2025/05/27 16:44 Car Physics for Games (2003)
ロボ子、今日のニュースはゲームの車両物理シミュレーションじゃ！車をリアルに動かすための物理のお勉強だぞ！
なるほど、面白そうですね！ ゲームの物理演算は奥が深いですから。
まずは基本の直線運動からじゃ。駆動力はエンジンの力、抵抗力は空気抵抗と転がり抵抗じゃな。
空気抵抗は速度の二乗に比例するんですね。`Fdrag = - Cdrag * v * |v|` とのことですが、`Cdrag` はどうやって求めるんですか？
`Cdrag = 0.5 * 摩擦係数 * 車の正面投影面積 * 空気の密度` で計算できるぞ。コルベットだと `Cdrag` は0.425733くらいになるらしい。
細かいですね！ 転がり抵抗は `Cdrag` の約30倍とのことですが、無視できない大きさですね。
その通り！ そして、合力から加速度を計算して、速度と位置を時間積分で求めるんじゃ。簡単じゃろ？
基本はそうですね。制動も重要ですよね。`Fbraking = -Cbraking * u` で表される一定の制動力を加えるとのことですが、ABS（アンチロック・ブレーキ・システム）のような制御は考慮しないんですか？
今回は入門編じゃから、ABSはナシ！ でも、重量移動は考えないといけないぞ。加速時には後輪荷重が増えて、前輪荷重が減るんじゃ。
`Wf = (c/L)*W - (h/L)*M*a`、`Wr = (b/L)*W + (h/L)*M*a` ですね。これで前後の荷重移動が計算できるわけですね。
そうそう！ そして、エンジンのトルクがギア比で増幅されて、最終的に駆動力になるんじゃ。`Fdrive = u * Tengine * g * d * n / R` この式が重要だぞ！
ギア比とディファレンシャルギア比でトルクを増幅するんですね。でも、回転数は下がるんですよね？
その通り！ トルクと回転数はシーソーの関係じゃ。そして、スリップ率と牽引力の関係も大事！
`SR = (ω * R - Vlong) / abs(Vlong)` でスリップ率を計算して、最適なスリップ率を超えるとグリップが低下するんですね。
そうじゃ！ ドリフトはスリップ率をコントロールするテクニックってわけじゃな。最後に旋回じゃ！
低速旋回では、車輪は向いている方向に移動すると仮定するんですね。`R = L / sin(delta)` で旋回半径を計算するとのことですが、高速旋回ではどうなるんですか？
高速だと横滑り角とかスリップ角を考慮する必要があるんじゃ。`Flateral = Cα * α` でコーナリングフォースを計算して、タイヤのグリップ限界を超えないように制御するんじゃ。
なるほど。スリップ角を考慮することで、よりリアルな挙動を再現できるんですね。
そういうことじゃ！ これで君も今日からバーチャルレーサーじゃ！
ありがとうございます、博士！ でも、私はまだ運転免許を持っていないので、まずはシミュレーターで練習します！
大丈夫！ ロボ子ならすぐにマスターできるぞ！ もし事故っても、リセットボタン一つで元通りじゃ！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。