IMGROLD754In aktuellen Rennspielen wird allgemein deutlich, dass nicht mehr nur ein großer Wert auf beeindruckende Grafiken gelegt wird, sondern es ist auch eindeutig ein Trend hin zu einer äußerst realistischen Abbildung des realen Motorsports zu bemerken. Die Entwickler der Rallye-Simulation Xpand Rally haben während der Planungs- und Entstehungsphase ebenfalls besonderen Wert darauf gelegt, neue Maßstäbe im Rennspiele-Genre in Bezug auf Qualität und Realismus zu setzen.
Es liegt auf der Hand, dass man dies am einfachsten durch realistische Grafiken erzielen kann. Dennoch wurde von Beginn an besonders auf eine realistische Dynamik-Simulation in der Spielwelt geachtet. Da aus der Sicht des Spielers natürlich das Fahrzeug am wichtigsten ist, wurde dessen Physiksimulation besonders realistisch und detailgetreu gestaltet, ohne dabei zu vergessen, dass die Fahrzeugsteuerung gleichzeitig spielbar sein und Spaß machen muss.
Wie detailliert Techland bei der Entwicklung von Xpand Rally vorgegangen ist, verdeutlicht die nachfolgende Liste mit Beschreibungen der wichtigsten Elemente, die entscheidend für eben genannte Schwerpunkte sind.
Hochauflösendere Versionen der in diesem Artikel verwendeten Bilder finden sich wie immer in unserer Bildergalerie zum Spiel.
Kurveneditor
Zoom Die meisten Parameter der Physiksimulation haben non-lineare Eigenschaften und können mit Hilfe von Kurven wiedergegeben werden. Um eine Bearbeitung dieser Parameter zu vereinfachen, haben wir ein spezielles Tool entwickelt, um die Funktionsschaubilder zu editieren. Dank dieses Tools kann das Fahrverhalten einfach und schnell erprobt und verändert werden. Ein Beispiel ist die Reibung, die von unterschiedlichen Parametern des Reifenzustands abhängt.
Motor
Jeder Motor im Spiel hat seine eigenen Merkmale. Folgende Parameter definieren die Charakteristik des Motors: Umdrehungen pro Minute, das Drehmoment, die Leistung und die interne Bremswirkung. All diese Werte werden während des Spielverlaufs dynamisch berechnet. Die meisten dieser Parameter werden durch Kurven dargestellt (beispielsweise gibt die Kurve des Drehmoments den Wert des Motorendrehmoments für eine bestimmte Umdrehungszahl wieder). 
Zoom Die Stärke der internen Bremswirkung des Motors hängt von der Schmierung und der Motortemperatur ab. Wenn das Kühlsystem beschädigt ist, erhöht sich die Temperatur des Motors und er könnte ebenfalls beschädigt werden. Ein weiteres Beispiel ist das Überschlagen des Fahrzeugs, bei dem mehr Öl in den Motor gelangt und dort verbrannt wird – im Spiel wird das durch eine Farbänderung der Abgase deutlich.
Bei der Implementierung der Motoren- und Getriebesimulation bestand die größte Herausforderung darin, die diskrete Integration solch eines Systems stabil zu bewerkstelligen. Wegen der mechanischen Verbindungen zwischen realen Elementen in einem Fahrzeug ist es schwierig, ein derartiges System akkurat und ausgeglichen zu simulieren. Die Lösung dieses Problems erforderte viel Zeit und genaue mathematische Kenntnisse.
Turbolader
Wie auch andere Fahrzeugbereiche wird auch der Turbolader dynamisch simuliert. Die Rotationsgeschwindigkeit der Turbine und der Druck des Aufladens werden im Spiel in Echtzeit berechnet.
Differenziale
Zoom Eines der entscheidendsten Elemente in Bezug auf die Fahrzeugsteuerung ist das Differenzial. Ein Differenzial ist zwischen den Antriebsrädern angebracht und im Falle eines Allradantriebs auf eine Welle befestigt, die die Front- und Heckachsen antreibt. Der Sinn eines Differenzials ist die passende Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit der Reifen, damit sich das Fahrzeug besser steuern lässt. Das bedeutet besseres Kurvenverhalten, höhere Stabilität auf der Strecke oder eine bessere Traktion auf der Oberfläche.
Xpand Rally bietet unterschiedliche Differenzialtypen – von einfachen freien Differenzialen, wie sie in jedem normalen Auto zu finden sind, über Differenziale mit begrenztem Schlupf bis hin zu komplexen aktiven Differenzialsystemen – elektronisch gesteuert. Fährt das Fahrzeug eine Kurve, legen die äußeren Reifen eine längere Entfernung zurück als die inneren Reifen. Würden sich alle Reifen mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, führte dies zu Rutschproblemen und unerwünschter Reifenabnutzung.
Die Aufgabe des einfachen Differenzials besteht darin eine unterschiedliche Reifenrotation an jedem Rad während des Durchfahrens einer Kurve zu ermöglichen. Sportwagen haben ein System zur Begrenzung des Schlupfs, was die Unterschiede der Drehgeschwindigkeit zwischen den Antriebsrädern minimiert, was wiederum zu einer Stabilisation der Fahrt und einer besseren Traktion führt. Das aktive Differenzial kann definieren, wie sich diese Begrenzung des Schlupfs genau verhält, abhängig beispielsweise vom derzeitigen Lenkeinschlag, der Beschleunigung, den Bremsen et cetera. Um dieses Verhalten zu simulieren, wurden spezielle Differenzialkennfelder mit unserem Kurveneditor erstellt.
Aufhängung
Zoom Die Beschaffenheit der Aufhängung ist für ein optimales Verhalten des kompletten Fahrzeugkörpers verantwortlich. Das Fahrzeug in Xpand Rally berücksichtigt alle Elemente der Aufhängung, die auch für richtige Rallye-Fahrzeuge gültig sind. All diese Elemente werden unabhängig voneinander simuliert und ihre Leistung hängt direkt oder indirekt von der Beschaffenheit der Streckenoberfläche ab. Die Reifen sind mit der Karosserie durch die Federn und Stoßdämpfer verbunden, deren Parameter vom Spieler verändert werden können und sich wiederum auf das Fahrverhalten auswirken. Auch die Simulation der Reifenelastizität in Xpand Rally wirkt sich auf das Verhalten der Aufhängung aus, da stets zuerst die Reifen Streckenunebenheiten absorbieren.
Reibung am Berührungspunkt zwischen Reifen und Streckenoberfläche
Jede Oberfläche hat unterschiedliche Reibungsparameter, die zusammen mit den unterschiedlichen Reifen das Fahrverhalten beeinträchtigen. Zusätzlich dazu ändert sich die Traktion durch Wettereinflüsse, was den Nutzen von einigen Reifen für bestimmte Oberflächen schlagartig verändern kann. Um die unterschiedlichen Zustände in Rallyes realitätsgetreu zu simulieren, bietet das Spiel fast 50 Streckenbeläge und 20 Reifentypen, was zu einer sehr genauen Realitätssimulation führt. Zusätzlich dazu kann sich während eines Rennens das Wetter ändern, und dadurch die Reibung der Oberflächen. Auch das erhöht den Realismus und macht deutlich, wie wichtig richtige Entscheidungen während des Rennens sind.
Um den Kontakt zwischen Reifen und Streckenoberfläche angemessen zu simulieren, berechnet das Spiel Quer- und Längsreibung. Damit kann man das Verhalten eines Reifens adäquat bestimmen, der z.B. von Asphalt auf Schotter fährt (auf Schotterbelag frisst sich der Reifen in den Boden). Auch bringt dieser Punkt den Einfluss des Reifenprofils zur Geltung.
Im Spiel wurde ein Reibungsmodell mit mehreren Berührungspunkten verwendet. Das bedeutet, dass jeder Reifen unabhängig den Boden berührt und dadurch für jeden Reifen unterschiedliche und von den anderen Reifen unabhängige Kräfte wirken und im Spiel berechnet werden. Kollidiert außerdem die Karosserie mit Objekten in seinem Umfeld, so treten die Reibungskräfte am Berührungspunkt gleichermaßen auf wie die Berührung zwischen Reifen und Streckenoberfläche. Daher ist das Verhalten des Fahrzeugs eine ideale Simulation realer Rennbegebenheiten.
Luftwiderstand
Objekte, die mit großer Geschwindigkeit bewegt werden, sind entscheidendem Luftwiderstand ausgesetzt. Die Fahrphysik von Xpand Rally simuliert diese Kräfte mit Bezug auf das Fahrzeug sowie auf andere Objekte. Diese Kräfte werden dann offensichtlich, wenn zum Beispiel der Wind die Motorhaube herausreißt. Natürlich führt die aerodynamische Form des Fahrzeugs dazu, dass es bei hoher Geschwindigkeit auf die Straße gedrückt wird, was die Traktion verbessert.
Steuerungsmodell
Als die Implementierung des Physikmodells fast abgeschlossen war, erwies sich das entwickelte Modell als sehr realistisch, machte jedoch die Steuerung relativ schwierig, speziell unter Benutzung der Tastatur. Deswegen hat Techland einige Hilfsmittel implementiert, damit der Spielspaß für Spieler ohne Lenkrad nicht zu kurz kommt und die Bedienung per Tastatur einfacher wird. Parameter der Fahrphysik werden dadurch nicht beeinträchtigt, es wird lediglich das Verhalten eines Fahrers mit Lenkrad simuliert.
Spieler, die ungestört fahren und dabei nicht immer auf Straße und Fahrzeug achten möchten, dafür aber Spaßrennen mit hoher Geschwindigkeit vorziehen, werden in den Genuss eines speziellen Arcade-Physikmodells kommen, welches die Physikparameter leicht verändert, jedoch die Steuerung enorm vereinfacht.
+ 05.08.2004 MK
