Broń broni nierówna

Jesteśmy zafascynowani bogactwem technologii militarnych w różnych krajach i zawsze staramy się dostosować ich zachowanie tak, by było jak najbliższe realnym odpowiednikom. Z tego powodu musimy zwracać baczną uwagę na dostosowanie parametrów broni – to jedyny sposób na zaprezentowanie i odzwierciedlenie siły ognia całego arsenału dostępnego w pojazdach wojskowych. Każdy oręż jest na swój sposób niepowtarzalny, dlatego chcąc przedstawić jego wyjątkowość, zagłębiamy się w lekturę dokumentacji technicznych i skrupulatnie dostosowujemy nie tylko cechy samej broni, ale również poszczególnych rodzajów amunicji. Takie podejście umożliwia nam precyzyjne przekucie realnego ducha maszyny na jego wirtualny odpowiednik.

Najpierw opowiemy Wam, jak radzimy sobie z karabinami maszynowymi i armatami. Broń sił lądowych i samolotów działa na podobnych zasadach, więc na potrzeby tego przykładu wybierzemy armatę D-25T kalibru 122 mm, którą możecie spotkać w czołgach IS-2, IS-3 oraz w dziale samobieżnym ISU-122. Na jej podstawie pokażemy Wam, jak w grze odzwierciedlone są inne rodzaje broni i na jakiej zasadzie operują.

Weźcie pod uwagę, że parametry takie jak przesunięcie kątowe odnoszą się do samej jednostki bojowej, więc w tym kontekście nie będziemy sobie nimi zaprzątać głowy. Zajmijmy się zatem takimi zmiennymi jak rozrzut i górna granica szybkostrzelności. Dostosowując właściwości broni i amunicji, korzystamy zarówno z dokumentacji testów w warunkach polowych, jak i z technicznych specyfikacji samych pojazdów bojowych. To właśnie poszukiwanie poprawnych danych jest jednym z najtrudniejszych zagadnień, gdyż pomiędzy różnymi źródłami często występują różnice, a nawet sprzeczności.

Testy w warunkach polowych dla amunicji BR-471 wykorzystywanej w armacie D-25T

W tej chwili szybkostrzelność w grze jest wartością uśrednioną, ponieważ w rzeczywistości czas przeładowania zależy od wielu złożonych czynników. Wśród nich przykładowo można wymienić miejsce składowania amunicji (wraz z jej wyczerpywaniem się, ładowniczy sięga po coraz dalej umieszczone pociski, lub pobiera je z miejsc o gorszej dostępności), jej masę i kształt (ciężkie i nieporęczne naboje wydłużają czas przeładowania).

Elipsy wraz z podziałką rozrzutu, zależne kolejno od odległości do celu, kierunku w poziomie i wysokości.

W przyszłości planujemy odwzorować tę mechanikę, co oznacza wprowadzenie zmiennej wartości szybkostrzelności, zależnej od liczby dostępnej amunicji, zmęczenia ładowniczego i pozycji wieży, od której zależy położenie najbliższego dla ładowniczego magazynu amunicji. Na przykład w czołgu Patton tylko niewielka część amunicji znajduje się pod ręką ładowniczego – reszta składowana jest na podłodze, co wydłuża czas jej pobrania. Jeśli wprowadzimy ten system, pierwsze przeładowania będą odbywały się w czasie krótszym niż obecny uśredniony, a po wyczerpaniu się pocisków będących w zasięgu ręki, czas przeładowywania ulegnie wydłużeniu. To jednak melodia przyszłości.

Szybkostrzelność jest wyrażona przez liczbę strzałów możliwych do oddania na sekundę i dla naszej przykładowej broni wynosi 0,048 strzału na sekundę. Jak łatwo można obliczyć, to jeden pocisk co 20,8 sekundy. Tyle właśnie wynosi średni czas przeładowania niezależnie od miejsca składowania amunicji i stopnia trudności dostępu do niej.

Rozrzut jest obliczany na podstawie tabel z testów polowych, a następnie uśredniony dla dystansu wynoszącego 1000 m i przeliczony na współczynnik kątowego odchylenia danej broni. W naszym przypadku jest to 0,065 stopnia w kierunku poziomym i pionowym. Oznacza to, że dla przykładowego działa D-25T pocisk po przebyciu kilometra maksymalnie może zboczyć z kursu o 2,4 m, a to wciąż daje szansę na dosięgnięcie celu. Oczywiście, dla innej broni wartości odchylenia poziomego i pionowego mogą nie być równe, a wtedy pole potencjalnego miejsca uderzenia pocisku przybierze kształt elipsy. Największe prawdopodobieństwo trafienia występuje w okolicach przecięcia jej osi. W ten sposób oddajemy celność broni porównywalną do możliwości prawdziwych pojazdów bojowych.

Amunicja

Omówiliśmy już zasadę działania broni, więc czas na amunicję. Jej typów było tak dużo, że przedstawienie wszystkich to temat na oddzielny, równie długi wpis. My skupimy się na pociskach do naszej przykładowej armaty, czyli amunicji przeciwpancerno-burzącej.

Na samym początku ustaliliśmy jej masę (25 kg), kaliber (122 mm) oraz prędkość wylotową (800 m/s) i typ (przeciwpancerno-burząca – APHE). Te parametry określają prawdopodobieństwo rykoszetu, opór powietrza, potencjalną zdolność do zadawania uszkodzeń i kilka dodatkowych właściwości, jak np. obecność materiału wybuchowego. Do tego dochodzi problemem balistyki (wytracanie energii) i szansa na spowodowanie pożaru lub trafienia w odsłonięty i podatny na uszkodzenia fragment poszycia. Ostatni parametr jest niezależny od siły eksplozji i na jego podstawie możemy zasymulować szansę na podpalenie od pocisków smugowych (o ile zostały użyte), bądź iskier spowodowanych tarciem na styku pocisk-cel.

Murek chroni dolną część czołgu przed uszkodzeniami odłamkami i falą uderzeniową eksplozji.

Dodatkowo istnieją również cechy określające zachowanie odłamków, parametry detonatora i siłę eksplozji. Zasadniczo siła i kierunek fali uderzeniowej zależą od ukształtowania otoczenia i przeszkód na jej drodze (w rzeczywistości rozproszenie nie przebiega w linii prostej z pojedynczego punktu). Umożliwia to ukrycie się czołgiem za różnymi przeszkodami terenowymi, a także pozycjonowanie się w taki sposób, by jeden moduł czołgu chronił inny. Przykładowo, trafiony przez tylny pancerz silnik chroni załogę przed obrażeniami, blokując rozprzestrzenianie się odłamków i fali uderzeniowej.

Detonator w War Thunder ma odległość aktywacji (0,9 m dla naszego przykładowego pocisku) i minimalną grubość pancerza, po jakiej aktywuje się zapalnik (w tym przypadku jest to 15 mm), pozwalające na penetrację celu przed aktywacją ładunku wybuchowego. Po zadziałaniu detonatora obliczane są skutki eksplozji. Każdy pocisk w naszym modelu fizycznym ma swoje własne ustawienia w postaci siły wybuchu - czyli grubości warstwy, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia ośrodka - i obszaru rażenia wraz z określeniem punktu o największej i najmniejszej (już zanikającej) sile. Prócz samej eksplozji mamy oczywiście do czynienia z fragmentacją, dla której określona jest również liczba możliwych odłamków i ich zdolność do penetracji oraz promień rażenia. Warto również zauważyć, że dodaliśmy fragmentację wtórną, która ma miejsce po penetracji pancerza i zależy od własności przebitego materiału oraz samego pocisku.

Jak więc widzicie, istnieje wiele parametrów, a my uważamy, że bardzo istotne jest, by pozwolić graczom przewidzieć efekt działania danej amunicji bez czytania długiej listy jej charakterystyk. Dlatego też korzystamy z zestawu ikon prezentujących obrazowo efekt użycia danego pocisku. Zobaczycie na nich między innymi, czy wybrany pocisk ma wysoką zdolność penetracji pancerza, lub czy zawiera materiał wybuchowy. Zwracajcie uwagę na to, czym strzelacie, bowiem różne rodzaje amunicji posiadają odmienne właściwości wybuchowe, zdolności do fragmentacji oraz penetracji, a także wytracają swoją energię w inny sposób. Przyjrzyjcie się danym i porównajcie, jaki wpływ ma odległość od celu na grubość pancerza, który może przebić konkretny pocisk. Informacje te są widoczne w okienku właściwości amunicji, widocznym po najechaniu na nią kursorem.

Ikony pozwalają łatwo zrozumieć efekty działania pocisku.

Na koniec krótko omówmy model uszkodzeń, który jest istotną częścią naszej gry. Nasz silnik umożliwia modelowanie zachowania różnych typów materiałów – szkła, szkła zbrojonego, drewna i różnych typów metali używanych zarówno w lotnictwie, jak i w jednostkach lądowych. Każdy z nich posiada odwzorowaną wytrzymałość względem pancerza stalowego. Na przykład 40 mm pancerz walcowany to 40 mm stali, odlewany to 37,6 mm, szkło zbrojone – 8 mm, zaś drewno – 4 mm.

Określanie punktu uderzenia

Jedną z najważniejszych kwestii w grach sieciowych jest określanie punktu uderzenia w przeciwnika w sytuacji, kiedy dwóch graczy może posiadać łącza internetowe o zupełnie odmiennej jakości. To ma niezmiernie istotne znaczenie w grach, gdzie zawodnicy mogą poruszać się ze znaczną szybkością - w naszym przypadku w walkach powietrznych.

Dla naszej gry stworzyliśmy system do określania pozycji każdego gracza niezależnie od opóźnienia, z jakim gra. Nie będziemy wchodzić we wszystkie szczegóły, ale krótko mówiąc, to działa w ten sposób: serwer otrzymuje od gracza tylko jego komendy (na przykład: ruch drążka sterowego, naciśnięcie spustu, sterowanie klapami i tak dalej) i polecenia (jak użycie gaśnicy czy zażądanie odrodzenia). Używając tych informacji, serwer oblicza przemieszczenie i działania każdego gracza. W tym samym czasie oddzielnie oblicza każdy wystrzelony pocisk, włączając w to jego pełną balistykę, a także względne prędkości samolotów (pocisk wyrządzi więcej szkód w ataku czołowym niż wystrzelony za uciekającym samolotem), a także wszystkie skutki, jakie przynoszą trafienie - a wszystko to niezależnie od szybkostrzelności, bez żadnych uproszczeń! Na przykład karabiny maszynowe Hurricane’a mają szybkostrzelność 1000 pocisków na minutę, co oznacza, że naciskając spust w drugim Hurricane, wyposażonym w 12 karabinów, samolot wystrzeliwuje w powietrze 200 pocisków na sekundę, przy czym każdy z nich ma oddzielnie obliczaną przez serwer trajektorię lotu!

Przypomnimy tu, jak działa mechanizm obliczania uszkodzeń zarówno dla maszyn latających, jak i pojazdów lądowych. Po trafieniu następuje:

• Sprawdzanie przebicia – jeśli kaliber jest sześć razy większy od grubości płyty pancerza, następuje automatyczne przebicie.
• Jeśli nie ma przebicia – sprawdzenie rykoszetu.
• Jeśli nie ma rykoszetu – sprawdzanie penetracji, zależne od wartości penetracji pocisku, kąta pochylenia pancerza i orientacji samego celu oraz kąta trafienia. Obliczona na tej podstawie efektywna grubość pancerza jest porównywana z możliwościami pocisku. Jeśli nie następuje przebicie, a pocisk zawiera ładunek burzący, następuje eksplozja, mogąca wywołać uszkodzenia.
• Jeśli nastąpiła penetracja, pocisk uszkadza pancerz, wytraca wartość możliwych penetracji i uszkodzeń kinetycznych proporcjonalnie do grubości pancerza i porusza się dalej. Dodatkowo, każdy penetrator kinetyczny wytwarza stożek odłamków, który może uszkodzić moduły pojazdu oraz jego załogantów.
• Pocisk porusza się dalej, a gdy trafi w moduł, następują wszystkie wyżej wymienione sprawdzenia (wyłączając przypadek, w którym pocisk odłamkowy trafia w pancerz grubości mniejszej niż 3-4 mm – wtedy nie powstanie stożek odłamków). Sprawdzenia kończą się, gdy wartość możliwej penetracji pocisku wystarczy na uszkodzenie modułu lub gdy uruchomiony zostanie zapalnik pocisku (w przypadku, gdy pocisk zawiera ładunek burzący, który nie został detonowany podczas przebijania pancerza). Do aktywacji zapalnika wymagany jest dystans 0,5-1,5 m od punktu przebicia, różny dla pocisków różnego kalibru i typu.
• Po aktywacji zapalnika pocisk wybucha, tworząc sferę fali uderzeniowej i odłamków. Członkowie załogi i moduły w zasięgu sfery mogą doznać obrażeń i uszkodzeń.

Następnie serwer wysyła wyniki obliczeń do każdego gracza będącego w tej sesji, żeby zsynchronizować dane, które są także obliczane na komputerach graczy

Dzięki kompensowaniu opóźnień, na które składają się fizyczna ekstrapolacja, interpolacja położenia modelu graficznego i cofnięcie czasu z dodatkową symulacją fizyki, zawsze widzisz graczy w swoim otoczeniu w miejscu tak bliskim ich rzeczywistej pozycji, jak to tylko możliwe. To pozwala odkładać poprawkę przy celowaniu we wroga oraz jego wrażliwe miejsca niezależnie od pingu jakiegokolwiek uczestnika bitwy (oczywiście, do pewnej wartości). Każdy fizyczny obiekt w świecie, zwłaszcza pojazdy ciężkie, cechuje się bezwładnością oraz pewnymi właściwościami fizycznymi, które znacząco ograniczają “stożek niepewności” - ich prawdopodobny stan w przestrzeni po pewnym czasie – co zapewnia możliwość osiągnięcia znacznie lepszej kompensacji opóźnień niż zazwyczaj w sieciowych „strzelankach”. Pozwala to także stworzyć odpowiedź w grze całkowicie niezależnie od sygnałów zwrotnych serwera, co oznacza, że wszystkie Twoje akcje (takie jak strzelanie i manewrowanie) są wykonywane w kliencie gry natychmiastowo i bez opóźnienia. Tak bardzo jak jest to możliwe, próbujemy sprawić, by opóźnienie na łączu z serwerem nie uniemożliwiało graczom cieszenia się grą. Dzięki temu systemowi gracze z różnymi wartościami pingu na różnych serwerach ledwie dostrzegą różnicę pomiędzy nimi podczas grania. Jedynie gdy gracze mają bardzo wysoki ping, będą oni mogli zobaczyć swoich przeciwników wykonywujących raptowne manewry później i ostrzej, niż miało to rzeczywiście miejsce.

Oczywiście, żaden algorytm nie może naprawić niestabilnego połączenia, kiedy pakiety sieciowe nie docierają do klienta lub serwera. W takich przypadkach gracz może zobaczyć swoich przeciwników wykonujących ruchy z opóźnieniem albo zniekształceniem, może też doświadczyć innych problemów w grze - to wszystko zależy od tego, ile pakietów z danymi utracono. Jednakże, tutaj także opracowaliśmy specjalny mechanizm, dzięki któremu tego typu niedogodności dotykają graczy w tak niewielkim stopniu, jak to możliwe. Na przykład - podstawowe przemieszczenie się oraz kontrola ognia mogą być utrudnione dopiero przy utracie ponad 50% pakietów. To pozwala nam na jeszcze dalsze zmniejszenie skutków posiadania kiepskiego połączenia. Jednakże, warto pamiętać, że każda gra sieciowa jest lepsza, jeśli masz dobre połączenie z siecią!

Cały czas pracujemy