Дневник разработки: март

Привет, друзья.

Сегодня я хочу поговорить об орбитальных механиках и физике ракет в “Rocket Science”. Где-то в середине декабря я пришел к решению, что у игрока не будет прямого управления над ракетой и все миссии будут выполняться через планы полетов (об этом можно прочитать в январском обновлении). До этого момента у меня был прототип аркадных полетов в 2.5D, как в тысячах других игр из мобильных сторов, где ты летишь вверх до тех пор, пока не закончится топливо, собирая по пути ресурсы, ремонтные комплекты и уворачиваясь от препятствий. Другими словами, это выглядело примерно так:

Скриншот прототипа, с которого все началось

По началу в прототип было относительно весело играть, но со временем, особенно после того, как я реализовал планетарные и атмосферные системы, стало понятно, что эта часть игры не вяжется со всем остальным. К счастью, ко мне пришла та идея о планах полета во время обсуждения данной проблемы в комментариях к одной из статей об игре. Идея звучала здорово, но возникало несколько проблем, которые требовали неотложного решения.

• Систему полета нужно будет перенести в полное 3D.
• Из-за этого система сборки ракеты из деталей станет сложнее.
• Физика Unity не будет работать для интерфейса планирования полетов, да и в целом для всей игры.

Формально, первые два пункта были решаемыми, но у меня не было ни малейшей идеи, что делать с физикой. Позвольте мне объяснить, почему вообще было важно. Вот прототип интерфейса планирования полетов:

Другой прототип - планирование полетов в виде временной шкалы, как в программах для редактирования видео.

Его можно сравнить с таймлайном, содержащим команды. У вас будет возможность масштабировать время, ускорять его или перемещаться в любую точку таймлайна, чтобы затем добавлять команды (жирные белые вертикальные линии). Когда команда достигает белой стрелки, ракета ее выполняет. Командой может быть любое действие, которое должна выполнить деталь ракеты: включение двигателя, поворот космического корабля или отстыковка пустых баков. Проблема со стандартной физикой в этом случае заключается в том, что она зависит от предыдущего состояния. Это означает, что если, к примеру, вам необходимо прыгнуть на десятую минуту полета, игра должна будет просимулировать все состояние мира в течение 10 минут с шагом в 0.02 секунды. В результате, игра тупо повиснет на несколько секунд даже на самых мощных компьютерах, что абсолютно недопустимо.

Вот она наша бледно-голубая точка

Я провел много времени в поисках решения, а затем реализовывая его. Оно называется “Решение задачи двух тел” и это, по сути, орбитальные механики для небесных тел из учебников по физике, где состояние тел становится функцией времени. Что как раз было тем, что нужно для таймлайна. Более того, у меня появилась возможность использовать реальные орбитальные параметры всех планет Солнечной системы и их спутников. Я взял их на сайте NASA, добавил в игру и вы можете посмотреть на результат ниже.

Карта солнечной системы

Получилось здорово: игра внезапно обрела дополнительную ценность. Я мог выставить любую дату и увидеть реальные положения (и вращение) всех планет Солнечной системы. Что это значит для геймплея?. Это значит, что контент игры становится практически бесконечно расширяемым. В далеком, далеком будущем у игроков будет возможность летать вокруг и исследовать не только Землю и Марс, но и всю Солнечную систему! Это звучит очень смело, но у игры действительно появился такой потенциал. Если остановиться мечтать на минутку, и вернуться к релизу в Раннем доступе, то вся система будет в нем, однако в начале вы сможете приземляться только на поверхность Земли. В одном из последующих обновлений будет добавлена Луна, а затем одна за одной и другие планеты.

Один недостаток полученных мною орбитальных механик заключался в том, что их нельзя было использовать для ускоряющихся тел. Вместо этого приходилось возвращаться к интегрированию, зависящему от предыдущего состояния и достаточно медленно работающему. Именно по этой причине, вы не можете ускорить симуляцию в KSP более чем в четыре раза, когда ракета ускоряется. Как было упомянуто в первом обновлении, я частично решил эту проблему через упрощение симуляции, в которой физика рассчитывается для всего космического корабля, а не для отдельных его частей. В результате я получил максимально возможное ускорение времени равное x30 без значительной потери точности, когда двигатель ракеты работает. Я думаю, этот результат можно улучшить в одном из последующих обновлений игры.

На этом на сегодня все. Вышло слегка коротко, но релиз все ближе и ближе, а еще столько всего необходимо сделать. Теперь я работаю семь часов в день без выходных, чтобы успеть завершить самые важные системы игры. Но я очень вдохновляюсь, видя ваш интерес и поддержку. И если вы заинтересованы присоединиться к нашему любящему космос сообществу, вы можете сделать это, заглянув в наш канал на Дискорде. Спасибо и до встречи в следующем обновлении.