Кастомная физика автомобилей в Roblox: 4-колесная Raycast-подвеска, Трение Шин и Luau-пружины

Создание реалистичной или аркадной физики автомобилей в Roblox требует полного отказа от стандартных CylindricalConstraints, которые приводят к рассинхрону и багам столкновения.

Используя закон Гука для 4-колесной подвески, формулу сцепления шин Пасейки (Pacejka), стабилизаторы поперечной устойчивости и сетевые права водителя, разработчики добиваются гладкого управления на 120 FPS.

1. Почему Raycast-подвеска надежнее физических колес

Преодоление ограничений физического движка Roblox:

• Полное отсутствие застреваний: Лучи моментально фиксируют расстояние до поверхности независимо от скорости перемещения машины.
• Точный математический контроль: Жесткость пружин, демпфирование и дорожный просвет настраиваются прямо в скриптах Luau.
• Минимум сетевого трафика: Синхронизируется только центральная координата шасси, а не вращение четырех колес.

2. Формула 4-колесной Raycast-подвески (Закон Гука + Демпфирование)

Вычисление силы выталкивания под каждым колесом:

• Направление луча: Луч выпускается вниз из точки крепления: Длина = ДлинаПокоя + РадиусКолеса.
• Сила пружины: Сжатие = ДлинаПокоя - Расстояние; СилаПружины = Жесткость * Сжатие.
• Сила демпфирования (амортизатор): Гашение колебаний с учетом относительной вертикальной скорости кузова.
• Итоговый вектор: Приложение VectorForce по нормали поверхности для удержания авто над землей.

3. Модель трения шин: Продольное ускорение и Дрифт (Pacejka)

Реалистичное прохождение поворотов и плавный дрифт:

• Угол увода (Slip Angle): Угол между направлением колеса и реальным вектором движения автомобиля.
• Кривая Пасейки: Сцепление достигает пика при 6–10 градусах скольжения, после чего машина переходит в плавный контролируемый занос.
• Продольная тяга: Ограничение крутящего момента двигателя предельной нормальной нагрузкой на колесо.

-- Функция расчета силы Raycast-подвески
local function CalculateWheelForce(wheelAttachment, restLength, stiffness, damping, wheelRadius)
    local origin = wheelAttachment.WorldPosition
    local direction = -wheelAttachment.WorldCFrame.UpVector * (restLength + wheelRadius)
    local raycastParams = RaycastParams.new()
    raycastParams.FilterType = RaycastFilterType.Exclude
    raycastParams.FilterDescendantsInstances = {wheelAttachment.Parent}
    local result = workspace:Raycast(origin, direction, raycastParams)
    if not result then return Vector3.zero end
    local hitDistance = result.Distance - wheelRadius
    local compression = restLength - hitDistance
    if compression <= 0 then return Vector3.zero end
    local pointVelocity = wheelAttachment.Parent.AssemblyLinearVelocity
    local suspensionVelocity = wheelAttachment.WorldCFrame.UpVector:Dot(pointVelocity)
    local springForce = stiffness * compression
    local dampingForce = damping * suspensionVelocity
    local totalForceMagnitude = math.max(0, springForce - dampingForce)
    return result.Normal * totalForceMagnitude
end

4. Перенос веса и Стабилизаторы поперечной устойчивости

Стабилизация кузова при резком торможении и кренах:

• Продольный крен (Pitch): При торможении вес переносится вперед, увеличивая сцепление передних колес с дорогой.
• Стабилизаторы (Anti-Roll Bars): Выравнивание разницы сжатия левых и правых пружин предотвращает опрокидывание на виражах.
• Прижимная сила (Downforce): Увеличение прижима пропорционально квадрату скорости без утяжеления кузова.

5. Network Ownership и Отзывчивое управление

Управление без сетевой задержки для пилота и плавность для зрителей:

• Права на физику водителя: Вызов SetNetworkOwner передает расчет физики автомобилю на устройство водителя.
• Unreliable Remote Events: Быстрая трансляция визуального поворота колес без ожидания подтверждения пакетов.
• Серверная проверка скорости: Регулярная сверка векторов перемещения блокирует спидхаки.

Frequently Asked Questions