise fehlerbehaftet sein. Aber es spiegelt die Realität wieder.

Letztendlich wurden große Anstrengungen unternommen die Steuerung der Raumschiffe auf jene Arten zu beschränken, welche das IFCS bietet. Kein Spieler, keine KI und selbst IFCS wird jemals die Position, Geschwindigkeit, Rotation oder Drehgeschwindigkeit eines Schiffes direkt beeinflussen, mit Ausnahme der Initialisierung und Netzwerkkorrektur. Dies garantiert, dass die Steuerung der Raumschiffe konsistent ist und das Spiel niemals einen unfairen Vorteil einem Spieler gegenüber haben wird.

Ich freue mich auf euer Feedback, während wir daran arbeiten, das System zu verfeinern und zu verbessern. Schlussendlich handelt es sich hier nur um den Beginn. Wir legen gerade erst los.

John Pritchett

Physikprogrammierer bei CIG

Übersetzung:

Tornado47 von der ISFA

Semi, Mera Luna und Stardust

von www.star-citizen-news-radio.de

Original: RSI

END TRANSMISSION

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