赛车计划轮胎物理模型

赛车类游戏不管是在现实的生活中还是虚拟的网络之中，都和轮胎分离不开，而这就是为什么PCars是由革命性的Seta Tire Model（STM）来驱动轮胎的模型。

在把”WMD-powered”的头衔打造成为最真实的虚拟赛车体验的过程中，STM扮演了一个重要的角色。但是STM到底是干嘛的？SMS的物理专家Andrew Weber带领我们深度剖析这个驱动PCars的技术。

STM描述：

STM是一个完全动态的轮胎模拟。事实上，它是三个模拟耦合在一起的，一个负责轮胎的框架，一个负责轮胎与地面接触的部分，还有一个负责热量传递的模拟。同时这些模拟又是可以单独分开的，不同的框架和接触部分的模拟技术是可以互相交换的（意思就是可替代吧）。例如，在越野的时候就要用到是不同的框架的模拟

框架模拟：

PCars里用的框架模拟是一个对有限元素的模拟，这个过程伴随着特定的计算得到的最优值，并具体到实时的轮胎模拟上去。轮胎的框架被分散成小的有联系的元素，每一个都是有弹性的并且根据受力产生形变。

（译者注：尼玛这段那两个specific翻译的累死我了，没看懂的就看下面的图吧，右边那个很生动形象的，就是把轮胎受力的框架分割成许多小部分，然后对每个小部分进行实时单独受力分析和模型计算）

轮胎与地面接触的部分补充一下，还有个轮胎印迹的模拟是跟着一起的

特征：（这个还是框架模拟部分的，讲的是上面的特性）

轮胎的形变（原文是有弹性的动作。。。）可以根据速度、温度和压力的变化而变化

滚动阻力可以根据速度、温度和压力的变化而变化

轮胎侧壁会因为低胎压而发生弯曲形变

斜纹式轮胎、有夹层的轮胎（我也不知道这是什么。。。去年F1英国站爆胎爆的很厉害的那个倍耐力分层技术么。。。）、子午线轮胎、混合式轮胎都有分别的建模

陀螺仪的效果（没看懂。。。查到是陀螺效应，求大神科普）

动态响应，例如震动、变径伸缩（telescoping，不懂。。。）和扭曲

轮胎与地面接触部分的模拟：

PCars中的这部分模拟是是和胎印进行的有限差分模拟，轮胎和地面接触的部分是从胎印上”流过的”。这部分就像之前说过的框架模拟一样被分成了许多小的单元，但是胎印本身是个有限差分网格。

特征：

快速加热，外层橡胶的温度通过胎印发生变化

组件化的抓地力的模型，每个组件（或者说每个被分析的单元）受到路面情况、湿度和温度的影响是不同的（独立的）

形变，橡胶会在粗糙的表面发生形变以抵抗侧滑（就是转弯的时候轮胎抓地的形变也有模拟）

粘合力，橡胶粘合到。。。。。。（没看懂，个人理解是橡胶和其他类似于橡胶的材料在接触的时候会有一种黏答答的赶脚，尤其是高温下，初中化学老师讲过。。。省略1万字。。。然后这个力也被考虑进去了，纯属个人理解）

增强（指的应该就是抓地），由于粘性（上面的粘合力）那种你走在赛道的橡胶上感受到的鞋子下那种粘粘的抓地力

分裂（暂时这么翻译吧，tear在这只可意会啊。。。），轮胎上脱落的橡胶

削减，多边形、边缘、地面的沟槽和轮胎上的凹槽（光胎和街胎）都会造成抓地力下降，特别是在泥土和碎石路上的的效果特别明显

不同的纹路深度有着不同的水性

分解的并且对温度敏感的轮胎损耗

对温度敏感的弹性

轮胎框架以及轮胎接触地面两部分的模拟是耦合的，从而没有生硬感和顿挫感，同时又能保留两个模拟的细节。胎印的大小、形状和压力分布是由框架模拟的结果决定的，同时又给轮胎和地面接触模拟使用。轮胎所受的地面的力是由轮胎和地面接触的那部分模拟得到的，并作为外力传递给轮胎的框架模拟。

度传递模拟：（卧槽终于要结束了，我要睡觉妈妈）

温度传递模拟主要是模拟刹车、轮窝（轮毂里凹进去的部分）、轮毂、轮胎框架、和轮胎接触地面部分之间的热量的流动。热量在轮胎接触地面的那些单元之间传播，从那些单元传播到路面，从那些单元传播到空气中，这些热量的传递都直接由轮胎接触地面的模

型进行模拟（包括水平对流和蒸发）。胎压是由轮胎框架部分遵循理想的大气定律模拟的。

自然现象：

大多数的现象并未包含在STM之中因为没有明确的编程

Fy、Fx和Mz对比滑移角曲线（不懂。。。）已经完成并且包含真实的细微的差别，例如Mz转化（有学机械或者力学到的大神没，我学弱电的看不懂。。。）

因负载、热量、压强和速度引起的复杂并且有时细微的变化

在静止和低速情况下有着正确的行为表现，即使玩家的力回馈器件会有所限制，但是仍会有振动存在。许多其他到的轮胎模型在静止的时候就不工作了。

平坦点（轮胎上被磨平的地方）

潮湿的路面会打滑

轮胎的动作表现会因为路面的不同而改变，例如路面的粗糙程度、赛道的橡胶（黏答答的感觉）、潮湿程度和泥土