FORTO: Ein Managerspiel für Formel 1 Enthusiasten (Entwicklertagebuch)

Liebe Motorsport-Fans

Kurzer Rückblick:

Ich hatte noch nie etwas mit Formel 1 oder Motorsport zu tun, bis mich ein Hilferuf aus diesem Forum ereilte. Was da los war, könnt ihr im verlinkten Beitrag nochmal nachlesen; jedenfalls entschied ich mich letztendlich, dort mitzuhelfen und trat mit Scholli, dem Besitzer, in Kontakt. Das Originalprojekt kam langsam wieder auf die Beine, aber da der Code, sagen wir mal, rustikal anmutet, stellte sich auch immer die Frage einer kompletten Neuentwicklung. Dagegen sprach natürlich der Umfang, da durchaus einiges an Denk- und Detailarbeit in den über 30'000 Zeilen untergebracht war (wenngleich so eine Zeilenzahl ja nichtssagend ist; es gab etwa ein Skriptfile, welches ich durch Refaktorisierung von über 218 KB auf knapp 54 KB schrumpfen konnte -- bei gleicher Funktionalität).

Schliesslich hatte mich die Idee des Spiels doch mitgerissen und ich beschloss, parallel zu den Reparaturarbeiten das Ganze neu und unabhängig vom Original aufzuziehen. Ohne Zeitdruck, Vorgesetzte oder Team-Meetings geht sowas erfahrungsgemäss schnell und sauber vonstatten, und so kam ich auf die Idee, meine Fortschritte in einem wöchentlichen Entwicklertagebuch festzuhalten.

Das (neue) Spiel:

Die Prämisse lautet: "FORTO is ein saisonales Managerspiel, das sich an den offiziellen Formel-1 Regeln orientiert und langfristig gespielt wird (6 Monate pro Saison)." Die Umsetzung erfolgt als kostenloses Browsergame, geplant ist eine öffentliche Version sowie eine private für Scholli und seine Leute. Der Spieler (was alle Geschlechter umfasst) meldet sich zunächst an und wählt dabei ein Rennteam sowie einen Hauptsponsor aus. Jedes Team benötigt 2 Fahrer, diese können auf dem Transfermarkt engagiert ("gekauft") werden. Gemäss der Formel 1 Regeln dauert eine Saison 24 Wochen (Realzeit) und jede Woche findet ein Rennen ("Lauf") statt, wobei jeweils am Samstag die Qualifikation (bestimmt die Startpositionen) und am Sonntag das eigentliche Rennen (der "Grand Prix") ausgetragen werden. Sieger ist, wer die Rundenzahl am schnellsten abfährt, dann erhalten die Fahrer Punkte gemäss ihrer Platzierunger, und am Ende werden die Weltmeistertitel anhand der gesammelten Punkte vergeben. Unter der Woche haben die Teams Gelegenheit, ihre Wagen anzupassen, Fahreranweisungen festzulegen und vielleicht sogar eigene Bauteile zu entwickeln -- da lasse ich noch Spielraum für Weiterentwicklungen und Ideen offen.

Yhoko

Entwicklertagebuch, Woche 1

Die erste Woche ging komplett für die Grundlagen drauf, beginnend bei der typischen "leeren Seite" (in meinem Fall: leeres HTML-Textdokument). Die Entscheidung fiel schnell zugunsten eines zweispaltigen Designs, also breiter Inhalt mit schmalem Seitenmenü. Menü links oder rechts? Das überlasse ich dem Nutzer, ebenso wie die Entscheidung, ob die Seite auf eine Maximalbreite limitiert sein soll, oder sich über den ganzen Bildschirm erstreckt. Nach ein paar Tests mit Farben kam dann dieses Layout zustande:

Das Basis-Layout in Motorsport-Aufmachung

Hier natürlich komplett mit statischem Content gefüllt, oder wie der Designer gerne sagt: "Ungefähr so wird das dann aussehen". Selbst der Aufbau des Dashboards und die Menüs sind nur beispielhaft (und vom Vorgänger inspiriert; hier ein Screenshot), dienen also lediglich der Illustration. Oben links sind die bereits funktionsfähigen Buttons zum Umschalten von Limiter und Menüseite. Bei diesem Design kamen für mich erstmals Vignette-artige Schatten (z.B. unten im Menü) sowie die einfärbbaren Scrollbalken zum Einsatz, die offenbar wieder in Mode kommen (man erinnere sich an den Internet Explorer, der das Feature auch schon unterstützte). Im Hintergrund verwende ich eine abgespeckte Variante meines "Ycom" PHP/HTML-Frameworks, das bei dieser Gelegenheit auch nochmal überarbeitet und erweitert wird. Dabei geht es mitunter etwa darum, ob nach Absenden eines Formulars (wie bisher) eine Liste von Fehlermeldungen am Anfang auftaucht, oder ob die Hinweise (neu) direkt bei den Feldern als Sprechblasen aufploppen.

Damit war die erste Entwicklungswoche durch und ich hoffe, das Gezeigte macht Lust auf mehr.

Yhoko

Disclaimer: Design, Aufbau, Farbwahl und alle Icons (im Hintergrund und im Menü) stammen von mir, die Fahrerbilder wurden mit KI erzeugt, und das echte Caterham-Logo dient hier nur als Platzhalter, ebenso wie der Titel. Aus rechtlichen Gründen ist dies kein "Formel 1" Spiel.

Entwicklertagebuch, Woche 2

In der zweiten Woche stand die Basisfunktionalität im Raum. Normalerweise laufen meine Projekte ausschliesslich auf dem Yhoko.com System, was mitunter die gesamte Accountverwaltung zur Verfügung stellt. FORTO soll jedoch auch standalone ("on premise") auf Schollis Server laufen, also entwickelte ich diesen Teil komplett neu -- zunächst in abgespeckter Form, sprich nur mit E-Mail Adresse und Passwort (ohne Passkeys oder 2FA), was für Schollis Gruppe mehr als ausreichend sein würde.

Keine Einschränkungen beim Passwort, denn es wird nur als Hash übermittelt

Direkt im Anschluss kam der "Rattenschwanz" hinzu, denn wer sich registriert, will auch seine Daten wieder ändern und das Konto löschen können, und natürlich brauchte es ein "Passwort vergessen" Formular, wo erneut die E-Mail Adresse zum Tragen kam.

Kontodetails, Rücktrittsoption und Löschung

Dazu gehörte noch einiges an Hintergrundarbeit, wie etwa das Session Management (womit dann auch der Logout-Button seine Funktion erhielt), Sicherheitsaspekte, Statistiken zu Logins / Seitenaufrufen / DB-Querys / Ladezeiten und eine Uploadfunktion für Profilbilder. Einiges davon liess sich aus dem Ycom-Framework übernehmen, manches wurde angepasst oder (wie die Uploadfunktion) komplett neu gedacht, denn;

Bisher lief es immer so, dass der User ein Bild (Datei) auswählt, hochlädt, und der Server es mittels PHP beschneidet und als JPG speichert. Diesmal jedoch wollte ich diese Last im Browser lassen und alles mit JavaScript lösen. Das hat mitunter den Vorteil, dass es keine Grössenbegrenzung mehr gibt -- am Ende erhält der Server schliesslich nur das fertige, beschnittene Bild übermittelt.

Von der reinen Technik abgesehen hiess es diesmal auch: Datenbeschaffung. An dieser Stelle ein grosses Dankeschön an die Wikipedia, die bei solchen Themen zuverlässig Auskunft leistet: Eine Liste aller Länder sowie deren Relevanz für die Formel-1 musste her (um zufällige Fahrer zu erstellen), dann die Namen aller offiziellen Rennstrecken und deren Länge, und die Namen und Logos aller offiziellen Teams und deren Farben... Nur zu Testzwecken, versteht sich, denn dies ist schliesslich kein Formel-1 Spiel und beinhaltet auch keine geschützten Namen oder Logos. Effektiv sollen die Spieler am Ende eigene Teams erstellen können, aber das ist Thema für eine andere Entwicklerwoche.

Ausschnitt der Länderliste aus der Datenbank

Schlusswort:

Ich schreibe hier komplett nach eigenem Gutdünken und versuche, die Texte mit ein paar Screenshots aufzulockern bzw. das Geschriebene zu visualisieren. Nachfragen und Anregungen sind dabei willkommen, also nur keine Scheu -- bei Bedarf kann ich mehr ins Detail gehen, verdeutlichen, Technik und Absichten erklären, oder auch Dinge weglassen.

Yhoko

Das freut mich zu hören, vielen Dank!

Tatsächlich kenne ich die Konkurrenz (und eigentlich auch F1 insgesamt) nicht; nur das Projekt von Scholli, aber zumindest soweit ich es beurteilen kann, werden all diese Dinge dort irgendwie berücksichtigt. Am Ende erhält man eine sich aktualisierende Tabelle mit den Rundenzeiten, bis die Sieger feststehen. Bei FORTO möchte ich insbesondere da noch einen Schritt weiter gehen und das Rennen am Ende grafisch umsetzen (schematische Ansicht von oben; Fahrer werden als Punkte dargestellt und bewegen sich entlang der Rennlinie), damit man besser mitfiebern kann.

Auf dein Angebot komme ich ggf. gerne zurück und würde dich dann direkt im Discord anschreiben.

Nein, du spielst nicht den Fahrer sondern den Manager eines Teams, der quasi alles vom Schreibtisch aus orchestriert und Rückmeldungen in Zahlen- bzw. Tabellenform erhält. Hier mal ein Screenshot des Originalspiels, wie man das beste Setup vor dem Rennen findet.

Man braucht also keinerlei Geschick oder Reaktionsvermögen für dieses Spiel, nur Köpfchen und Strategie. Sorry, dass das anders rüberkam.

Bei dem Projekt sind wir einfach nur froh, wenn es ohne Bugs durchläuft. Bei FORTO hingegen werde ich mich vor jedem Bereich schlau machen -- zu den Reifenmischungen bin ich noch nicht gekommen, also danke für den Hinweis!

Entwicklertagebuch, Woche 3

Das eine Grundgerüst (Registrierung bis Löschung) war abgehakt, aber ein zweites musste noch entwickelt werden: Game Stages. Im Originalspiel fühlte ich mich als Neuling ziemlich verloren, weil unklar war, wie das Spiel überhaupt abläuft. Auch ein Blick ins Admin-Interface half nicht weiter, ich zeige euch das gerne mal hier rechts:

Bei FORTO wollte ich daher besonderes Augenmerk auf einen klaren Ablauf legen, und so kamen folgende Game Stages zusammen:

1. Anmeldephase

Die Saison mit ihren ausgewählten Strecken wird bekanntgegeben. Alle Teams haben die Möglichkeit, Fahrer und Personal zu engagieren und sich für die kommende Saison zu bewerben.

2. Rennen (1/3): Training

Jede Woche findet ein Rennen (ein "Lauf") statt und besteht aus den 3 Phasen "Training", "Qualifikation" und "Grand Prix" mit Siegerehrung. Unter der Woche können die Teams ihre Wagen weiterentwickeln und Testrunden fahren, um ihre Setups zu optimieren.

3. Rennen (2/3): Qualifikation

Bei den drei Qualifikationsrunden (Q1 bis Q3) am Samstag kämpfen die Fahrer um ihre Startplatzierungen, wobei die schnellste Rundenzeit entscheidend ist.

4. Rennen (3/3): Grand Prix

Am Sonntag wird das eigentliche Rennen ausgetragen, wobei die schnellste Gesamtzeit entscheidend ist. Die Rundenzahl ist dabei vorgegeben und je nach Strecke unterschiedlich. Schliesslich werden die Plätze 1 bis 10 bei der Siegerehrung mit Punkten belohnt. Falls noch weitere Rennen anstehen, beginnt der nächste Lauf mit dem Training (2.), ansonsten geht es unten (5.) weiter.

5. Weltmeistertitel

Nachdem alle Strecken gefahren sind, wird der Weltmeister anhand der gesammelten Punkte bestimmt. Es werden 2 Titel vergeben; einer für den besten Fahrer und einer für das beste Team.

6. Wartungsphase

Nach der Siegerehrung geht das Spiel in die Wartungsphase über. Die Entwickler drehen an den Softwareschrauben und bereiten die nächste Saison vor. Diese beginnt dann wieder mit der Anmeldephase (1.).

Dies hatte direkte Auswirkungen auf das Interface (Menü), wo die aktuelle Spielphase nun prominent und mit einem Timer angezeigt werden sollte:

Um das Ganze dynamischer zu gestalten, investierte ich etwas Zeit in diesen Countdown und probierte verschiedene Methoden aus, um die Ziffern darzustellen und animiert auszutauschen. Wie die Entscheidung letztendlich ausfiel, werdet ihr im fertigen Spiel sehen.

Plötzlich wurde dabei auch klar, was im "Dashboard" überhaupt angezeigt werden sollte: Nämlich immer genau das, was für die aktuelle Spielphase gerade relevant ist. In der Anmeldephase wäre das ein Bewerbungsformular für die kommende Saison, in der Trainingsphase die aktuellen Rundenstatistiken, bei der Siegerehrung ein Podest mit den Fahrern, usw.

Nachdem das nun geregelt war, und die Spielphasen sich per Admin-Button schön durchschalten liessen, kam in dieser Woche das erste richtige Spielelement hinzu: Die Fahrerwerte. Im Originalspiel gab es deren 6 (Schnelligkeit, Beständigkeit, Erfahrung, Kondition, Frische und Stimmung), die im Wesentlichen bloss addiert wurden, woraus sich dann ein ein Geschwindigkeitsvorteil in den Rennen ergab. Man konnte diese auch trainieren, bzw. einen Trainingsplan nach Schema F einrichten, der dann wöchentlich automatisch ablief:

Da mir das nicht wirklich gefiel, ersann ich ein neues System und die dazugehörigen "SPRINT" Grundwerte (Speed, Persistence, Reaction, Intuition, Nerves und Toughness). Jeder davon sollte eine eindeutige Auswirkung auf das Fahrverhalten haben und ebenfalls wieder trainiert werden können -- allerdings etwas anspruchsvoller. Es entstanden die 6 "SPARKS" Trainingsansätze (Spiel, Pflicht, Ambition, Risiko, Kreativität und Struktur), wobei jeder Fahrer für jeden Grundwert eine andere Präferenz erhält, die es herauszufinden gilt. Und ja, mir liegen sinnvolle Akronyme am Herzen.

Wählt man beispielsweise "Pflicht" für das Schnelligkeits-Training, der Fahrer würde aber "Ambition" bevorzugen, ist das Training wirkungslos -- oder im unpassendsten Fall sinkt sogar einer der anderen Werte um einen Punkt. Die perfekte Kombination lässt sich also wöchentlich durch gezieltes Ausprobieren und Analyse der Trainingsdaten herausfinden und stellt so bereits ein kleines Spiel im Spiel dar:

Nebenbei gab es auch hier wieder Datenbeschaffung (man beachte die Landesflagge) und Finetuning bei der Darstellung, damit das alles auch auf Mobilgeräten richtig flutscht (sagt man das heute noch so?) Damit endete jedenfalls die Woche und die nächsten Schritte waren wieder offen.

Yhoko

Natürlich darfst du, und danke für deine Rückmeldung. Beides ist bei FORTO noch nicht implementiert und daher offen/diskussionsfähig. Bei den Trainings weicht das Spiel wohl ein wenig von der Realität ab, zumal man im Originalprojekt vor jedem Rennen ca. 45 Testrunden absolvieren kann, um die richtigen Wageneinstellungen zu finden (die bei jedem Rennen ein zufälliges Optimum erhalten, dass es herauszufinden gilt). Aber Simulator ist ein wichtiger Hinweis, den ich gerne übernehme.

Das tut mir leid für dich! Zumindest Scholli ist eigentlich ganz umgänglich, ich glaube aber der Beitrag hier war nicht von ihm.

Entwicklertagebuch, Woche 4

Nach all der trockenen Arbeit wollte ich etwas Greifbares schaffen. Wie schon erwähnt sollte FORTO nicht rein tabellarisch sondern auch teilweise grafisch werden. Davon abgesehen soll die Simulation im Hintergrund nicht nur auf Formelwerten basieren -- was damit gemeint ist, führe ich kurz aus:

Quote

Eine beispielhafte Rennstrecke wird durch ihre Länge (10 km), Anzahl Kurven (4) und lange Geraden (2) definiert. Die Fahrer erhalten eine Durchschnittsgeschwindigkeit (150 km/h) sowie die entsprechenden Skill-Faktoren für Kurven und Geraden. Beim Klick auf "Fahren" (30 Runden) wird also berechnet:

Streckenänge (10 km) * Runden (30) = 300 km / Geschwindigkeit (150 km/h) = 2h Fahrzeit.

Dies wird multipliziert mit den Skills; sagen wir Fahrer 1 hat die Werte "Kurven 1.20" und "Geraden 0.80" während Fahrer 2 "Kurven 1.10" und "Geraden 0.95" hat (kleiner ist besser, und diese Werte wären durch Training veränderbar). Daraus ergeben sich die Fahrzeiten:

* Fahrer 1 = 120 min * ( 1.20 ^ 4 _Kurven ) * ( 0.80 ^ 2 _Geraden ) = 159.25248 min = 2:39:15

* Fahrer 2 = 120 min * ( 1.10 ^ 4 _Kurven ) * ( 0.95 ^ 2 _Geraden ) = 158.56203 min = 2:38:34

Siehe da, Fahrer 2 gewinnt mit 41s Vorsprung. Dieses Spiel lässt sich nun beliebig weiter verfeinern, indem man noch weitere Aspekte der Strecke numerisch festhält und den Fahrern entsprechende Skills gibt -- und natürlich den Reifenverschleiss und Boxenstopps noch mit reinrechnet.

Display More

Das alles hat aber wenig mit konkreter Simulation zu tun sondern ist vielmehr einfach nur Statistik. Die Formel berechnet für jeden Fahrer eine Rundenzeit und daraus ergibt sich direkt die Rangliste.

Bei FORTO wollte ich einen Schritt weiter in Richtung Simulation gehen und als erster Schritt musste das System dazu die Strecken besser kennen als nur in ein paar Zahlenwerten. Irgendwie mussten diese Daten ins System eingegeben werden können, also entwickelte ich einen kleinen Rennstrecken-Editor:

Im Tracing-Modus wird ein Streckenbild (im Hintergrund) grob nachgeklickt...

...und dann verfeinert und mit Streckenabschnitten versehen

Effektive Auflösung der Rennstrecken im Spiel

Die Vorlagen dazu kamen erneut aus der Wikipedia, die zu allen Rennstrecken die Länge und Kartenbilder bereithält (und dank dem "Länge skalieren" Button waren auch die unterschiedlichen Bildgrössen kein Hindernis bei der Erfassung). Für die weiche Kurvendarstellung wählte ich eine einfache Catmull-Rom-Interpolierung.

Im Folgenden nahm ich mir ein paar Stunden Zeit, um eine handvoll (36) Strecken abzuklicken ("tracen") und Details zu verfeinern. Hierbei wäre ein Team ganz nützlich gewesen, aber, wie man sieht, auch nicht nötig.

Als dann alles in der Datenbank war, fand ich es naheliegend, die Streckenlayouts auch direkt in den Buttons anzuzeigen. Früher hätte ich dafür womöglich Grafiken genommen, aber dank der mittlerweile verbreiteten SVG-Unterstützung direkt im Browser war das nicht nötig:

Streckenauswahl mit SVG-Layouts (je ca. 2 KB) und unten noch ohne

Ebenfalls aus der Wikipedia kamen noch eine handvoll Detailangaben, wie Ort, Land, Anzahl Kurven (es ist klar geregelt, was als Kurve gilt und was nicht) sowie Fahrtrichtung und alternative Namen der Strecke hinzu:

...und hier natürlich erneut die Landesflaggen vom letzten Mal.

Zum Schluss gab's noch eine Änderung beim Spielstart, und zwar konnte man bisher direkt nach der Registrierung ein Team auswählen (aus diesem Grund waren alle offiziellen Teams mitsamt ihren Farben in der Datenbank):

Team-und Sponsorenauswahl

Damit wäre das Spiel aber auf ein paar wenige Teams und damit auch Spieler begrenzt gewesen, und das sollte es nicht sein (von rechtlichen Konflikten einmal ganz abgesehen). Entsprechend wurde die Team-Auswahl in eine Team-Erstellung umgemünzt:

Für die Farben findet sich bestimmt wieder eine Anwendung

Fortan wird also jeder Spieler sein eigenes Team erschaffen, was dann wiederum Scholli und seinen Leuten ermöglicht, eigene Teamnamen und Logos frei zu erfinden. Und damit verabschiede ich mich bis zum nächsten Mal. Kleiner Spoiler: Dass FORTO mehr als nur 10 Nutzer haben soll, wird noch die gesamte nächste Entwicklerwoche prägen.

Yhoko

Ich kann dich beruhigen, FORTO wird eben keine Formelberechnung sondern tatsächlich mehr Simulation, und da gehört natürlich auch Zufall rein. Gerade setze ich deinen Hinweis zum Simulator um, der auch nicht 100%ig das endgültige Rennen widerspiegeln wird (alleine schon, weil man da ganz alleine fährt).

Was die Namen angeht (danke für den Korrekturhinweis) will ich einfach die relevanten umgangssprachlichen Bezeichnungen aufführen. Also würde man irgendwo nach "Aida" oder "Spielberg" suchen, soll auch der Red Bull Ring kommen. Ob das gebraucht wird... Nun, es ist wohl wie bei der Vorratsdatenspeicherung - sind die Daten erstmal da, findet sich schon eine Anwendung / wächst automatisch das Begehren.

Entwicklertagebuch, Woche 5

Skalierbarkeit war das Wort der 5. FORTO-Woche, und damit meine ich noch gar nicht die Anmiete von Serverfarmen sondern vielmehr das Spielprinzip an sich, denn in der Formel-1 treten immer nur 10 Teams gegeneinander an. Ich mag grundsätzlich diese Art des Wettbewerbs; man hat eine überschaubare Anzahl an Mitspielern, kennt sich gegenseitig beim (User-)Namen und alles läuft irgendwie persönlicher ab. Aber natürlich kann ein Browsergame nicht auf ein knappes Dutzend Spieler insgesamt begrenzt sein.

Die technische Umsetzung lag auf der Hand; eine zusätzliche Spalte für die Server-Instanz würde Spieler, Teams, Rundenzeiten und Pokale voneinander trennen. Jeweils 10 Spieler würden dann separate Wettkämpfe austragen und eine zusätzliche "globale" Rangliste würde natürlich auch dazugehören.

Die viel spannendere Frage war aber, wer mit wem auf einem Server landen sollte, denn mir fielen auf Anhieb mehrere Szenarien ein, die mehr als eine rein zufälligen Verteilung erforderten:

• Ein paar Freunde entdecken das Spiel und wollen natürlich zusammen auf einem Server gegeneinander fahren. Einschätzung: Absolut notwendig..
• Ein Neuling ist schüchtern und möchte zunächst gegen NPCs fahren, um Erfahrung zu sammeln. Einschätzung: Nice to have.
• Eine Spielrunde endet (Weltmeister steht fest) und die Spieler eines Servers wollen in der nächsten Instanz wieder gegeneinander fahren, etwa um Revanche zu nehmen. Einschätzung: Wünschenswert.

Darauf aufbauend galt es noch zu entscheiden, wie mit freien Plätzen verfahren werden sollte. Beispiel:

Was, wenn 3 Freunde sich als Gruppe anmelden? Werden die restlichen 7 Plätze mit anderen Spielern oder NPCs bzw. weiteren kleinen Gruppen oder Einzelpersonen aufgefüllt? Können die Spieler ihre Präferenz dazu einstellen, und falls ja, gilt die Auswahl des ersten Teilnehmers oder kann die Gruppe demokratisch abstimmen?

Nach einigen Experimenten entschied ich mich für folgende Variante:

Vier Auswahlmodi decken das meiste ab, ohne das Interface zu überladen

Vier Modi sollten ausreichen, um das Wesentliche abzudecken: normale Zufallsverteilung, Solospiel gegen NPCs, geschlossene Gruppe mit Freunden und Fortsetzung des vorherigen Servers (Letzteres klappt freilich nur mit denjenigen, die ebenfalls diese Option auswählen).

Die restliche Zeit floss in Verbesserungen unter der Haube und in neue Designelemente wie die Auswahlbuttons mit weissem Streifen im Screenshot. Davon wird es künftig bestimmt noch mehr zu sehen geben.

Yhoko

PS: Zion, du hast natürlich Recht, gemeint war der A1-Ring. Aida war der Tanaka International Circuit.