F1 Race Replay: интерактивная визуализация гонок Формулы 1 на Python

«Все RAW-данные проекта берутся из пакета FastF1 и укладываются на нормализованную временну́ю шкалу всей гонки» — Tom Shaw, автор проекта.

F1 Race Replay — интерактивный инструмент для визуализации гонок Формулы 1 и анализа данных, построенный на Python. Репозиторий на GitHub набрал более 6 600 звёзд и 871 форк, что сделало проект одним из самых популярных любительских F1-инструментов в экосистеме Python.

Что такое F1 Race Replay

Это десктопное приложение для визуализации телеметрии гонок Формулы 1 и воспроизведения событий Гран-при с интерактивными элементами управления, картой трассы, динамической таблицей лидеров и живыми данными с питстопов.

Проект написан на Python; в качестве источника данных используется пакет FastF1, который даёт доступ к хронометражу кругов, телеметрии автомобилей, данным о шинах, погоде и результатам сессий. Все эти данные берутся в сыром виде и укладываются на нормализованную временну́ю шкалу всей гонки — это позволяет знать точную позицию, передачу, скорость, нажатие педали газа каждого пилота в любой момент гонки.

В качестве GUI-фреймворка автор выбрал Arcade — Python-пакет для построения 2D-интерфейсов, обычно применяемый в играх, но отлично подходящий для кастомного GUI с анимациями и движущимися объектами.

Ключевые возможности

🏎️ Воспроизведение гонки

Race Replay Visualization — наблюдайте за гонкой в реальном времени: позиции пилотов отображаются на отрендеренной карте трассы.

Safety Car Visualization — машина безопасности выезжает из пит-лейна, ведёт пелотон и возвращается в боксы с анимированными переходами и пульсирующим свечением.

📊 Аналитика и телеметрия

Insights Menu — плавающее меню быстрого доступа к инструментам анализа телеметрии, запускается автоматически вместе с воспроизведением.

Новый инсайт позволяет просматривать телеметрические трассы со всех автомобилей в виде линейного графика прямо во время воспроизведения гонки. Именно такие графики используются инженерами мотоспорта для анализа стиля вождения пилота.

🏁 Таблица лидеров и статусы

Leaderboard — живые позиции пилотов и актуальные составы шин.

Lap & Time Display — счётчик текущего круга и общее время гонки. Пилоты, сошедшие с трассы, помечаются статусом “OUT” на таблице лидеров.

⌨️ Управление воспроизведением

Interactive Controls — пауза, перемотка назад/вперёд и регулировка скорости воспроизведения с помощью горячих клавиш.

📡 Телеметрический стрим

Для активации телеметрического потока достаточно запустить приложение с флагом --telemetry.

Демо-окно показывает: сырой телеметрический поток (JSON-данные в реальном времени), сводку сессии с количеством сообщений и текущим состоянием, данные по пилотам (позиции, скорости, информация о кругах), события (изменения статуса трассы и гоночные события).

Технические детали стрима: протокол TCP на localhost:9999, формат JSON (сообщения разделяются переносом строки), сетевая обработка в фоновом потоке, UI-фреймворк PySide6.

🏎️ Поддержка квалификации

Передав аргумент --qualifying при запуске, приложение обработает и отобразит данные квалификации соответствующего гоночного уикенда.

Архитектура проекта

graph TD
    A[FastF1 API] --> B[src/f1_data.py\nЗагрузка и обработка телеметрии]
    B --> C[Кэш .fastf1-cache/\n~20–80 MB на GP]
    B --> D[computed_data/\n25Hz resampled frames]
    D --> E[src/analytics/\nLeaderboard, Tyre Model]
    E --> F[ReplayClock]
    F --> G[Race Replay Interface\nArcade 2D]
    F --> H[Qualifying Interface]
    G --> I[Insights Menu\nPySide6]
    I --> J[Телеметрический стрим\nTCP:9999 JSON]

Установка и запуск

Системные требования: Windows 10/11 (x64) или macOS, Python 3.11.x (рекомендуется 3.11.9), видеокарта с поддержкой OpenGL 3.3+.

Основные зависимости: fastf1 3.6.1, arcade 2.6.17, PySide6 6.8.2.1, numpy 2.1.3, pandas 2.2.3, scipy 1.14.1, matplotlib 3.10.0.

# Клонирование репозитория
git clone https://github.com/IAmTomShaw/f1-race-replay.git
cd f1-race-replay

# Создание виртуального окружения
python -m venv venv
venv\Scripts\activate.bat   # Windows
# source venv/bin/activate  # macOS/Linux

# Установка зависимостей
pip install -r requirements.txt

# Проверка окружения
python main.py --diagnostics

# Запуск
python main.py

# Запуск с телеметрией
python main.py --telemetry

# Запуск квалификации
python main.py --qualifying

Структура репозитория

f1-race-replay/
├── main.py           # Точка входа
├── requirements.txt  # Зависимости
├── roadmap.md        # Планируемые функции
├── telemetry.md      # Документация телеметрии
├── src/
│   ├── f1_data.py         # Загрузка и обработка телеметрии
│   ├── arcade_replay.py   # Логика визуализации и UI
│   ├── ui_components.py   # Кнопки, таблица лидеров
│   ├── interfaces/
│   │   ├── qualifying.py  # Интерфейс квалификации
│   │   └── race_replay.py # Интерфейс воспроизведения гонки
│   └── lib/
│       ├── tyres.py       # Утилиты по шинам
│       └── time.py        # Форматирование времени
├── .fastf1-cache/    # Кэш FastF1 (авто)
└── computed_data/    # Вычисленная телеметрия (авто)

Планируемые функции (Roadmap)

В планах разработчика: телеметрические графики (скорость, газ, торможение), постгоночные отчёты, сообщения Дирекции гонки, отдельная функциональность для квалификации.

С момента запуска сообщество уже добавило возможность изменения размера окна просмотра и работает над визуальным меню выбора гонки и поддержкой спринтов.

Цены и лицензия

Проект лицензирован под MIT License. Это означает полностью бесплатное использование, копирование, модификацию и распространение без каких-либо ограничений. Никаких тарифных планов, подписок или платных функций нет.

Плюсы и минусы

Сравнение с альтернативами

FastF1 — это Python-пакет для доступа и анализа результатов Формулы 1, расписаний, хронометражных данных и телеметрии, и F1 Race Replay фактически является мощной «надстройкой» над ним, добавляющей полноценный интерактивный UI.

F1 Performance Dashboard на Streamlit предлагает интерактивный веб-дашборд для исследования данных сессий F1, включая сравнение темпа пилотов, визуализацию стратегии шин, анализ секторов команд и карту скоростей трассы — но не воспроизводит гонку в динамике.

Вердикт

F1 Race Replay — редкий пример опен-сорс проекта, который объединяет реальные данные Формулы 1, анимированную 2D-визуализацию и расширяемую телеметрическую архитектуру в одном инструменте. Проект стал вирусным, набрав более миллиона просмотров — и это неудивительно: он закрывает нишу, которую не покрывают ни Jupyter-ноутбуки, ни веб-дашборды.

Кому подойдёт:

• Python-разработчикам, интересующимся спортивной аналитикой
• Фанатам F1, желающим «пережить» гонку заново с данными
• Студентам и авторам туториалов по визуализации данных
• Контрибьюторам, ищущим живой open-source проект

Кому не подойдёт:

• Тем, кто ищет готовое веб-приложение без настройки
• Пользователям без базовых знаний Python и CLI

Рейтинг: 8.5 / 10