Assetto Corsa Competizione: modello degli pneumatici a 5 punti di contatto

Il rilevamento delle collisioni è una delle operazioni più onerose per il motore fisico di un gioco di guida in termini di risorse di calcolo utilizzate. Se si pensa alla simulazione del contatto tra pneumatico e asfalto, si capirà come in un gioco come Assetto Corsa Competizione, in cui i tracciati sono fedelmente ricostruiti con tecnologie di LaserScan, la complessità dei calcoli è molto importante perché le vetture interagiscono con una mesh 3D fisica invisibile che si compone di milioni di poligoni costruita sulla base della scansione laser del circuito. Inoltre, Assetto Corsa e Assetto Corsa Competizione non fanno distinzione tra fisica delle vetture guidate dai giocatori e fisica delle vetture affidate all'intelligenza artificiale, il che aumenta a dismisura il volume dei calcoli necessari.

"Il rilevamento delle collisioni di una simulazione deve essere molto veloce e molto preciso, altrimenti potrebbero accadere strane cose nella simulazione. Per questo motivo, il modello degli pneumatici di Assetto Corsa Competizione prevede un solo punto di contatto per determinare il tipo di relazione tra pneumatico e superficie, che può essere asfalto, una sconnessione sull'asfalto, cordolo di vario tipo, erba e altro ancora" spiega Aristotelis Vasilakos del team di Kunos Simulazioni in questo dettagliato post sul forum di Assetto Corsa. "Questo tipo di approccio, nel corso del tempo, ci ha permesso di evolvere il modello degli pneumatici aggiungendo sempre più funzioni. Il modello di gestione degli pneumatici ACC è uno dei più evoluti: è completamente dinamico e una vasta gamma di cause influenzano il livello di aderenza e il tipo di risposta dello pneumatico".

Per ogni pneumatico di Assetto Corsa Competizione vengono calcolati vari livelli di surriscaldamento a seconda delle condizioni della pista e della guida del giocatore/IA, l'usura dello pneumatico, la sua rigidità e il modo in cui vibra, la resistenza al rotolamento dinamica in diverse situazioni, la quantità di acqua che riesce a drenare in condizioni di pista bagnata, e altri parametri ancora. "La lista è molto lunga, molto complessa e spesso ne fanno parte soluzioni completamente originali e rivoluzionarie, derivate da studi meticolosi e dal duro lavoro di Stefano Casillo che non troverete in nessun documento scientifico, poiché ha dovuto creare nuove equazioni" puntualizza Vasilakos.

Il sistema ha funzionato perfettamente in Assetto Corsa, ma il motore fisico più avanzato di Assetto Corsa Competizione lo ha messo in crisi, cominciando a presentare comportamenti non accettabili in diverse condizioni. "La scansione laser dei circuiti non perdona: se un cordolo è alto, è molto inclinato, presenta degli scalini o qualche altra caratteristica non consueta, sarà così anche nella simulazione, con precisione millimetrica".

Allo stesso tempo la filosofia che in Kunos si sono imposti di seguire prevede di non semplificare la realtà per sopperire ai limiti del motore fisico sviluppato per Assetto Corsa: "quindi, se questi aspetti provenienti dalla realtà mettono in crisi il nostro motore fisico, così sia". Vasilakos prende ad esempio la pista di Spa Francorchamps e in particolare un cordolo liscio, ma con un angolo di inclinazione piuttosto importante, superiore ai 30°.

Come si può vedere nello screenshot, mentre lo pneumatico inizia a salire sul cordolo il punto di rilevazione trasmette alla simulazione un dato non completamente appropriato, ovvero che lo pneumatico è sull'asfalto. "Questo inganna il pilota, perché nella vita reale, se lo pneumatico tocca il cordolo, lui sarà portato a reagire di conseguenza o, perlomeno, considererà il fatto che la vettura si trova sul cordolo". Questi comportamenti scoraggiano il pilota di Assetto Corsa Competizione a sfruttare i cordoli, provocando delle condizioni di guida innaturali. D'altronde, storicamente i cordoli nelle simulazioni di guida hanno rappresentato una sfida per gli sviluppatori, che tendenzialmente li hanno resi infidi, perché hanno quasi sempre provocato la perdita di aderenza delle vetture simulate. È comprensibile che lo pneumatico a contatto con il cordolo agisca in condizioni di aderenza minore rispetto agli pneumatici sull'asfalto, ma lo slittamento dell'intero veicolo non deve essere improvviso e automatico in queste condizioni.

Casi limite si possono presentare anche su quei circuiti in cui la conformazione dei cordoli è particolare, dove sono più profondi esternamente e meno nella parte interna, come il Paul Ricard a Le Castellet. "Le gomme di una vettura GT3 sono piuttosto larghe, circa 30 cm" spiega Vasilakos. "Per cui si possono verificare le condizioni per cui la parte esterna dello pneumatico si trova sopra la parte piatta del cordolo, mentre quella interna corrisponde alla parte più bassa del cordolo. Solo l'area centrale dello pneumatico si trova nel punto in cui il cordolo è più profondo. Purtroppo, il punto di contatto del motore fisico attuale è proprio nel centro dello pneumatico". Quindi, in una situazione del genere, il motore fisico ricrea il peggior scenario possibile, generando una perdita di aderenza superiore a quella che ci sarebbe nella realtà.

Per ovviare a queste problematiche Kunos ha sviluppato un nuovo modello degli pneumatici basato su 5 punti di contatto. Non solo, mentre l'attuale motore fisico di Assetto Corsa Competizione simula la flessione dello pneumatico solamente in senso verticale, il nuovo motore avrà un modello di flessione completo. Più lo pneumatico si flette lateralmente e più la parte frontale dell'auto si abbasserà, ovviamente in maniera quasi impercettibile ma comunque sufficiente per modificarne il comportamento e le prestazioni. "Anche un solo millimetro è importante per la maneggevolezza e l'equilibrio di una vettura con aerodinamica talmente spinta e quindi questa nuova caratteristica gioca un ruolo importante nella gestione della vettura" scrive Vasilakos. "Si potrebbe notare un po' meno sottosterzo in accelerazione in uscita con alcune vetture con motore centrale o posteriore, poiché la simulazione della flessione laterale dello pneumatico porterà il muso leggermente più in basso. E ci sarà un po' più di stabilità nella parte anteriore dell'auto".

Sarà la versione 1.0.7 di Assetto Corsa Competizione a implementare il nuovo modello degli pneumatici a 5 punti di contatto. Due si troveranno ai bordi della parte frontale dello pneumatico, uno in mezzo e altri due ai bordi della parte posteriore dello pneumatico. Ogni singolo punto si muove e si flette in modo indipendente reagendo opportunamente alle varie forze a cui è sottoposto e al contatto con i vari tipi di terreno. Allo stesso tempo, le varie forze che impattano su un punto produrranno conseguenze anche sugli altri quattro punti, attraverso una media fra tutte le forze e i vettori coinvolti.

Altri dettagli tecnici su Assetto Corsa Competizione

Il nuovo sistema produrrà benefici di varia natura. Innanzitutto, percependo correttamente la percorrenza del cordolo attiverà il suono corrispondente e le forze di vibrazione sul volante. Inoltre, calcolando la media di tutte le forze coinvolte, nelle condizioni simili al caso dell'esempio del circuito di Le Castellet, si avrà un comportamento più bilanciato e lineare, con lo pneumatico che scala progressivamente il cordolo invece di ritrovarsi immediatamente su di esso. Il sistema precedente produceva picchi di carico irrealistici nelle condizioni di aderenza critiche, quando il carico aerodinamico della vettura veniva innaturalmente trasferito troppo repentinamente sugli pneumatici posteriori già al limite di aderenza, comportando lo slittamento della vettura. Questo dipendeva proprio dal fatto che il simulatore percepisce le ruote come se fossero sull'asfalto sia sul posteriore che sull'anteriore, mentre il pilota riteneva trovarsi sul cordolo con le ruote interne.

"Se sarete troppo aggressivi la gomma posteriore perderà comunque aderenza e la vettura potrebbe andare in testacoda, ma non sarà un comportamento esagerato come in passato" commenta Vasilakos. Secondo il quale il nuovo modello degli pneumatici consentirà di posizionare la vettura con maggiore precisione e garantirà maggiore prevedibilità nella simulazione degli effetti delle sconnessioni. "Mentre sto scrivendo questo articolo, stiamo lavorando duramente per bilanciare i vari valori e testare le prestazioni e le modalità di gestione, in modo che i tempi sul giro restino più o meno uguali e l'equilibrio generale delle macchine non cambi, tranne che per migliore precisione, stabilità e prevedibilità delle gomme sia dentro che fuori dai cordoli".

La nuova patch interverrà anche sul sistema di controllo di trazione, visto che sulle reali auto di GT3 questo utilizza dei giroscopi per misurare l'imbardata dell'auto, oltre che rendere più lineare l'erogazione di potenza del motore attraverso il controllo dello scivolamento e dello slittamento delle gomme (per regolamento del campionato GT3, il TC non può avere diretto controllo su accelerazione e frenata, ma solo sulla fasatura d'accensione). Il nuovo controllo di trazione, grazie ai dati sull'imbardata, può intervenire per rallentare l'imbardata e dare al pilota il tempo di reagire, rendendo la guida oltre al limite ancora più divertente, a detta di Vasilakos.