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  • William Burke

Eng/Fr 2. Oxygen

Updated: Jun 7

Fasciné par l'espace et la technologie !




II. Oxygen - Oxygène


When I first started thinking about how the air would work in the escape pod, I thought it would be relatively easy to make.

I was visualising it as a simple percentage of oxygen, 100% being perfect and 0% being death. Of course I wanted players to experience the effects of the lack of oxygen, and not just losing health and dying when the oxygen would get too low.

So after a bit or research I discovered that it was called hypoxia, and I found out it started when below 17% of oxygen at a pressure of one bar (normal pressure at sea level).

This also lead me to the discovery of hyperoxia, meaning an excess of oxygen in the blood.

Both lead to certain symptoms and eventually to death and I thought it would be extremely interesting to implement these symptoms into the game.

Unless monitoring the oxygen levels with the instruments inside the pod the player would not have any indication on them and would be unaware of anything wrong until the first symptoms would appear. Dizziness (unstable camera and controls), slower movements, visions issues, all of them getting worse over time until the player would fall unconscious and eventually die.

I really liked the idea, so I started looking for the percentage that would lead to the different symptoms and how fast they would kill a human being.

This is when I realised it was much more complex than I anticipated, but also a lot more interesting.

So for example hypoxia is a lack of oxygen in our blood, but the level of oxygen in the air that leads to hypoxia depends on pressure levels. This means that if 20% of oxygen under 1 bar would be ideal, 20% of oxygen under a lower pressure would lead to hypoxia. In the same way, a 100% of oxygen under 1 bar would lead to hyperoxia and eventually death, but 100% under a lower pressure could be sustainable, and that was actually commonly done in space flights to allow for a lighter and simpler atmosphere. Of course, with a 100% oxygen atmosphere, even at a lower pressure, fire becomes a much bigger issue. Terrible? Yes. Interesting? Damn yes! Who wouldn’t want to play a game where a bad oxygen mix would burn you alive with any spark?


So to be able to have a kind of realistic system I needed to add a pressure variable to the game and find a way to link it to the percentage of oxygen to determine if the air is breathable.

At first I thought it would be relatively easy. I would just have to find the simple linear formula that links pressure to oxygen percentage and voilà!

But, alas, I found out that the formula I would need was not only complex but not linear at all. It looked more like a weird curve than a nice smooth line. Much harder to implement properly as you might imagine.


This is where NASA came to the rescue. Well obviously I didn’t contact them for help, but I found a diagram they made that showed the different levels of breathability depending on the percentage of oxygen AND pressure levels. This was my holy grail! The Rosetta stone of oxygen levels. Thanks to the numbers I had in front of me, I could make a simplified version of the diagram into my code.

So now, I can enjoy making players suffer from both hypoxia and hyperoxia as well as burning them in pure oxygen. What a treat! Can’t wait to get started with carbon dioxide poisoning !


Quand j’ai commencé à réfléchir à comment le système d’oxygène fonctionnerait dans la capsule de sauvetage, je me suis dit que ça allait être assez simple à faire.

Je visualisais ça comme un simple pourcentage d’oxygène, 100% étant l’idéal et 0% étant la mort. Bien sur, je voulais que le joueur subisse les effets du manque d’oxygène, et pas qu’il perde simplement de la vie pour finalement mourir lorsque celle-ci se retrouverait à 0.

Donc, après un peu de recherches, j’ai découvert que le manque d’oxygène s’appelait l’hypoxie, et j’ai vu qu’elle commençait en dessous de 17% d’oxygène à une pression de 1 bar (la pression au niveau de la mer).

Cela m’a aussi mené à la découverte de l’hyperoxie, c’est à dire un surplus d’oxygène dans le sang. Les deux mènent à certains symptômes puis éventuellement à la mort et je me suis dit que ce serait très intéressant d’implémenter ces symptômes dans le jeu.

A moins que le joueur n’utilise des instruments pour regarder les niveaux d’oxygène dans la capsule, celui-ci n’aurait aucune indication sous les yeux et ne saurait pas que quelque chose ne va pas jusqu’à l’apparition des premiers symptômes. Tête qui tourne (caméra et contrôles instables), mouvement ralentis, problèmes de vue, le tout s'aggravant à mesure que le joueur s’approche de la perte de conscience et, au bout d’un moment, la mort.

J’aimais beaucoup cette idée, donc j’ai commencé à regarder quels étaient les pourcentages qui menait à ces différents symptômes et en combien de temps cela pouvait tuer un être humain.

C’est là que j’ai réalisé que les choses étaient beaucoup plus complexes que je le pensais, mais aussi bien plus intéressantes.

Par exemple, l’hypoxie est un manque d’oxygène dans le sang, mais le niveau d’oxygène dans l’air qui mène à l’hypoxie dépend de la pression. Cela signifie que si 20% d’oxygène à une pression de 1 bar est l’idéal, un niveau d’oxygène de 20% dans une pression plus basse mène à l’hypoxie et potentiellement la mort. De la même manière, 100% d’oxygène à 1 bar mène à l’hyperoxie et à la mort alors que 100% à une pression plus basse peut être tout à fait acceptable. C’est d’ailleurs relativement commun dans l’aérospatial car cela permet de n’avoir à transporter et gérer que de l’oxygène et d’alléger la capsule. Bien sûr, une atmosphère à 100% d’oxygène, même à une faible pression, devient bien plus dangereuse en cas d’incendie. Terrible ? Oui. Intéressant ? Putain carrément ! Qui ne voudrait pas jouer à un jeu ou un mauvais mélange d’oxygène peut vous brûler vivant à la moindre étincelle ?

Alors pour pouvoir faire un système un tant soit un peu réaliste il me fallait rajouter une variable de pression au jeu et de trouver comment celle-ci se lie au pourcentage d’oxygène pour déterminer si l’air est respirable et à quel point.

Au début je pensais que ce serait relativement simple. Je n’aurais qu’à trouver une formule linéaire qui ferait le lien entre les deux et voilà !

Mais, malheureusement, je me suis rendu compte que la formule dont j’avais besoin n’était pas seulement complexe mais surtout qu’elle n’était pas linéaire du tout.

Elle ressemblait bien plus à une étrange courbe qu’à une ligne bien droite. Bien plus compliqué à implémenter, comme vous pouvez l’imaginer.

C’est là que la NASA est venu à mon secours. Bien entendu je n’ai pas eu de contact direct avec eux pour avoir de l’aide, mais j’ai trouvé un diagramme qu’ils avaient fait qui montrait les différents niveaux de respirabilité par rapport au pourcentage d’oxygène dans l’air ET à la pression. C’était mon graal ! Ma pierre de Rosette des niveaux d’oxygène.

Grâce aux chiffres que j’avais sous les yeux, je pouvais coder une version simplifiée de ce diagramme.

Alors maintenant, je peux m’amuser à faire souffrir les joueurs à la fois d’hypoxie et d’hyperoxie, ainsi qu’à les brûler dans le de l’oxygène pure. Qu’est-ce qu’on s’amuse ! J’ai hâte de regarder ce que je peux faire avec l’empoisonnement au dioxyde de carbone !


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