Дойде дългоочакваният от мен ден, когато най-накрая мога да представя този проект. Проектът беше стартиран точно преди година, на 1 септември 2018 г., поне в репозитория RRS в GitHub първият комит има именно такава дата.

Пътническият влак на станция Ростов Главен (кликабельно)

Какво е RRS? Това е отворен кросплатформен симулатор на подвижен състав с ширина на колията 1520 мм. Читателят закономерно ще зададе въпроса: "Позволете, а за какво е този проект, ако симулатори с железопътна тематика, както търговски, така и отворени, са в достатъчно количество?" За отговора на този въпрос предлагам да погледнем под кат

История на проекта

Някога, давным-давно, през 2001 година, видя светлина Microsoft Train Simulator (MSTS), който роди в нашата страна огромна общност от железопътни симулатори. През тези няколко години, в които проектът съществуваше (докато Майкрософт не го остави настрана, занимавайки се с неща, по-интересни за тях, като фалита на Nokia и т.н.), проектът се обогати с маса създадени за него допълнения: маршрути, подвижен състав, сценарии.

На база MSTS, по-късно, бяха създадени редица други проекти, като OpenRails, RTrainSim (RTS) и други допълнения и производни. Появиха се и търговски проекти, като известният Trainz. И всичко щеше да е добре, но много любители на железопътния транспорт не са доволни от тези продукти по напълно разбираеми причини - те не отразяват спецификата на местния подвижен състав, експлоатиран и разработен в постсъветското пространство. Особено остро това се проявява при поглед към начина, по който се реализират спирачките на влака - в нито един от посочените проекти няма и няма да има нормална реализация на автоматичните спирачки по системата Матросов.

В не толкова далечната 2008 година се появи друг проект - ZDSimulator, разработен от Вячеслав Усов. Проектът е забележителен с това, че взима предвид и коригира посочените недостатъци, като същевременно е първоначално ориентиран към подвижен състав с руска колия. Но има едно голямо "но" - проектът е собственически и затворен, архитектурно не допускащ внедряване на собствен подвижен състав.

Аз самият се запознах с железопътната тематика през 2007 година, когато започнах работа в ОАО ВЭлНИИ, на позиция научен сътрудник, а след защитата на кандидатската дисертация през 2008 година — старши научен сътрудник. Тогава се запознах с последните на онова време постижения в областта на железопътните симулатори. И това, което видях, не ми хареса, а проектът ZDSimulator тогава все още не съществуваше. В бъдеще, увлечен от динамиката на подвижния състав, постъпих в Ростовския държавен университет по транспорт (РГУПС) с тема на докторска дисертация, свързана с динамиката на спирането на товарен влак. В момента ръководя разработката на тренировъчни комплекси за ж/д транспорт за нашия университет и преподавам специализирани дисциплини в катедра 'Тягов подвижен състав'.

Във връзка с всичко по-горе се роди идеята за създаването на симулатор, който да позволява на разработчика на допълнение да получи пълен контрол над физическите процеси, протичащи в подвижния състав. Подобно на космическия симулатор Orbiter, за който по времето си разработих допълнение под формата на семейство носещи ракети на базата на Р-7. Преди година се захванах с този проект и се потопих в него напълно. На 26 декември 2018 година на бял свят се появи тази технологична демо версия.

Моята работа беше забелязана от ентусиасти, и известният в кръговете на ж/д симулаторите, създател на визуално съдържание за ZDsimulator Роман Бирюков (Ромыч РЖДУЗ) ми предложи помощ и сътрудничество в по-нататъшното развитие на проекта. По-късно се присъедини още един разработчик — Александър Мищенко (Ulovskii2017), създател на маршрути за ZDsimulator. Нашата съвместна работа доведе до първия ни релиз. На видеото — кратък преглед на това как играта изглежда в своя първи релиз.

Характеристики на симулатора RRS

Първо и най-важно, това е — отворена софтуерна архитектура. Без да споменавам, че кодът на симулатора е отворен, съществува API и SDK, ориентирани към разработчици на външни допълнения. Прагът на достъпност е доста висок — необходими са основни умения за програмиране на C++. Симулаторът е написан именно на него, с използване на компилатор GCC и неговата версия MinGW за операционна система Windows. Освен това, желателно е разработчикът да е запознат с фреймворка Qt, тъй като много от концепциите в него лежат в основата на архитектурата на играта.

Въпреки това, с подходяща упоритост и желание, този проект предоставя на разработчиците на добавки огромни възможности. Подвижният състав се реализира под формата на модули на базата на динамични библиотеки. Основният структурен елемент в симулатора е единица на подвижния състав, или подвижна единица (ПЕ) — вагон (немоторен или в състава на моторен влак) или секция на локомотив. API позволява задаването на въртящия момент, приложен към колесните двойки на ПЕ, и в отговор получава скоростта на завъртане на колесните двойки, както и външни параметри, като напрежение и вид ток в контактната мрежа. Симулаторът не знае нищо повече и не иска да знае, оставяйки физиката на работа на вътрешното оборудване на съвестта на разработчика на конкретния локомотив или вагон.

Не е трудно да се досетите, че такъв относително нискоуровневи подход предоставя възможност за реализиране на най-малките нюанси на схемата на локомотива. Освен това, в пакета на симулатора е включена стандартна екипировка, инсталирана на местния подвижен състав: тренировъчен кран на машиниста усл. №395, въздухораспределител усл. №242, кран на помощния спирачка усл. №254 и други елементи на спирачното оборудване. На разработчика на добавки му е достатъчно само да свърже тези елементи в пневматична схема на конкретния локомотив или вагон. Освен това, има API за създаване на собствени блокове оборудване.

Архитектурно RRS е построен на взаимодействието на два основни процеса

• simulator — физическият двигател на динамиката на влака TrainEngine 2. Реализира физиката на движението на влака, вземайки под внимание множество външни фактори, като взема предвид взаимодействието на подвижните единици чрез свързващите уреди, обработва данните, получавани от външните модули, реализиращи физиката на работа на оборудването на подвижния състав.
• viewer — графичната подсистема, която извършва визуализация на движението на влака, изградена на базата на графичния двигател OpenSceneGraph

Тези подсистеми взаимодействат помежду си чрез обща памет, реализирана на базата на класа QSharedMemory от фреймуарка Qt. Първите демо версии използваха IPC на базата на сокети, и в бъдеще планираме завръщане към тази технология, имайки предвид доработката на някои части от симулатора и нуждите с поглед към бъдещето. Преминаването към обща памет бе в известна степен принудителна мярка, която вече е остаряла.

Няма да описвам нюансите — много от перипетиите в развитието на този проект вече са изложени в моите публикации на ресурса, по-специално имам доста обширен цикъл от туториали по движка OpenSceneGraph, който всъщност изникна от практиката, свързана с работата по този проект.

В проекта не всичко е толкова гладко, колкото бихме искали. В частност графичната подсистема е доста далеч от съвършенството по отношение на качеството на рендериране, а и производителността на симулатора оставя много да се желае. Този релиз има една цел — да запознае общността на любителите на ж/д транспорта с проекта, да очертае неговите възможности и най-накрая да създаде открит, кросплатформен железопътен симулатор с напреднало API за разработчици на добавки.

Перспективи

Перспективите зависят от вас, нашите скъпи бъдещи потребители и разработчици. Проектът е открит, съществува официален сайт, където можете да изтеглите симулатора, с документацията, чието съдържание непрекъснато ще се попълва. Съществува форум проект, група ВК, и канал на YouTube, където можете да получите най-подробната консултация и помощ.

Благодаря за вниманието!

Източник: habr.com