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直接驅動方向盤底座技術解析:2026年你需要知道的一切

直接驅動方向盤底座技術的實用解析,從扭力與動態範圍到遙測力回饋、低頻效果等。

工作室工作台上的一組直接驅動模擬賽車方向盤底座

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引言

近年來,直接驅動方向盤底座技術變得越來越複雜。隨著品牌推出專有的力回饋系統、基於遙測的效果,以及日益增長的技術規格列表,要理解選擇方向盤底座時什麼才是真正重要的,變得相當困難。本指南將拆解關鍵技術、解釋術語,並幫助你根據實際需求做出明智的決定。

你實際上需要多大的力度?

模擬賽車中最常被誤解的話題是方向盤底座需要提供多少扭力。雖然這有一定的主觀性,但答案相當直接。你需要足夠的動態範圍來產生必要的力度,以傳達車輛在你腳下的動態,同時不需要爆發性的肌肉輸入,也不會壓縮較弱的力度。

對大多數成年人來說,最佳範圍落在10到14牛頓米的持續力度之間。這並不意味著你需要急著去購買這個範圍內的方向盤底座。5牛頓米的方向盤底座完全沒問題,6、7、8或9牛頓米的型號也是如此。10到14牛頓米的範圍只是大多數人永遠不會再感到需要升級的點,因為方向盤底座已經提供了他們可能需要的所有力度。

模擬賽車手在昏暗房間內緊握直接驅動方向盤

對於約12歲以下的年幼兒童,除非他們特別強壯或習慣於真實卡丁車或賽車,否則不建議使用超過5牛頓米的設備。即使是入門級的直接驅動方向盤底座也是嚴肅的設備,有造成傷害的潛力,因此緊急停止按鈕是值得尋找的功能。

大多數街車通過方向盤產生的力度相當於約7到10牛頓米。即使是IndyCar也能輸出高達30牛頓米,但大多數人並非職業運動員的體格。約15牛頓米的力度對絕大多數模擬賽車手來說已經綽綽有餘,除了害怕錯過之外,不應該有升級的慾望。

動態範圍與削波

動態範圍簡單來說就是方向盤底座在零到最大可用扭力之間能產生的力度範圍。把它想像成音響系統:在失真開始之前,你能把音量調得越高,可用的動態範圍就越大。方向盤底座的動態範圍越大,你能通過方向盤體驗到的力度等級就越廣,從路面紋理等微小細節,到持續的過彎力度和撞擊。

在收益遞減開始之前,存在一個有用的範圍。超過10到15牛頓米的最佳範圍,額外的力度就變得多餘。為了更高扭力而需要的更大馬達往往具有更大的旋轉質量、更大的磁鐵和更大的線圈。以僅佔可用動態範圍一小部分的方式運行一個超強的方向盤底座,實際上可能導致比設計在你想要的力度等級運行的馬達更差的駕駛體驗。

削波發生在饋送給馬達的輸入信號超過設備產生它的能力時。就像音響系統在高音量時失真一樣,方向盤底座上的削波會導致力回饋在事件期間失去所有保真度並趨於平直。在實踐中,這會讓車輛在彎中感覺像在轉向不足。碰撞期間的一點削波是可以接受的,甚至可能有益,但你絕對不希望在以賽道行駛時(包括路緣石)出現削波,因為你會失去細節和與車輛的連接。

什麼造就一個好的直接驅動底座?

要理解什麼造就一個好的直接驅動底座,回顧力回饋的歷史會有所幫助。DirectInput是微軟開發的API,旨在處理搖桿和早期方向盤等設備的力回饋。它從未打算處理直接驅動方向盤底座,這種底座通過機械方式將你的手連接到馬達軸心,中間沒有任何齒輪、皮帶或滑輪。

即使在力回饋設定中調低濾波器,在軟體和韌體層面,幕後仍有各種信號處理在進行。這種內建的處理就是為什麼簡單的韌體更新可以完全改變方向盤底座的感覺。最近的例子包括Simagic Evo底座,一次韌體更新徹底改變了底座的基礎感覺,以及Simucube 3底座。Moza R25 Ultra是另一個例子,其中一個韌體與另一個韌體之間的差異實際上比駕駛該底座與Simucube 3之間的差異更為深刻。

直接驅動方向盤底座馬達軸心,內部結構裸露在工作台上

這就是為什麼評測直接驅動方向盤底座很困難的原因之一,也是為什麼如果評測不是在同一韌體和軟體下進行的,評測結果可能會有巨大差異。當你理解了幕後發生的一切時,運行無濾波器以感受遊戲開發者意圖的想法從根本上是有缺陷的。

一個優質的直接驅動方向盤底座總會具有內在的能力,能夠產生平滑且準確的力回饋,而不需要過多的濾波來鈍化整體駕駛感覺。在純粹談論力回饋時,這可能是區分好與偉大的直接驅動方向盤底座的唯一剩餘差異點。

基於遙測的效果與力回饋

歷史上,DirectInput一直被用來產生所有力回饋效果。大多數模擬賽車遊戲使用恆定力度效果來生成力回饋,允許方向盤在動態範圍內的任何力度百分比下被推向任一方向。使用DirectInput協議,這可以每秒更新多達一千次,這就是製造商宣傳1000 Hz取樣率的原因。實際上,遊戲輸出的取樣率通常遠低於這個數字。

製造商現在正在尋找克服DirectInput限制的方法。2020年,Logitech在G923上引入了True Force。當時這有點像一個梗,因為G923是舊式齒輪驅動的方向盤底座,不利於充分利用這些效果。當Logitech後來發布G Pro時,True Force的真正能力才變得清晰。

True Force使用Logitech開發的API,必須集成到每個遊戲中才能支持這些效果。Logitech推出時已經有很多遊戲在遊戲機和PC上支持。然而,依賴第三方API意味著遊戲開發者被要求支持可能20或30個不同的API,這成為一個龐大的任務,並可能導致不同遊戲之間感覺不一致。

Fanatec的Full Force是另一個例子。當ClubSport DD和ClubSport DD Plus推出時,根本沒有遊戲支持Full Force。花了將近18個月,才有一個遊戲(iRacing)支持它。在18個月裡,主要宣傳的功能無法用於任何模擬賽車遊戲。

低頻效果與基於遙測的力回饋

LF(低頻效果)的工作原理類似於True Force和Full Force,但與方向盤底座或其他觸覺設備(如音頻設備)接口。多通道效果可以由遊戲物理生成,或由基於遙測的事件觸發,例如ABS啟動、引擎轉速或換檔。

基於遊戲物理的效果由物理本身生成。例如,當碰到路緣石時,你感受到的頻率和振動基於遊戲物理以及映射到該賽道的實際紋理。另一方面,罐頭效果由遙測事件觸發,告訴軟體生成一種感覺像路緣石或換檔的效果。像SimHub這樣的程序允許你調整這些效果的感覺。

LF實現了與Full Force和True Force非常相似的效果,但不需要依賴需要集成的第三方API。只要遊戲支持LF效果,或者你有可以通過SimHub等程序攔截的遙測輸出,你就可以生成這些效果。新的Moza R25 Ultra和R21 Ultra支持LF,因此你可以通過方向盤獲得這類效果,而無需依賴第三方API。

與API集成相比,LF確實有輕微延遲,而且因為它將設備視為音頻設備,你在同時產生多個效果方面受到限制。這就是為什麼製造商使用第三方API,這提供了更精細的控制。

基於遙測的力回饋不同於API級別的遙測力回饋。大多數模擬賽車遊戲輸出遙測數據,可以被方向盤底座的軟體和韌體攔截,以在DirectInput之上生成額外效果。遙測輸出通常通過UDP協議或共享內存處理,涉及典型的15到30毫秒延遲。這種延遲對某些人來說是可察覺的,但對其他人則不然。

一個品牌VNM在他們的Extreme方向盤底座上採取了主動措施。他們引入了一個功能,允許你通過滑塊調整DirectInput和基於遙測效果之間的比例,以調整到你的確切最佳點。如果你純粹依賴基於遙測的效果,你會根據模擬器獲得截然不同的體驗。稍微混合一下可以讓你很好地調整。這種方法的缺點是依賴遊戲輸出的遙測和輕微延遲,但它不需要第三方API集成。

取樣率與插值

取樣率對方向盤底座在你手中的感覺有很大影響。DirectInput的最大取樣率為1000 Hz,但許多模擬賽車遊戲無法如此快速地生成力回饋。iRacing的物理引擎以60 Hz運行,意味著下一包力回饋數據每秒輸出60次,儘管iRacing做了一些有趣的事情來達到360 Hz。

插值本質上是在真實數據包之間人為創建數據包。如果你每秒輸出一個新的力回饋數據包60次,這些數據包之間會有輕微的跳躍。方向盤底座製造商可以在這些數據包之間插值或模擬數據以平滑過渡。負責創建這些插值數據的算法質量是品牌之間的重要差異點。一些品牌有更多資源來做巧妙的事情,而另一些則只是在兩個數據包之間取平均值。

模擬賽車軟體介面顯示監視器上的力回饋設定

在實際樣本之間插值方向盤底座應該做什麼是難以正確實現的,一些製造商比其他製造商做得更好。這是品牌之間細微差異在整體力度和響應性之外相當明顯的關鍵領域之一。

轉換速率與旋轉質量

轉換速率是衡量馬達對大狀態變化(例如力回饋突然飆升或方向突然改變)做出響應的最大速率。在所有其他條件相同的情況下,具有更高轉換速率的方向盤底座將提供更活潑、更靈敏的方向盤感覺,細節更銳利、更精細。然而,絕對存在一個最佳點。超過某個點,更高的數字不一定意味著更好,大多數人最終會在高階方向盤底座上限制轉換速率,因為它可能變得過度反應和過度活躍。

只要轉換速率足以讓方向盤足夠快地響應車輛的動態,以至於不會感覺脫節,你就擁有足夠的轉換速率。這在現代直接驅動方向盤底座上並不是問題,不應該成為選擇時的重大決策點。

旋轉質量更容易理解。馬達需要處理的質量越多,實現相同感覺所需的馬達力度就越大。較弱的馬達可能適合較輕的方向盤,但會難以足夠快地響應較重的方向盤,導致力回饋遲鈍和呆滯。減少馬達需要處理的旋轉質量會減少所需的力量,並產生更銳利、更靈敏的力回饋。

Fanatec的CSL DD是一款相對較弱的直接驅動方向盤底座,沒有增壓包時為5牛頓米,有增壓包時為8牛頓米,它使用複合碳纖維和塑料材料製作軸心以減少旋轉質量。這使他們能夠用較弱的馬達實現相同的響應性,但代價是剛性和彎曲。

方向盤的直徑也很重要。直徑越大,你對馬達的槓桿作用就越大,這使得力回饋感覺更弱、更不靈敏。更強大的馬達通常更大,具有更多的旋轉質量,因此在較低力度等級運行意味著它在與自己對抗。設計在該範圍內運行的馬達實際上可能感覺更靈敏、更強大。

編碼器解析度

每個直接驅動方向盤底座都需要知道其在整個旋轉過程中的物理位置,以實現兩件事:其自身的反饋迴路(用於齒槽效應和扭力漣波減少),以及將你的物理轉向輸入傳遞到模擬器中。編碼器負責確定方向盤的物理位置。

編碼器解析度通常以位元列出。16位元編碼器在360度旋轉中具有65,536個單獨點的分辨率。24位元編碼器可以測量1670萬個點。製造商認為更高的編碼器解析度允許更精細的力回饋控制,這是事實。但對駕駛者來說是否可察覺則有爭議。

在實踐中,具有更高編碼器解析度的方向盤底座往往感覺更平滑一些。轉向輸入部分只是整體的一小部分。在處理力回饋、反饋迴路、濾波和插值時,更高的編碼器解析度可以發揮顯著且可察覺的作用。更高的編碼器解析度在技術上更好,但會有一個點變得無法感知。

齒槽效應與扭力漣波

齒槽效應和扭力漣波指的是旋轉方向盤時輕微的齒感,感覺在旋轉過程中有弱點和硬點。所有電動馬達都依賴於通過電磁場的帶電線圈來產生運動,這本質上意味著隨著馬達軸心旋轉,磁吸引力會發生變化。

更昂貴的馬達通過增加極數、使用更小的磁鐵並在整個旋轉過程中增加數量,在硬體層面最小化這種效應。較便宜的方向盤底座有更大的跳躍和更多的這種效應。這也可以通過軟體和韌體來緩解,方法是根據馬達在每個單獨磁場中旋轉時改變輸出的功率。這就是為什麼許多方向盤底座要求你在韌體更新後運行校準序列,映射這些磁場並計算克服這種感覺所需的功率。

模擬賽車手在專業工作室環境中調整方向盤底座

如今製造商在實現平滑旋轉方面做得非常出色。馬達軸心在未通電自由旋轉時可能感覺相當有齒感,但打開電源後這種感覺完全消失。要記住的一件重要事情是,每當馬達的磁場用於生成力回饋以外的任何用途時,它都會在一定程度上從力回饋中奪走保真度。這就是為什麼一個品牌的15牛頓米直接驅動方向盤底座可能比另一個更貴的原因之一。

購買建議

雖然所有這些技術都很重要,但在市場上任何特定價位,整體駕駛體驗並沒有巨大差異。選擇直接驅動方向盤底座時最終最重要的因素是軟體使用體驗、生態系統、其他可用外設、提供的方向盤數量,以及你是否可以輕鬆且便宜地使用第三方方向盤,還是必須為每個兼容方向盤花費大量金錢。

從軟體中的最小濾波開始,建立對設備性能的基線理解。然後逐一引入濾波器,找到你的主觀最佳點。這讓你能理解每個濾波器如何影響駕駛體驗以及它們如何相互作用。

結論

直接驅動方向盤底座技術已經顯著發展,品牌推出了專有系統和新功能。理解基本原理,如動態範圍、削波、轉換速率、旋轉質量、編碼器解析度以及各種力回饋方法,將幫助你做出明智的決定。最重要的因素通常是軟體生態系統和外設兼容性,而不是原始規格。專注於適合你需求和預算的產品,你將找到一個提供出色體驗的方向盤底座。

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