Le differenze fra un sim come Assetto Corsa e un sim "professionale"? Le spiega Aris!

[VELOCIPEDE]

Aris Vasilakos della Kunos Simulazioni ha risposto direttamente su Facebook al dubbio di un utente:

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Vorrei un chiarimento dai più esperti: qual è la differenza tra un simulatore come Assetto Corsa e un simulatore professionale?

Ecco qui di seguito la sua completissima risposta:

Ciao a tutti
Cerchiamo di mettere un po’ di ordine sul discorso simulatori pro/simulatori videogame.
Innanzitutto chiariamo subito la questione hardware. Pedali, volanti e attuatori per motion platform su simulatori usati da case automobilistiche, sono chiaramente costosissimi, di alta qualità, spesso presi direttamente dalle auto vere e soprattutto settati in modo realistico con precisione. Di conseguenza, se ad esempio, il costruttore Sto arrivando! dalla telemetria, che un pilota esercita una pressione di 70kg sul pedale del freno per una frenata adeguata, la pedaliera del simulatore sarà regolata adeguatamente, senza scuse del tipo “eh ma così è troppo duro, preferisco la pedaliera del g27” (per dire :D ) Se per il freno magari i valori vi sorprendono, allora forse vi sorprenderà ancora di più sapere che a livello di FFB , di solito i piloti preferiscono una taratura molto debole, sia sulla auto vera che sul simulatore… vanno regolati anche qui adeguatamente. Sul discorso motion platform, tornerò più avanti.
Discorso software. Diffidate di chi vi dice che i costruttori usano rFactor, o Assetto Corsa, o iRacing. I costruttori, usano di solito rFactor PRO. Qualcuno una versione particolare dell’engine AC, qualcuno un software di simulazione dall’Olanda che adesso non ricordo il nome, e qualcun’altro ancora delle versioni dedicate di programmi come simulink, mathlab etc. (ma che sono poco compatibili con asset grafici avanzati e allora poco usati per la grafica)
TUTTI, ma proprio tutti NON usano il motore fisico di rF, AC, iR etc.
Come mai? Cosa usano? Quello che usano è così più avanzato? Si e no. Andiamo con ordine.

Cominciamo da rFactor PRO. Questo software è ormai seguito e realizzato da una società indipendente dagli ISI, creatori di rF originale. C’è scambio di tecnologia ma è del tutto e per tutto una azienda diversa. La sua forza consente nel permette agli ingegneri di utilizzare il motore grafico, sonoro, collisioni col terreno fra auto etc, asset grafici (piste, auto 3D etc) ed eventualmente AI e multi di rFactor, con collegamente esterni di solito via UDP, con qualsiasi software matematico/simulativo ogni costruttore usa. Di solito mathlab e simulink. Questi sono programmi ingegneristici di alta fedeltà e grande complessità, che vengono usati dagli ingegneri per creare un modello matematico che simula diversi elementi di un veicolo. Essendo questi dei software standard usati dalla stragrande maggioranza dei centri di sviluppo e progettazione delle case, permettono di implementare diversi sistemi in modo completamente separato ed autonomo. Ci sarà un modulo per la simulazione delle gomme, uno per la simulazione della sospensione, uno per l’aero, se arriva domani la Bosch con un nuovo modulo ABS, allora può semplicemente attaccare tutta la logica e così via.
Di fatto allora, la fisica di rFactor PRO (o di AC per dire) non viene usata, ma viene del tutto bypassata dai loro software di simulazione, che fra le altre cose, può lavorare anche su server collegati in parallelo fra loro.
Quello che rFPRO fa, è mettere in comunicazione il risultato dei calcoli ottenuto dai programmi di simulazione, con il proprio motore grafico, fisica di base (gravita, collisioni etc), sonoro e quant’altro. Ovviamente lo fa a frequenze superiori a quelle usate nei nostri “giochi”, di solito oltre 1000hz.

I nostri simulatori/giochi, usano frequenze di aggiornamento inferiori, dai 333 ai 400hz più o meno, per un questione di semplice compromesso prestazionale. Si cerca di avere la maggior frequenza possibile, per la qualità grafica/numero di AI/altre funzione per le quali il gioco è stato creato.
Tutti i sviluppatori di simulatori/giochi, possono facilmente tirare su la frequenza a valori estremi, senza problemi e la differenza, credetemi, si sente. AC a 1000hz è… cristallino, si sente ogni piccola imperfezione dell’asfalto. Purtroppo però girerebbe solo su PC super potenti e con limitato numero di AI. Sono sicuro che alcuni di voi si chiedono perché non rilasciamo un file .ini o qualcosa per permettere a chi ha il pc potente di girare a tale frequenza. Semplicemente ci sono problemi di multiplayer, parità di sensazioni e tempi sul giro fra utenti etc etc… si apre proprio la scatola di pandora.

Nota importante. Solo i costruttori di auto (stradali o da gara) hanno accesso a rF PRO, e qualche altra piccola realtà professionale, molto spinta. Diffidate chiunque privato pubblicizza l’uso di rF PRO per la sua “stanza di simulatori professionale”… usano semplicemente rF o AC “base”.
“Ma allora questi simulatori professionali sono ben superiori dai nostri giochi?”. Risposta semplice: Ni. Almeno non sempre.

La cosa più importante di questi simulatori è la possibilità di verificare i risultato di una simulazione (con driver in the loop, cioè che guida, perché la simulazione si può fare anche senza qualcuno che guidi l’auto), tirando fuori dati in un formato che gli ingegneri possono confrontare in modo facile, veloce e soprattutto già collaudato. Quando dico valori verificabili, non intendo semplici forze G, la velocità o altro, ma dati ben più complicati da ottenere e tradotti subito in un formatto che gli ingegneri possono usare in tutti i loro calcoli. Da parte “nostra”, ce ne freghiamo altamente. Noi ottimizziamo il codice in modo da poter inserire e provare più valori possibili, non da poter tirare fuori risultati dettagliati, o giri di dati complessi.
Faccio un esempio semplice da capire.
Il nostro sistema ABS/TC è molto efficiente ma “cheata”. Nel mondo virtuale io posso sapere esattamente che slipangle/slipratio ha ogni singola ruota (dai calcoli che il simulatore fa in tempo reale). Dopo di che posso scrivere algoritmi per limitare lo slittamento in modo più o meno efficiente, simulando così un sistema TC/ABS più o meno evoluto. Il risultato è estremamente vicino alla realtà come verificato anche dal confronto di telemetrie reali e virtuali.
Un simulatore professionale, non “cheata”. Anche se sanno benissimo che slipangle/ratio ha ogni singola ruota ad ogni momento, come noi d’altronde. Gli ingegneri devono ignorare questi valori. Costruiranno un software, che andrà a prendere SOLO i valori di sensori “reali”, come velocità di rotazione delle ruote, gps, accelerometri, sensori di pressione del gas, freno, giri motore, e tanto altro ancora, tutti sensori presenti nelle auto vere. Da questi valori di questi sensori, scriveranno un codice lungo 1500-2000 righe pieno di canali matematici, che cerca di “indovinare” lo stato delle ruote e il loro slipangle/ratio (come fa il sistema vero, perché nella realtà non esistono sensori che ti dicono se una gomma slitta e di quanto slitta) e infine agire su un motore simulato o su un sistema frenante simulato (o magari vero, posizionato sul banco).
Noi facciamo il tutto con 5-10 righe di codice. Loro fanno più o meno lo stesso risultato (non sto esagerando) ma con 1500-2000 righe di codice. Il loro vantaggio è che poi possono prendere quelle 2000 righe di codice, inserirle in una ECU, posizionarla nella macchina vera e… funziona!

Ci sono anche casi contrari. Spesso quando chiediamo agli ingegneri, dati per situazioni molto particolari, ben oltre il limite, spesso non sanno dare una risposta, per il semplice motivo che “non dovresti guidare così, non è veloce, ne efficiente”.
Quando noi insistiamo per sapere cosa fa una gomma a livello di temperatura e grip a 50 gradi di traverso, o come si comporta un diffusore a 30 gradi di yaw angle, oppure a 30kmh, loro, quasi come se fosse una barzelletta, insistono con risposte del tipo “ma non devi farlo, non si può, non si fa”

Noi e voi, sappiamo bene che un simracer non si ferma davanti a nulla… e troverà modo di fare la flugplatz con la Zonda a 300kmh di traverso… con 3 ruote per aria. Vi sorprenderà scoprire che spesso i vostri giochi/simulatori, in situazioni così estreme, si comportano in modo più realistico a confronto con un simulatore professionale, semplicemente perché agli ingegneri non interessa sapere cosa succederà se un suicida pazzo cercherà di schiantarsi 8 su 10 in una situazione del genere. Ricordo che nella realtà non c’è restart. :)

Un altro fattore importante che può provocare reazioni “poco realistiche” su un simulatore professionale, è legato alle equazioni matematiche usate, specialmente per le gomme. Spesso i dati per le gomme, arrivano direttamente dal costruttore (michelin, pirelli, bridgestone, etc), come curve realizzate da equazioni che riprendono i dati registrati da prove vere nel modo più vicino possibile. Tuttavia, essendo curve da equazioni matematiche, a certi valori estremi, possono seguire andature non realistiche. Questo poco interessa agli ingegneri, perché spesso loro devono ottenere risultati in un range ben specifico di utilizzo, e quello che succede prima o dopo quel range, non importa. Inoltre, chi rischierà il suo posto di lavoro per cambiare una curva che arriva direttamente dal costruttore della gomma…
é il così detto “fit” dell’equazione, cioè usare solo una parte del range dei risultati che da, che è poi la parte che interessa.
Stessa cosa anche per l’aerodinamica e così via.

Infine, mentre noi sviluppatori di videogiochi, stiamo cercando di inserire fattori di variazione per ottenere una guida “naturale” una auto “viva”, come pressioni gomme, temperature, asfalto con grip variabile, vento, temperature ambientali diversi etc, spesso i simulatori professionali vanno verso la direzione completamente opposta, per limitare al minimo variabili non controllabili e ottenere i stessi risultati giro dopo giro. Su quest’ultimo paragrafo va collegato il discorso motion platform. Si le loro motion platform sembrano (e lo sono) spettacolari… ma hanno più un uso pubblicitario e di immagine, che un uso pratico. Innanzitutto anche le migliori in assoluto, non riescono a simulare le forze G di una auto vera. Possono dare un alto valore G di picco, ma poi sustained, cioè sostenuto, non possono superare 1G, per forza di cose. Oggi, una crossover con gomme normalissime, supera 1G in fase di frenata, figuriamoci le auto da gara…
Inoltre, come spiegavo sopra, i simulatori professionali servono per verificare soluzioni ingegneristiche. Serve un pilota che riesca a effettuare tanti giri nel modo più preciso possibile. Una guida meno precisa, causata dai movimenti di una motion platform, è controproducente per il loro lavoro, e spesso, molto spesso, dopo il girato dei video pubblicitari, il motion platform viene spento e il pilota continua a girare senza forze esterne di disturbo.

Sicuramente a qualcuno la mia risposta sembrerà poco modesta. Sarà vero che i simulatori professionali sono meno realistici da un “gioco”? No, non è proprio così, ma il loro focus di realismo è diverso dal nostro. A livello ingegneristico un simulatore professionale è ben più preciso di un gioco. A livello di verifica di soluzioni sul setup o nuovi componenti, il simulatore professionale vince ancora.
A livello di guida pura… ce la giochiamo… e su qualche situazione estrema, vinciamo pure.

Infine ricordatevi anche il famoso detto fra ingegneri. Shit in, shit out. Il realismo di un simulatore, oltre che alla bontà delle equazioni, è molto influenzato dalla precisione dei dati inseriti.
Dimenticavo, quasi tutti i simulatori professionali, usano asset creati dai sviluppatori di videogiochi. Modestamente… le nostre piste laserscan e modelli 3D di auto, vanno a ruba.

[VELOCIPEDE]

Il simulatore professionale olandese citato da Aris è il Cruden

[VELOCIPEDE]

Ancora Aris:

La mia esperienza sui simulatori, nella guida di auto vere (mi permetto di dire di prestazioni notevoli), e soprattutto di gente che ho portato in pista attraverso eventi kunos o Game&Track, mi porta alla conclusione che al 90% dei casi, le sensazioni di scivolamento nei simulatori è risultato di una sovrastima dei livelli di grip delle auto vere e della mancanza delle sensazioni di forze e velocità dietro ad un monitor.

Quando porti per la prima volta in pista un appassionato di simulazioni, è sempre pronto con smartphone e/o gopro per immortalare il tutto... alla prima frenata e nonostante la cintura, la testa ha picchiato lo smartphone che ha picchiato il parabrezza che ha picchiato la testa di nuovo col rinculo e tutti i buoni propositi vanno a farsi benedire... :D
Dopo il primo giro e col respiro ritrovato, faccio notare a tutti la velocità di percorrenza della curva mentre stiamo a 30 gradi di traverso a ruote fumanti... e quasi tutti esclamano "ma come solo 60kmh!?!?!??!"

E' per lo stesso discorso che tutti raccontano di fare le rotonde a 80kmh ma poi si scopre che raramente si superano i 40 (spingendo) e che la differenza fra una Panda in rotonda e una Porsche/Ferrari è di... 8-10kmh
il restante 10% però è altrettanto importante. Piccolissime variazioni nei dati (ottenuti e inseriti) creano sensazioni completamente diverse di tenuta e comportamento della macchina vicino al limite. Stranamente da alcuni, questi comportamenti vengono percepiti come "arcade/facili/noiosi", mentre da altri "difficili/irrealistici/estremizzati/interessanti" a seconda del sim, esperienza personale, aspettative e convinzioni. Non è facile e ci sono molte sensazioni soggettive che difficilmente possono cambiare le preferenze di ognuno, anche perchè non ci sono prove oggettive per certe condizioni particolari e dettagli apparentemente insignificanti ma che cambiano parecchio il "feeling".

[Diorha]

Uno degli articoli più interessanti che io abbia mai letto... ha spiegato più cose la lettura di questa risposta che tutto quello che ho letto negli ultimi 4 anni sul sim racing e nel confronto tra realtà/virtuale.

[Tova]

Grazie !! Veramente molto interessante e pieno di informazioni tecniche che solo un insider come Aris puo' conoscere  !

Complimenti !

[Matteo Bonassi]

Bellissimo articolo! Grande, letto tutto d'un fiato

[jakobdylan]

Aris oltre ad essere una persona molto competente ma sopratutto che non se la tira  lol,riesce a spiegare concetti complessi in maniera semplice qualità che non tutti hanno.

[catarlato]

Grande Aris !! 

[Topo Laccio]

Grazie infinite, lettura veramente interessante e a tratti "illuminante"... 

[VELOCIPEDE]

3 minutes ago, Topo Laccio said:

Grazie infinite, lettura veramente interessante e a tratti "illuminante"... 

complimenti per il nick e l'avatar