Index
- 1. Une Approche Axée sur l'Utilisateur pour la Performance
- 2. Recherche en Tribologie & Microtopographie de Surface
- 3. Construire un Cadre de Friction pour les Joueurs
- 4. Le Défi de Mesurer la Friction de Manière Précise
- 5. Application de la Recherche : Ingénierie du VA-005 & CR-005
- 6. Friction Cinétique Pondérée : Pourquoi la Glisse Change Sous Pression
1. Une Approche Axée sur l'Utilisateur pour la Performance
Choisir le bon tapis de souris est une décision personnelle. Chaque joueur a son propre style, de la manière dont il tient sa souris à la pression exercée avec la main, en passant par la vitesse de mouvement - autant de facteurs qui influencent la sensation idéale d'une surface. Les tapis de souris ne sont pas universels, surtout à haut niveau. C’est sur cette compréhension que repose la dernière recherche technique de Wallhack sur les surfaces en verre. Nous avons lancé une mission basée sur la recherche pour comprendre en profondeur pourquoi différentes surfaces en verre offrent des sensations de glisse différentes, afin de pouvoir concevoir des surfaces adaptées à des préférences spécifiques. Cette exploration nous a menés dans les domaines de la tribologie et de la microtopographie des surfaces - en d'autres termes, la science de la friction et de la texture microscopique. En appliquant ces connaissances, notre objectif était de créer une base scientifique solide pour développer des surfaces en verre capables d’offrir des sensations de glisse bien définies, allant de la vitesse au contrôle.
2. Recherche en Tribologie et Microtopographie de Surface
Nous souhaitions d'abord quantifier et caractériser la texture microscale des surfaces de tapis de souris. À l'aide d'un scanner laser haute résolution et d'images optiques, nous avons cartographié le paysage microscopique de nombreuses surfaces en verre gravées. À cette échelle (mesurée en micromètres), la surface n'est pas du tout plate ; c’est un terrain complexe de minuscules sommets, vallées et motifs, comme l'illustre la Figure 1.
Cette microtopographie influence directement la friction et la sensation de glisse : différentes textures ne changent pas seulement la quantité de zone de contact réel entre les patins de souris et le verre, mais modifient également les mécanismes tribologiques dominants en jeu, ce qui affecte à son tour la friction.
3. Construire un Cadre de Friction pour les Joueurs
En tribologie, la friction est définie comme la force résistante, s'opposant au mouvement, qui surgit lorsque deux surfaces en contact se déplacent l'une par rapport à l'autre.
Cette force peut être décrite mathématiquement comme : Ffriction=μ⋅N
Où N est la force normale résultant du poids de l'objet (dans ce cas, le poids de la souris et la pression de la main/avant-bras de l'utilisateur sur le dessus de la souris) et μ le coefficient de friction. Cette formule implique une corrélation linéaire entre μ et N. Ainsi, lorsque plus de force est appliquée à la souris (à mesure que N augmente), la force de friction, Ffriction, augmente linéairement.
Pour les utilisateurs de tapis de souris, le coefficient de friction, μ, est la partie la plus importante de l'équation, car cette valeur quantifie la quantité de résistance rencontrée par une combinaison spécifique de surface de tapis de souris et de patins de souris. Des valeurs faibles de μ indiqueront une faible friction et des valeurs élevées donneront une friction élevée.
Il existe deux types principaux de coefficients de friction :
- Coefficient de Friction Statique (μS) : Le seuil de force nécessaire pour faire bouger la souris depuis un arrêt complet. C'est généralement la valeur de friction la plus élevée que vous rencontrerez, elle définit la résistance ressentie au tout début d'un mouvement. Un μS plus faible signifie un départ moins résistant, tandis qu'un μS plus élevé offre plus de résistance au démarrage.
- Coefficient de Friction Cinétique (μK) : La friction durant le mouvement continu de la souris. Cela définit à quel point la glisse semble résistante une fois que la souris est en mouvement. Un faible μK produit une glisse rapide et sans effort, tandis qu'un μK plus élevé signifie que vous ressentez plus de résistance pendant que la souris se déplace.
Au cours de nos recherches, nous avons également introduit une troisième métrique qui diffère des termes tribologiques classiques :
- Friction Cinétique Pondérée (μK-W) : Identique à la friction cinétique mais mesurée sous une pression de souris plus élevée (simulant par exemple lorsque un joueur appuie plus fort pour essayer d'arrêter la souris).
Ce trio de coefficients de friction donne une image complète du comportement de glisse d'un tapis de souris : la friction statique détermine la résistance au démarrage, la friction cinétique définit la résistance du mouvement soutenu, et la friction cinétique pondérée indique comment la friction cinétique augmente à mesure que plus de pression est appliquée sur la souris.
4. Le Défi de Mesurer la Friction de Manière Précise
Non seulement la relation entre la microtopographie d'une surface et son profil de friction est complexe, mais la science de la mesure de la friction l'est également. De nombreux facteurs peuvent affecter les mesures de friction. Par exemple, les variables importantes incluent :
- Texture de surface : la finition ou la texture en verre gravé testée.
- Matériau des patins : le matériau des patins de souris et son état de surface.
- Vitesse de test : la vitesse de glisse pendant le test.
- Nombre de patins : le nombre de patins de souris utilisés sur la souris.
- Arrangement des patins : le motif/placement des patins sur la souris.
- Usure des patins : l'état d'usure des patins (neuf, rodé ou usé).
- Distance de mouvement : la longueur de la distance de test (combien de fois la souris est déplacée pendant un test).
- Géométrie du chemin : le chemin de mouvement (que la souris soit déplacée en ligne droite ou le long d'un chemin courbe, comme des cercles).
- Environnement : température et humidité.
- Charge normale : la pression descendante sur la souris.
Tous les facteurs ci-dessus affectent les mesures de friction, il est donc très difficile de garantir que les tests de friction sont cohérents et que les tests sont comparables. Notre objectif était de contrôler toutes ces variables sauf celle testée (comme la surface du tapis ou le matériau des patins). Même quelque chose d'aussi simple que la quantité d'utilisation d'un ensemble de patins peut modifier la friction de manière significative – suffisamment pour compromettre l'intégrité scientifique d'une expérience.
Bien que des machines de test de friction standard existent, aucune d'entre elles ne répondait à nos exigences pour tester les tapis de souris et les patins de souris. De plus, la plupart des équipements de test de friction sont conçus selon des normes ISO ou ASTM destinées aux tests de plastiques et de films, pas de verre. Ces problèmes nous ont conduits à développer notre propre machine et méthodologie de test de friction propriétaire. Cela a garanti des mesures de friction fiables tout au long du développement de la série 005.
5. Application de la Recherche : Ingénierie du VA-005 & CR-005
Avec cette recherche approfondie sur la science derrière les surfaces gravées des tapis de souris en verre, des surfaces spécifiques pouvaient être développées. Cela a abouti à deux nouvelles surfaces pour la 5e génération de tapis de souris en verre de Wallhack, le VA-005 et le CR-005.
Ces surfaces adoptent chacune une approche complètement différente de la microtopographie de surface, afin de créer deux profils de friction distincts et des expériences de glisse.
Le VA-005 présente un paysage microscopique de structures pyramidales. Ces structures sont spécifiquement conçues pour réduire la quantité de friction entre le verre et les patins de souris. Il y a peu de points de contact, et les points de contact ne sont pas aigus par nature. Cela limite la friction de deux manières. Premièrement, une zone de contact réel plus faible signifie moins de liaisons moléculaires et donc moins de friction adhésive. Deuxièmement, les pointes de pyramides en verre dur ne sont pas très aiguisées, en fait l'angle des parois des pyramides est très faible. Cette micro-géométrie 3D limite la friction causée par la déformation des aspérités, ou le labour, qui est une forme de force de friction qui se produit lorsque deux surfaces se déforment physiquement l'une l'autre, ou s'entrelacent, comme une scie coupant à travers le bois, ou comme le profil des chaussures s'entrelçant avec le sol. Dans ce cas, cela se produit simplement à une échelle beaucoup plus petite.
La surface du CR-005, en revanche, a été précisément développée pour le contrôle. Sa microtopographie se compose d'un regroupement dense de structures concaves ressemblant à de minuscules cratères. Cette microtopographie limite la zone de contact réel de la surface, créant une glisse globalement lisse. Cependant, les crêtes de chaque cratère agissent comme des aspérités physiques, augmentant la friction résultant du labour tribologique. Cela entraîne une friction statique plus élevée, ainsi qu'une friction cinétique élevée, créant une glisse contrôlée et stable. De plus, ces aspérités microscopiques s'enfoncent de plus en plus dans les patins de souris à mesure que vous mettez plus de pression sur la souris, lui conférant un haut niveau de friction cinétique pondérée (voir la section suivante pour une explication détaillée).
6. Friction Cinétique Pondérée : Pourquoi la Glisse Change Sous Pression
Comme décrit précédemment, les propriétés fondamentales de la friction expliquent qu'il devrait y avoir une corrélation linéaire entre la force descendante appliquée à la souris et la friction entre les patins et la surface du tapis de souris. Cependant, ce principe n'est pas toujours vrai en pratique, car il suppose que les mécanismes de friction restent inchangés même lorsque la pression augmente. Bien que cela puisse être vrai pour des surfaces plates et rigides telles que l'acier, ce n'est pas toujours le cas pour des matériaux plus souples comme les polymères à partir desquels les patins de souris sont généralement fabriqués.
Dans le cas d'un tapis de souris gravé avec de fines structures microscopiques et des patins de souris en polymère, la façon dont la surface souple en polymère interagit avec la microtopographie du verre change fondamentalement sous une pression plus élevée. Ainsi, la compréhension traditionnelle des coefficients de friction linéaires est légèrement déformée.
Pour comprendre cela, considérons deux scénarios :
Scénario 1 : Utilisation de la surface du CR-005 avec des patins en PTFE sous une pression appliquée légère (similaire à une utilisation normale). Comme le montre la Figure 6, lorsqu'une légère force normale est appliquée à la souris, les patins restent principalement sur le dessus de la surface du CR-005, ‘ne pressant pas dans les aspérités de surface microscopiques, les crêtes de forte friction. Ici, ce sont principalement les forces de friction d'adhésion moléculaire qui agissent, et non le labour ou l'entrelacement entre les aspérités de surface.
Scénario 2 : Utilisation de la même surface CR-005 et de patins en PTFE sous une pression appliquée élevée (similaire à appuyer lorsque vous essayez d'arrêter la souris). Comme le montre la Figure 6, la surface en verre dur s'enfonce beaucoup plus profondément dans les patins en PTFE plus souples. Cela introduit un mécanisme de friction complètement différent, puisque le verre pousse maintenant physiquement dans le PTFE souple à une échelle microscopique. En conséquence, l'adhésion n'est plus la force de friction dominante, le labour des micro-aspérités en verre dans le PTFE souple est désormais la force de friction la plus pertinente. Cela augmente le coefficient de friction lui-même, alors que plus de poids est appliqué sur la souris.
La différence dans la façon dont la force de friction est générée dans ces deux scénarios signifie que le coefficient de friction (μ) n'est plus constant ; la force de friction est désormais produite par des mécanismes fondamentalement différents à mesure que la force normale augmente. En d'autres termes, pour certaines surfaces en verre gravées, les coefficients de friction statiques et cinétiques peuvent changer à mesure qu'une pression plus forte est appliquée – même si la théorie classique nous dit que le coefficient de friction devrait rester constant.
Mais qu'est-ce que cela signifie pour l'expérience de glisse ? Essentiellement, les surfaces dont les coefficients de friction augmentent à mesure que vous mettez de plus en plus de pression sur la souris (c'est-à-dire ayant une friction cinétique pondérée plus élevée par rapport à la friction cinétique normale), donneront l'impression d'obtenir un coup de pouce supplémentaire de pouvoir d'arrêt, au-delà de ce que vous pourriez attendre juste de la pression ajoutée sur une surface dure typique.
