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Alt 30.05.2008, 17:24   #1
Jim männlich
 
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Standard Rennspiel-Demo für den NDS

So, hier möchte ich noch mein momentan 2. Projekt präsentieren.

Da ich ein ziemlicher Rennspielfan bin hab ich mir vorgenommen ein Spiel in genau dieser Richtung zu programmieren. Als Platform hab ich den Nintendo DS gewählt, da ein Rennspiel natürlich in 3D sein sollte. Außerdem ist die Homebrew Community um diesen mittlerweile ziemlich groß geworden und man findet mittlerweile einige hilfreiche Tools im Internet zum arbeiten.
Lernen möchte ich bei diesem Projekt folgende Dinge: besseres Umgehen mit C++ (Klassen), Programmieren von 3D Grafik und einer (an der Realität orientierten) Physik.

Im Internet findet man genug Informationen zu 3D Grafik (auch speziell für den NDS) und natürlich für C++. Für eine Fahrphysik gibt es aber eigentlich nur ein einziges (etwas tiefergehendes, aber leider auch älteres) Standart Tutorial das sich mit diesem Thema beschäftigt. Und zwar Marco Monsters Tutorial für "Car Physics for Games" (Mirror von meiner Homepage). Deswegen beinhaltet die Demo auch nur die Physik die in den 2 Beispielprogrammen zum Tutorial verwendet wurde.

Nun zu den Inhalten der Demo:
Als Auto ist ein Ferrari F40 eingebaut. Vorwärts fahren geht, der Rückwärtsgang macht jedoch Probleme. Man kann rückwärts nicht wirklich lenken.
Die Grundwerte des Autos sind schon realistisch übernommen worden, jedoch kommen bei den Berechnungen noch keine wirklichkeitsgetreuen Zahlen raus (betrifft z.B. Beschleunigung, Höchstgeschwindigkeit).
Um das Autofahren zu testen hab ich mir vorgenommen den Norisring umzusetzen. Die Straße ist schon vorhanden, jedoch fehlen noch sämtliche Objekte neben der Strecke. Der Himmel ist auch noch nicht vorhanden.
Es gibt deswegen auch noch keine Kollisionen mit irgendwelchen Objekten.
Es fehlt also noch sehr viel, aber es soll ja erst der Anfang sein.

Soviel zur Demo. Ich weiß nicht wie weit ich mit dieser Demo kommen werde. Es wird auf jedenfall ein längeres Projekt. Während mein Beat'em Up (Ranma Battle) langsam fertig wird (hierzu werde ich zu gegebener Zeit den anderen Thread aktualiesieren). Hier lässt sich zeitlich noch nichts einschätzen.

Downloads (beide 600 KB groß):
CarPhysics4_NDS.nds
CarPhysics4_NDS.ds.gba

Weitere Informationen zur Demo (Steuerung, Links zu den 3D Modellen der Strecke und dem Auto), Links zum Thema "Physik eines Autos" und einem 2D Test der Physik findet ihr auf meiner Homepage.
Miniaturansicht angehängter Grafiken
Rennspiel-Demo für den NDS-car_physics_4_demo.png  
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Alt 01.06.2008, 16:52   #2
 
Benutzerbild von Wiistation360
 
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Nicht schlecht Es lässt sich meiner Meinung nach hervorragend steuern. Auch die Geschwindigkeitsanzeige macht keine Probleme, aber das "Spielgeschehen" ist noch ein wenig dunkel.
__________________
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Alt 01.06.2008, 21:15   #3
Jim männlich
 
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Danke erstmal dafür, dass du die Demo getestet hast.

Zum 1. Punkt: Die Steuerung war bei dieser Demo erstmal mein eigentliches Hauptziel. Von dem her bin ich froh, dass sie dir gefällt. (Das einzige was dem DS für solche Spiele fehlt sind druckempfindliche Schultertasten, dann wäre es optimal)

Zum 2. Punkt: Die Geschwindigkeitsanzeige passt soweit ja auch (die Kommazahlen sind jedoch beim Programmieren verloren gegangen, kann man aber ausbessern), bloß erreicht der F40 nicht die Geschwindigkeit die er erreichen sollte.

Und zum 3. Punkt: Um das Geschehen aufzuhellen, werde ich wahrscheinlich die Grundfarbe (schwarz) durch was anderes ersetzen (die Idee ist mir gerade erst gekommen). Einen Himmel will ich nämlich im Moment noch nicht einbauen.
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Alt 31.07.2008, 20:35   #4
 
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

boar wie machste das respekt bist woll so nen progamiere!!!

Geändert von Yamic (31.07.2008 um 20:36 Uhr)
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Alt 05.04.2009, 16:41   #5
Jim männlich
 
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Da seit einigen Wochen wieder regelmäßig Motorsport im Fernsehen kommt und ich mir Race Pro gekauft habe, war bei mir die Motivation recht groß an dieser Demo weiter zu programmieren. Diesmal hat sich nur am Handling etwas getan, für die Grafik schau ich grad nach neuen Ansätzen (z.B. fürs 3D Format, Boundingboxes, usw.) um auch endlich Kollisionen und Hügel spürbar zu machen (auch wenn der Norisring ziemlich flach ist). Ich bin da leider noch ziemlich Neuling in der 3D-Programmierung wie ich feststellen musste.

Hier nun eine Liste der Dinge die gehen und (noch) nicht gehen:
+ kontrolliertes Rückwärtsfahren funktioniert nun endlich
+ Auto verhält sich träger beim Einlenken (meiner Meinung nach realistischer)
+ Auto bleibt stabil beim Anbremsen
+ Federung ist als grafischer Effekt mit eingebaut (wenn auch nicht ganz korrekt, aber es lässt die Gewichtsverteilung nun auch grafisch erahnen)

- Kein Geschwindigkeitslimit (-abnahme) beim Rückwärtsfahren (man muss notfalls die Demo resetten (Select-Taste) wenn das Auto ins unendliche beschleunigt)
- Umgebung ist immer noch zweckmäßig gestaltet
- Federung trägt nicht zur Gewichtsverteilung bei

Downloads (jeweils 632 KB groß):
CarPhysics5_NDS.nds
CarPhysics5_NDS.ds.gba
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Alt 06.04.2009, 10:59   #6
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Läuft super bei mir, aber mir gehen die Bremsleuchten ab
Werds heute noch auf dem originalen DS testen.
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Alt 03.05.2009, 20:49   #7
Jim männlich
 
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Diesmal gibt es keine neue Version meiner Demo, sondern einen etwas längeren Statusbericht der ein bisschen was über die Entwicklung erzählen soll. Ich lese solche Berichte recht gerne (Seite mit Blogs von GameDev.net die ich heute entdeckt hab) und versuch mich jetzt deswegen auch mal an sowas.

Das Grundgerüst meiner Demo besteht aus dem Beispiel-Code von Marco Monster, auf dessen Tutorial immer verwiesen wird wenn es um solche Themen geht (die original Seite ist aber schon lange offline). Sein Code behandelt aber manche Sachen ganz anders als im Tutorial, deswegen sollte man sich unbedingt den Code anschauen. Das Tutorial ist zwar offline aber man findet den Code in einer Zusammenstellung von verschiedenen Dateien (wo der original Link auch offline ist wie ich grad feststellen musste) die man von dieser Seite runterladen kann (unter: "Collection of resources"). Dieser Code dient gut als Grundlage für ein einfaches 2D-Beispiel, was ich dann auf dem NDS auch umgesetzt habe.



Parallel dazu hab ich versucht ein 3D-Modell auf dem NDS anzuzeigen. Einer der Vorteile eines Rennspiels (die für mich wichtig waren) ist, dass es genug Quellen für Automodelle gibt. Wenn man nach Autos für GTA oder NFS sucht findet man wirklich sehr viel. Nun muss man aber noch einen passenden ModelConverter finden der für den NDS geeignet ist. Am besten man packt die Modelle gleich in eine Displayliste um die Grafikausgabe zu beschleunigen. Mein Tool der Wahl ist der "Model_Converter" um das .x-Format zu konvertieren. Ich würde gernen einen Link zur Seite hier angeben, aber die Seite scheint offline zu sein. Vielleicht findet man das Programm ja noch wenn man nach "AmplituDS" oder dem Macher "DarkKnightEZ" sucht.

Oder kennt jemand ein anderes Programm mit dem man 3D-Modelle für den NDS umwandeln kann das ohne lange Einarbeitung funktioniert und bei dem ein Beispiel beiliegt? Das selbe Problem hab ich nämlich auch bei Texturkonvertern, wo ich mir schlussendlich selber ein Programm geschrieben habe, dass die Paletten-Formate unterstützt, BMP-Dateien einliest und als bin-Dateien ausgibt. Aber mit meinem Programm hätten andere wahrscheinlich auch Probleme es zu benutzen, da BMP-Dateien mit genau 4, 16, oder 256 Farben erwartet werden.



Nachdem ich den Porsche angezeigt bekam und ich feststellen musste das fast kein Platz mehr für das anzeigen der Strecke war hab ich nach einem neuen Modell gesucht und hab den F40 gefunden. Dieser benutzt mit ungefähr 600 Polygonen wirklich wenig speicher und sieht dabei auch noch gut aus. Allerdings wenn man im falschen Modus von unten auf den Heckflügel schaut verschwindet dieser (dank Backface Culling), da muss man vielleicht nochmal nachbessern. Als nächstes wurde das Rechteck aus der 2D-Demo zu einem Quader den man von hinten sehen konnte und wurde dann vom F40 ersetzt. Die Physik blieb bei 2D, was bei der gewählten Beispielstrecke (dem Norisring) aber keinen Unterschied macht, da die Strecke komplett flach ist.



Nun ist der Code von Marco Monster nicht der übersichtlichste, ich hab mich deswegen vor kurzem daran gemacht die Variablen umzubenennen. Hauptsächlich um die Unterscheidung der Variablen für Auto, Voder- und Hinterreifen zu verbessern. Dadurch wurde ziemlich schnell deutlich das eine Starrkörper-Klasse sinnvoll wäre. Dies hab ich, dank der Hilfe eines anderen Tutorials, dann auch umgesetzt und somit einen großen Teil des Codes ausgelagert. Dazu kamen dann noch grundsätzliche Klassen für Vektoren und Matrizen. Durch diese Aufteilung findet man auch deutlich leichter Fehler, was ich dann in Form der Berechnung des Trägheitsmoments auch schnell feststellen konnte. Der Wert war nämlich zu hoch und auch falsch berechnet. Durch die Ausbesserung wurde die Drehbeschleunigung zu groß da ich die Kräfte vorher dem höheren Trägheitsmoment angepasst hatte um eine stärkere Lenkung zu erreichen, was nun nicht mehr nötig war. Ein weiterer Schritt in Richtung realistischere Werte.

Leider ist es so, dass nur kleinste Änderungen von Werten an der falschen Stelle schon dazu führen können, dass das Auto sich nicht mehr ansatzweise so verhält wie man es möchte. Solange sowas kontrolliert und nachvollziehbar ist es aber eigentlich recht nett mit den Werten rum zu experimentieren, wenn man z.B. ausprobiert wie sich die Federung verhält wenn man den Dämpfer weglässt. Dann wackelt das Auto, dank nicht vorhandener Reibung, dauerhaft hoch und runter.
Am meisten Probleme machen aber Formeln bei denen dividiert werden muss. Wenn im Divisor Null auftaucht, was vorallem bei niedrigen Geschwindigkeiten vorkommt, dann muss man irgendwie einen Ausweg suchen um dies zu verhindern. Hier versagen manche Formel in der Simulation.

Vor ein paar Wochen habe ich dann noch eine neue Teildemo angefangen, in der ich verschiedene Sachen für die Grafik oder die Kollisionsabfrage ausprobiere. Dazu hab ich auch noch Strecke gewechselt und probier mich nun an einer Umsetzung von Brands Hatch. Im Bild ist die Startampel zu sehen und die Teile der Strecke die schon eingebaut sind, sowie auch der Himmel der die Szene deutlich heller erscheinen lässt. Durch die Kollisionsabfrage richten sich nun die Räder nach der Höhe des Terrains aus, was dann natürlich auch am Chassis zu sehen ist. Es ist auch schon eine Kollision mit den Leitplanken vorhanden.
Die Performance hat mir aber schon zu schaffen gemacht. Da ich die einzelnen Streckenabschnitte von Hand in kleinere Teile unterteile, kann es vorkommen, dass das Programm dank ungünstiger Verteilung der Bounding Boxen zu viele Abfragen macht, was schlimmstenfalls in der Absinkung der Framerate auf 30 FPS bedeutet. Momentan läufts flüssig, aber die Physikberechnungen brauchen ebenfalls nicht wenig Rechenzeit. Das Hauptproblem besteht sicherlich in der Verwendung von Floating-point Zahlen. Die Kollisionsabfrage hab ich schon auf Fixed-point Zahlen umgestellt (die englischen Begriffe sind mir geläufiger als die deutschen). Mal schauen vielleicht funktionierts ja doch auf Anhieb wenn ich die Physik mit einbinde.



Soviel zur Entwicklungsgeschichte bisher. Ist doch ziemlich lang geworden, aber so eine Demo entsteht ja auch nicht durch Nichtstun.

Wer noch nicht genug hat und etwas über Fahrzeugphysik wissen will, kann sich noch folgenden Film mit Brian Beckman anschauen:Brian Beckman: The Physics in Games - Real-Time Simulation Explained
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Alt 11.05.2009, 02:34   #8
 
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

also im letzten screen sieht das ja fast schon nach nem vollwertigen game aus
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Alt 01.11.2010, 01:15   #9
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Vor 2 Monaten hab ich meine alte (dunkle) Demo mit dem Norisring auf gbadev.org gepostet. Inzwischen hat sich aber wieder einiges getan, vorallem im grafischen Bereich wie man an den folgendne Screenshots sehen kann. In der Zwischenzeit hab ich auch mal wieder die Strecke gewechselt die ich umsetzen will. Vielleicht erkennts ja jemand schon anhand der kurzen Auszüge (ohne Vegetation, Werbeschilder und Gebäude), ansonsten unten auf den Spoiler klicken.



Spoiler :
Laguna Seca


Der Unterschied zum letzten Bild oben ist, das die Demo damals nur die Kollisionsabfrage drin hatte, man konnte nicht rumfahren und das Auto hab ich damals auch nicht drehen können. Jetzt hab ich beides in einer Version zusammengefügt.

Der größte (spielerische) Fortschritt war in den letzten Monaten die Kollisionsabfrage mit dem Boden, was das fahren auf der hügeligen Strecke um einiges spaßiger macht. Die Kollision mit den Wänden ist momentan noch nicht komplett eingebaut, da ich dafür die Daten der Strecke etwas umändern musste damit die Rechenzeit nicht zu lang ist.

Inzwischen verzweifle ich aber wieder beim einbauen der korrekten SlipAngle Berechnung, die ich einbauen möchte was meist aber zu einem unfahrbaren Auto führt. Die momentane Definition ist aus "Vehicle Dynamics for Racing Games by Ted Zuvich".


Zum Schluss noch einen Linktipp zu einer Präsentation von Rally Cross Physics. Einem Rennspiel aus PSX Zeiten wo ein Entwickler zeigt wie sie damals die Physik und die Kollisionsabfrage umgesetzt haben.

Geändert von Jim (01.11.2010 um 01:26 Uhr)
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Alt 19.11.2010, 21:42   #10
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Daumen hoch AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Super Arbeit! Weiter so!
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Alt 08.01.2011, 10:20   #11
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Hallo,

da ich momentan nicht wirklich mit meiner "Simulation" weiterkomme, stelle ich nun die neueste Version hier rein. Ich hoffe auf ein paar Kommentare zur Steuerung, da sich diese deutlich verändert hat zur letzten Demo.

Mit nicht weiterkommen mein ich, dass zwar meine Starrkörperklasse sich richtig verhält, ich aber bei der Berechnung der Kräfte die von den Reifen kommen ich irgendwie nie vernünftig weiterkomme. Konkret ist das die Berechnung vom SlipAngle oder das Verhalten der SlipRatio. Deswegen hab ich mich jetzt zu einem Neuanfang (Neuordnung) des Projekts entschlossen. Ich hoffe dann geht es wieder vernünftig weiter.

Im grafischen Bereich bin ich momentan mit dem zufrieden was ich habe. Ich hab dort in der Zwischenzeit die Erstellung der Displaylisten optimiert und bekomme dadurch mehr Polygone für weniger Vertexes.

Nun zu dem was in der Demo geht und nicht geht.
+ Stabile Physik
+ Bessere Steuerung, die geändert werden kann
+ Anzeige der Gewichtsverteilung, damit das Auto nicht statisch wirkt
+ Kollision mit dem Boden, ermöglicht Fahrt durch die Corkscrew
+ Zeitnahme mit 3 Sektorenzeiten, beste Zeit der Session wird angezeigt
+ 2D Anzeige zeigt wo man gerade auf oder neben der Strecke ist

- Keine Kollision mit den Wänden
- Auto wird nicht langsamer wenn es auf Dreck fährt
- Dadurch Einhaltung der Ideallinie nicht erforderlich
- Kein driften möglich, höchstens leichtes Übersteuern beim Bremsen
- Manchmal geht die Framerate in die Knie wenn viele Kollisionsabfragen durchgeführt werden, vorallem in der letzten Kurve

Download:
CarPhysics6_NDS.zip (1,02 MB)

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Alt 10.01.2011, 16:30   #12
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Habe es gerade ausprobiert funktioniert ganz gut. Leider habe ich auf dem no$gba Emulator einige Grafikfehler. Aber ansonsten ist es wirklich eine tolle Leistung. Wenn du da weiter machst, könnte es wirklich professionell werden.
Zumindest kenn ich jetzt jemanden der sich mit Kollisionsabfragen und Fahrphysik auskennt, da werde ich bestimmt noch einige fragen zu haben.
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Alt 12.01.2011, 07:30   #13
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Danke fürs Lob.

Da ich selber ständig im no$gba teste kann ich dir versichern das alles korrekt dargestellt wird. Vereinzelt fehlende Dreiecke sind nämlich auf meine Konvertierung der 3D Modelle zurückzuführen, was leider nicht perfekt ist. Manchmal hab ich doch etwas zu oft versucht Triangle Strips zu verwenden, aber bei der Strecke funktioniert das einwandfrei, beim F40 jedoch nicht.
Und manche 3D Modelle fehlen einfach noch, darunter auch das Loch nach der Boxenmauer oder beim Hochfahren zur Corkscrew.

Und Fragen kannst du gerne stellen. Hast du etwas ähnliches vor oder warum meinst du das du noch Fragen haben wirst?
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Alt 12.01.2011, 11:45   #14
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Eigentlich bastele ich noch an meinem FPGA rum, wollte da auch simplen 3D-support einbauen. Dein 3D Fahrsimulator deckt schon sehr viele Punkt (Kollision, Fahrphysik,…) ab, mit denen ich mich noch beschäftigen will. Es gibt zwar Tutorials aber diese Themen sind doch nicht ganz trivial, da ist es immer gut wenn man einen Ansprechpartner hat.

Mal davon abgesehen, dass ich auch schon immer mal eine 3D-Autorennen machen wollte (wer will das nicht)

Zumindest ist dein Projekt sehr interessant, es entwickelt sich weiter und man kann es auch benutzen!
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Alt 17.03.2011, 20:46   #15
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Ich würde mich über die Behebung des "Wände-Bugs" freuen
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Alt 21.03.2011, 04:00   #16
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Ich muss dich leider enttäuschen, aber ich hab seit dem letzten Post nicht mehr an der Kollisionsabfrage gearbeitet. Dieser Kommentar im gbadev-Forum hat mich dazu gebracht mich mit Schatten zu beschäftigen. Dabei bin ich allerdings auf ein paar Probleme gestoßen. Das nervigste Problem war das die Schatten beim Testen im Emulator nicht angezeigt wurden und da ich mich auf no$gba bisher immer verlassen konnte hat es einige Zeit gedauert bis ich auf der Hardware mal meine Demo ausprobiert habe und die Schatten angezeigt wurden.
Hab dabei auch einiges über die 3D Einstellungen im Allgemeinen gelernt und möchte dies jetzt auch umsetzen.

Die Kollisionsabfrage ist aber zum größten Teil schon fertig. Das Hauptproblem dabei war/ist, dass ich das Auto zurücksetzen muss wenns in der Wand steckt und dabei ist mir ein paarmal passiert das ich das Auto auf die falsche Seite gesetzt habe und man aber nicht mehr auf Strecke kam, da man von außen kommend dann ebenfalls immer nach außen gesetzt wurde.
Aber die Grundfunktionen funktionieren, weshalb die Hauptarbeit das Erstellen der Kollisionsdaten und das Testen sein dürften.

Währenddessen hab ich (hoffentlich) auch die Lösung für mein bestehendes Physikproblem gefunden. Hab nämlich noch ein paar Hacks im Code die ich gerne ausbessern möchte. Ich muss meine Lösung allerdings erst noch ausprobieren, wenns aber funktioniert würde ich vom Code von Marco Monster abraten.

So der momentane Stand.
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Alt 22.04.2011, 11:47   #17
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Einen Monat später...und? Wie sieht's aus?
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Alt 05.05.2011, 00:43   #18
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Bin immer noch mit der Physik beschäftigt und den einzigen Erfolg kann ich bei der Beschleunigung vermelden. Dabei hab ich darauf geachtet das die SlipRatio noch im realistischen Rahmen bleibt. Sowohl beim Beschleunigen als auch beim Bremsen. Da davon ausgehend auch die Drehzahl und der Gang berechnet wird, hat sich dort das Verhalten auch verbessert.

Dann ging ich weiter zu den Lenkkräften und hier häng ich momentan mal wieder fest. Hab hier ja schon öfter von Problemen mit den SlipAngles und den damit verbunden Kräften berichtet. Hab gedacht hier würde ich mal Fortschritte machen und hab mit der Antwort gewartet, aber das war bis jetzt nichts.
Momentan überleg ich wieder ob ich nicht vielleicht doch nochmal, von Marco Monsters Code ausgehend, einen Neuanfang wage. Wegen dem Neuanfang hab ich ja auch meine letzte stabile Demo online gestellt, da hatte ich gedacht das ich nun schneller eine neue Physikengine zustande bringe aber da hab ich mich getäuscht.

Die Kollisionsabfrage ist mir momentan nicht wirklich wichtig, solange ich keine zufriedenstellende Fahrphysik habe. Und immer wenn ich glaube das Thema begriffen zu haben, dreht sich mein Auto in die falsche Richtung oder dreht sich ungewollt weiter.
Das frustriert manchmal richtig, aber ich bleib dran und hoffe das ich nicht ähnlich lange ohne vorzeigbaren Fortschritt bleibe wie die hier.

Geändert von Jim (05.05.2011 um 00:47 Uhr)
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Alt 21.05.2011, 21:16   #19
 
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wird dein Game für den DS wirklich veröfentlicht???
Kanst du auch mal ein 3DS Gane fü den eshop bitte machen
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Alt 21.05.2011, 22:22   #20
ehem. Teammitglied
 
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Standard AW: Rennspiel-Demo für den NDS

Der macht das als Hobby. -.- Veröffentlicht wird's bestimmt nicht, allein weil der 3DS jetzt schon draußen ist und er noch einiges am Game zu machen hat.
__________________
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