Grundlagen zum Fliegen und zum HUD in Star Citizen

Von Olec · 9. Juni 2021 · Aktualisiert am 16. Juni 2021 um 02:07 Uhr ·
Kategorien:
  1. V1: 09.06.2021, erste Veröffentlichung, Alpha 3.13.1
    V2: 16.06.2021, Bilder für "Das HUD" hinzugefügt, Textänderungen bzgl. crosshair und heading indicator

    Hinweis: Dieser Beitrag stellt den Stand zur Version Alpha 3.13.1 dar. Einige Beschreibungen und Erklärungen sind allgemeingültig, andere hingegen können veralten.
    Nichtsdestotrotz kann man mit dem hier angelesen Wissen sicher auch in zukünftigen Versionen die richtigen Stellschrauben finden.


    Dieser Beitrag ist in zwei Hauptpunkte unterteilt. In "Was ist 6DoF?" wird kurz der wesentliche Aspekt des Fliegens im All beschrieben und in "Das HUD" die einzelnen Anzeigeelemente auf eurem Bildschirm, wenn ihr ein Raumschiff steuert.


    Was ist 6DoF?

    6DoF steht für six degrees of freedom und bedeutet letztlich nur, dass ihr alle sechs Freiheitsgrade, die man in einem dreidimensionalen Raum zum Bewegen eines Objekts so haben kann, auch tatsächlich nutzen könnt. Und zwar vollständig und unabhängig voneinander. Diese sechs Freiheitsgrade setzen sich wiederum aus drei Richtungen für die Translations- und aus dreien für die Rotationsbewegungen zusammen.
    Bei der Translation gibt es die Richtungen vor/zurück (forward/back), links/rechts (left/right) und hoch/runter (up/down). Die Rotation unterteilt sich in das Gieren (yaw), Nicken (pitch) und Rollen (roll).

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    Abb.1: Die 6 Freiheitsgrade einer 6DoF-Steuerung

    Um zu zeigen was das Geschreibe hier in der Praxis eigentlich heißt hier ein paar Beispiele:
    - Ein Egoshooter hat für gewöhnlich 5 Freiheitsgrade in der Bewegung. Man kann vor und zurück sowie nach links und nach rechts laufen bzw. strafen. Nach oben oder unten kommt man meist auch irgendwie durch springen, fallen, Leitern, Kisten oder Jetpacks. Zugegeben in dieser Richtung unterliegt man gewissen Einschränkungen.
    Beim Drehen wird es etwas verzwickt, denn das geht immer nur um zwei Achsen, welche sich jedoch bezogen auf den Kopf in der Lage verändern. Guckt der Charakter nach vorn kann man sich "nach links und rechts drehen" was dem Gieren entsprechen würde, außerdem kann man "nach oben und unten gucken", was seinerseits dem Nicken entspricht. In dieser Position kann man aber die Sicht nicht rollen. Guckt man jedoch 90° nach oben oder unten und "dreht sich nach links oder rechts" wäre es aus der Perspektive des Kopfes ein Rollen, aus der des Körpers hingegen weiterhin ein Gieren. Ein unabhängiges Drehen um 3 Achsen ist also nicht möglich. Nichtsdestotrotz kann man jeden Punkt um einen herum anvisieren.

    - Flugzeuge haben abgesehen von Senkrechtstartern nur 4 Freiheitsgrade und selbst davon sind drei abhängig. Rotieren können Flugzeuge dank ihrer Höhen- und Seitenruder in alle drei Richtungen, aber dafür müssen sie in einer relativ schnellen Vorwärtsbewegung sein. Nach links/rechts oder oben/unten strafen sowie rückwärts fliegen können sie für gewöhnlich nicht. Runterfallen, Aufwind und derlei mal ausgenommen.

    - Panzer können sich vom Fahrer aus gesehen mit nur zwei Freiheitsgraden bewegen. Sie können vor und zurück, sowie sich um die vertikale Achse drehen. Damit können sie immerhin etwas mehr als Autos, denn diese können sich nur dann drehen, wenn sie auch vorwärts oder rückwärts fahren.

    - Die meisten neueren Weltraumsimulationen haben 6DoF. Darunter fallen neben SC bspw. auch Elite Dangerous, Space Engineers und Kerbal Space Program.


    Das HUD

    In nachfolgenden Grafiken sind die wichtigsten HUD (head-up display)-Elemente, welche ich jeweils darunter erkläre, durchnummeriert. Diese Elemente erscheinen nur, wenn ihr einen Helm aufhabt.

    HUD-Elemente der Kategorie: Bewegung

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    Abb.2: HUD-Elemente, welche für die Bewegung wichtig sind, hier auf einem Planeten

    1. Heading indicator (Frontausrichtungsanzeiger): Diese kleine Markierung zeigt schlicht in die Richtung, in die die Front eures Raumschiffs zeigt. Sie ist bei einigen Steuerungsvarianten ganz hilfreich, um bspw. eine Orientierung für das bewegliche Fadenkreuz (siehe "10. Crosshair" und "15. LOCK, TARG, AUTO") zu haben.

    2. Velocity vector indicator / direction indicator (Bewegungsrichtunganzeiger): Um zu wissen in welche Richtung ihr euch im Moment bewegt, gibt es diese Anzeige im HUD, denn Dank 6DoF können die Ausrichtung eures Schiffes und die Richtung in die es fliegt erheblich voneinander abweichen. Da ihr die Anzeige bspw. beim Rückwärtsfliegen nicht sehen würdet, gibt es eine weitere. Statt eines [> <]-Symbols seht ihr dann ein [< >]-Symbol, welches in die Richtung zeigt aus der ihr kommt.
    Zusätzlich gibt es in SC, wie in den meisten anderen Weltraumspielen auch, eine Art „Weltraumstaub“. Dabei handelt es sich um sichtbare Partikel, die ein Gefühl für Richtung und Geschwindigkeit im ansonst recht leeren Weltall vermitteln sollen. Diese Partikel fliegen entsprechend eurer Bewegungsrichtung außen am Cockpit vorbei. Realistisch ist das nicht unbedingt, aber wer will kann sie sich als virtuelles HUD-Element verkaufen.

    3. Speed and speed limiter (Geschwindigkeit und Geschwindigkeitsbegrenzung): An dieser Position wird euch die Geschwindigkeit eures Raumschiffs in Metern pro Sekunde (m/s) als Zahl angezeigt. Diese Angabe ist unabhängig von eurer Bewegungsrichtung, also der Betrag eurer Vektorgeschwindigkeit. Steht dort also bspw. 300 m/s fliegt ihr nicht unbedingt geradeaus mit 300 m/s, sondern könnt euch genauso gut nach "unten links" bewegen. Aus diesem Grund ist der velocity vector indicator (und der "Weltraumstaub") so wichtig.
    Die senkrechte Linie an der Geschwindigkeitsskala gibt die derzeitige Geschwindigkeitsbegrenzung an. Ihr könnt diesen Wert von 0 bis zur Maximalgeschwindigkeit eures Schiffes verändern. Da er den Betrag der Vektorgeschwindigkeit begrenzt, wirkt er in alle Richtungen gleich.
    Für Spieler, die Throttles und Sticks für die translatorischen Bewegungen nutzen, verändert sich der absolute Weg, den sie ihr Eingabegerät für eine bestimmte Geschwindigkeit bewegen müssen.
    Am Beispiel des Throttles heißt das: Ist die Begrenzung auf 200 m/s gesetzt, muss der Throttle nach ganz vorne geschoben werden, um das Raumschiff auf 200 m/s zu beschleunigen. Ist er nur zur Hälfte nach vorne geschoben beschleunigt ihr nur auf 100 m/s. Erhöht ihr während er in dieser Position bleibt den Limiter auf 1000 m/s, beschleunigt euer Raumschiff auf 500 m/s.
    Wie sich das alles mit eurem jeweiligen Gerätesetup verhält, könnt ihr im Blogbeitrag “Die Gerätesetups” nachlesen.

    4. Thrust, thrust limiter and acceleration (Schub, Schubbegrenzung und Beschleunigung): Im Gegensatz zur Geschwindigkeit wird der Schub relativ in Prozent angegeben. Per Afterburner könnt ihr kurzzeitig bis zur Überhitzung eurer Triebwerke auf über 100 % gehen. Außerdem könnt ihr die aus dem Schub resultierende Beschleunigung in G (= Fallbeschleunigung = 9,81 m/s²) ablesen.
    Die Begrenzung wird nur auf der relativen Skala angezeigt, gilt in alle Richtungen gleich und kann nur relativ festgelegt werden. Das wiederum liegt daran, dass euer Raumschiff in die unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich starke Triebwerke hat, welche zudem noch beschädigt sein könnten, was deren Leistung ebenfalls beeinflusst.
    Schafft euer Schiff bspw. nach vorn normalerweise bei 100 % Schub 8 G und zur Seite 4 G, so würde eine Begrenzung auf 50 % entsprechend nur 4 G nach vorn und 2 G zur Seite erlauben.
    Eure absolut eingestellte Geschwindigkeitsbegrenzung bleibt davon übrigens unbetroffen. Eine Geschwindigkeit von 1000 m/s kann man auch mit nur 0,2 G erreichen. Das dauert dann halt nur 50 mal länger als mit 10 G.

    5. Altitude indicator (Künstlicher Horizont): Der künstliche Horizont ist eine Hilfe zur Orientierung. Er zeigt euch auf Planeten- und Mondoberflächen an wie sehr euer Raumschiff gegenüber dem Boden geneigt ist. Die Linien sind "parallel" zum Horizont, wobei die 0°-Linie den Winkel anzeigt, bei dem ihr keine Höhenänderung verursacht, wenn ihr in diese Richtung fliegt. Bei 90° fliegt ihr senkrecht gen Weltall, bei -90° gen Boden.
    Anhand der Richtung der Linien könnt ihr sehen wie weit euer Raumschiff gerollt ist.
    Ab einer bestimmten Höhe wird diese Anzeige ausgeblendet, ab welcher genau unterscheidet sich von Himmelskörper zu Himmelskörper.

    6. Altitude (Höhe): Das einzig nicht offensichtliche, was ich hierzu wohl schreiben kann ist, dass in SC derzeit die Höhe in Metern immer vom Meeres- bzw. Nulllevel des Himmelskörpers angegeben wird. Vertraut dieser Angabe also grundsätzlich nicht! Berge können durchaus hoch sein und an einigen Orten seht ihr keine 300 m weit. 300 m wiederum sind bei 100 m/s auch nur 3 s Reaktions- und Bremszeit. Aus eigener Erfahrung kann ich euch sagen: Das endet in Explosionen.
    Altitude wird im Englischen zudem auch für den Höhenwinkel verwendet.

    7. CPLD = coupled (Flugrichtungskopplung): Ist coupled aktiviert werden alle translatorischen Bewegungen, die ihr nicht aktiv durch Steuereingaben forciert, automatisch genullt. Das heißt, wenn ihr z.B. grade nicht [A] zum strafen nach links gedrückt haltet, bremst das Schiff die Geschwindigkeit wieder auf 0 m/s. Dieser Umstand bewirkt, dass sich euer Raumschiff, wenn ihr z.B. im cruise mode seid oder die Geschwindigkeit in Richtung vorne/hinten hauptsächlich per Throttle regelt, ein bisschen wie ein Flugzeug fliegen lässt. Die Richtung eurer Bewegung ist mit der Steuereingabe "gekoppelt", was sich für die meisten gewohnter und kontrollierter anfühlt.
    Nichtsdestotrotz könnt ihr natürlich auch seitlich, rückwärts, nach schräg unten, etc. fliegen.
    Im Modus decoupled wird hingegen keine translatorische Bewegung genullt, solange man nicht die eingestellte Geschwindigkeitsbegrenzung erreicht. Das "entkoppelte" Fliegen erleichtert die Ausführung bestimmter Manöver und kann euch u.a. bei sanften Landungen oder bei schnellen 180°-Drehungen mit anschließendem Rückwärtsflug helfen. Das geht alles prinzipiell auch wenn coupled aktiviert ist, allerdings ist die Ausführung dann je nachdem welche Eingabegeräte ihr nutzt schwieriger.
    Detailliertere Erklärungen und Beispiele zu dem Thema findet ihr im Blogbeitrag “Steuerungseinstellungen in Star Citizen”.


    HUD-Elemente der Kategorie: Kampf

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    Abb.3: HUD-Elemente, die im Kampf wichtig sind, hier im Modus LOCK

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    Abb.4: HUD-Elemente, die im Kampf wichtig sind, hier im Modus TARG

    8. Object marker (Objektmarkierung): Jedes alliierte, neutrale oder feindliche Schiff sowie diverse Objekte wie abbaubare Ressourcen werden durch das HUD automatisch mit einem Symbol versehen, das quasi direkt auf ihnen „klebt“ und sie so gegenüber dem Weltall oder Planeten hervorheben soll. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass eure Instrumente die Dinge erfasst haben. In den unterschiedlichen Modi eures HUDs werden außerdem verschiedene Dinge mit Markierungen versehen. Im Modus für den quantum travel sind bspw. die Orte zu denen ihr springen könnt hervorgehoben, während Schiffe unmarkiert sind.

    9. Target box (Zielauswahlmarkierung): Habt ihr ein Schiff als Ziel ausgewählt, wird es mit einer auffälligen Markierung mit Entfernungsangabe versehen. Auf den MFDs (multifunction displays) eures Raumschiffs kann man sich zudem speziell zu diesem Schiff zusätzliche Informationen anzeigen lassen.

    10. Crosshair (Fadenkreuz): Hierbei handelt es sich um ein (un)bewegliches Fadenkreuz, das die Waffenausrichtung bestimmt bzw. anzeigt.
    Wenn der Modus TARG (siehe Abschnitt „15. LOCK, TARG, AUTO”) aktiviert ist, "löst" es sich vom heading indicator und lässt sich innerhalb des gimbal-Bereichs (siehe Abbildung 3 und 4) zur Steuerung der Waffen nutzen. Alle gimbal-Waffen (Waffen an einer kardanischen Aufhängung (gimbal mount), dadurch wird die maximal mögliche Waffenstufe um 1 reduziert, also statt S3 nur S2) richten sich dann an ihm aus und ihr schießt in diese Richtung. Gleichzeitig steuert ihr mit ihm auch die Schiffsrotation, wobei gilt: Je weiter ihr vom heading indicator mit dem Fadenkreuz entfernt seid, desto schneller die Bewegung. Auf fix-Waffen hat ein bewegliches Fadenkreuz keine Wirkung, da sie starr am Schiff montiert sind und immer geradeaus* in Richtung des heading indicator schießen. Ein Manko hat dieser Modus allerdings derzeit im HUD-Design. Der in Abbildung 3 und 4 dargestellte gimbal-Bereich wird in diesem Modus nicht angezeigt. Ihr könnt das Fadenkreuz zwar über den ganzen Bildschirm bewegen, um so möglichst schnelle Rotationsbewegungen auszuführen, aber die gimbal-Waffen können ihm nur innerhalb dieses Bereichs folgen.
    Aktiviert man den Modus LOCK lässt sich das Fadenkreuz nicht mehr bewegen und sitzt auf dem heading indicator. Alle gimbal-Waffen zielen dann ebenfalls nur noch geradeaus.

    11. PiP = predicted impact point (Vorhaltemarkierung): Von allen Markierungen ist diese wohl die wichtigste im HUD um zu kämpfen. Sie ist letztlich diejenige mit der ihr auf den Gegner zielt oder aber auf die ihr mit eurem Fadenkreuz zielt. Welche dieser beiden Varianten zutrifft ist abhängig von der Einstellung lead PiP reticle und wird im Blog-Beitrag “Steuerungseinstellungen in Star Citizen” näher erklärt. In ihr werden all die ermittelten und berechneten Daten des Feuerleitsystems grafisch vereinfacht zusammengefasst.
    Zu diesen Daten gehören die Geschwindigkeit eures Raumschiffs, die des ausgewählten (feindlichen) Raumschiffs, die Flugrichtung beider Schiffe, der Abstand zueinander und die Geschwindigkeit eurer Geschosse. Der Hintergrund ist folgender: Schießt ihr auf den Feind brauchen die Geschosse für die Strecke bis zu ihm eine gewisse Zeit. Da der Feind nur in den seltensten Fällen unbewegt auf Beschuss wartet, legt er in dieser Zeit selbst eine Strecke zurück. Im günstigsten Fall fliegt er direkt auf euch zu oder von euch weg, was lediglich die Zeit bis zum Einschlag der Geschosse verändert. Im ungünstigsten Fall fliegt er aus eurer Sicht „seitlich“ oder nach „oben“ oder „unten“. Die Geschosse würden also nur den Ort „treffen“, wo der Feind zum Zeitpunkt des Abschusses war, nicht wo er jetzt ist. Ziel verfehlt. Wenn ihr euch zusätzlich noch selbst „seitlich“ oder nach „oben“ oder „unten“ bewegt, gebt ihr den Geschossen auch noch diese Geschwindigkeitskomponente mit auf den Weg, sprich sie fliegen „schief“ und das Ganze wird noch komplizierter.
    Der Feuerleitrechner fasst all das in der Vorhaltemarkierung zusammen und zeigt euch wohin ihr schießen müsst, damit die Geschosse und der Feind zusammenfinden.
    Aber Vorsicht! Dieses System berechnet die Position der Markierung immer nur für die aktuelle Datenlage, es kann nicht voraussehen, welche Manöver der Feind fliegt während die Geschosse unterwegs sind. Würde der Feind sich während der Geschossflugzeit genauso weiterbewegen wie zum Abschuss, würdet ihr treffen. Beschleunigt der Feind allerdings während dieser Zeit oder fliegt eine Kurve trefft ihr vielleicht nicht.
    Das heißt, selbst wenn ihr die ganze Zeit exakt zielt und auf dem Feind bleibt, kann es passieren, dass ihr einfach nichts trefft. An dieser Stelle kommen eure Erfahrung und Intuition ins Spiel. Indem ihr abschätzt, ob der Feind zumindest für einen kurzen Zeitraum (= Geschossflugzeit) keine großen Manöver fliegt bzw. aus eurer Perspektive relativ still steht oder ob ihr vielleicht sogar mit Absicht etwas daneben zielt, weil ihr vermutet, dass er gleich seine Flugrichtung oder -geschwindigkeit ändern wird, könnt ihr die Trefferwahrscheinlichkeit beeinflussen. Das Ganze wird umso leichter je schneller die Geschosse sind und je dichter ihr am Feind seid, da sich so die Flugzeit verkürzt und somit weniger passiert, was vom Feuerleitsystem nicht berücksichtigt werden kann.


    HUD-Elemente der Kategorie: Modi/Info

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    Abb.5: HUD-Elemente, welche Modi und Infos anzeigen, hier im Modus AUTO

    12. Gear (Fahrwerk):
    Hier wird angezeigt, ob das Fahrwerk aus- oder eingefahren ist.
    Vor einem quantum travel wird das Fahrwerk automatisch eingefahren und nach Beendigung nicht wieder ausgefahren.

    13. G-Safe (Schutz vor Bewusstlosigkeit): Manche Schiffe haben derart starke Triebwerke in Richtung oben/unten, dass euer Charakter durch die starken G-Kräfte einen Red- oder Blackout erleiden kann, wenn ihr vollen Schub gebt. Mit aktiviertem G-Safe wird der Schub in den kritischen Situationen durch den Bordcomputer limitiert, damit genau das nicht passiert. Seid ihr erstmal in einem Red- oder Blackout gefangen, dauert dieser einige Sekunden in denen ihr nichts mehr machen könnt.
    Der Nachteil vom aktivierten G-Safe ist der Verlust der maximalen Manövrierbarkeit eures Schiffes. Red- und Blackout kündigen sich fließend an, G-Safe greift allerdings recht früh ein, sodass man sein Schiff nicht selbst bis kurz vor die Grenze treiben kann.

    14. ESP = enhanced stick precission (Verbesserte Flightstick-Präzision): Diese Option ist eigentlich speziell als Hilfe für Flightstick-Spieler gedacht. Aktiviert sorgt sie für eine Verringerung der Sensitivität des Sticks sobald ihr mit dem Fadenkreuz oder dem weapon cursor auf dem PiP oder mit dem PiP auf dem Ziel seid. Der Bereich um den PiP oder das Ziel wird dann "zäh" oder "klebrig".
    Was sich für die Steuerung mit Flightstick hilfreich anfühlt, kann mit der Maus etwas komisch oder gar störend wirken.

    15. LOCK, TARG, AUTO = gimbal lock, manual targeting, automated (fixiert, manuelles Zielen, automatisch): Von diesen drei Anzeigen kann immer nur eine auf "aktiviert" stehen, denn es handelt sich um unterschiedliche Waffensteuerungsmodi. Im Modus LOCK sind alle Waffen, die vom Piloten kontrolliert werden können, fixiert, schießen also nur geradeaus* und es wird mit Hilfe des Fadenkreuzes, welches dann zusammen mit dem heading indicator nach vorn zeigt, gezielt. Auf fix-Waffen hat dieser Modus keine Auswirkung, da sie immer geradeaus* schießen. Er ist automatisch aktiviert und lässt sich nicht ändern, wenn nur fix-Waffen verbaut sind.
    Ist TARG aktiviert kann man das Fadenkreuz bewegen und ihr könnt innerhalb des gimbal-Bereichs mit ihm alle gimbal-Waffen kontrollieren (siehe “10. Crosshair”).
    Der Modus AUTO bietet die Möglichkeit das Zielen für gimbal-Waffen zu automatisieren. Das Fadenkreuz dient dann nicht mehr zum Zielen, stattdessen nutzt ihr dafür den gimbal-Bereich. Das Fadenkreuz ist weiterhin vorhanden, bewegt sich allerdings ohne euer Zutun. Sofern sich das PiP oder der Gegner innerhalb dieses Bereichs befinden, werden die gimbal-Waffen automatisch ausgerichtet. Dies geschieht aus Balancing-Gründen allerdings relativ langsam, speziell hin zu den Rändern des Bereichs.


    Das war es auch schon. Alles ganz leicht und übersichtlich also. :D
    Als nächstes geht es dann weiter mit dem Blogbeitrag “Steuerungseinstellungen in Star Citizen”.


    Ende​


    *Ganz geradeaus schießen fix-Waffen oder gelockte gimbal-Waffen nicht, da es einen kleinen Bereich um das Fadenkreuz gibt, in dem ein Aimassist wirkt. Dieser wurde eingeführt, um eine gewisse Balance zwischen Maus- und Flightstick-Spielern zu gewährleisten.
    RC2225 gefällt das.

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