Tunneldurchbrüche in Bodenplatte

[BahnLand]

Hallo,

nachdem in der neuen Beta-Version die Möglichkeit besteht, in die Bodenplatte "Löcher zu schneiden", habe ich damit etwas herum-experimentiert. Hierbei bin ich zu folgenden Erkenntnissen gelangt:

Ein in die Bodenplatte zu schneidendes Loch wird - unabhängig von der Wahl der Lochform (Kreis oder Quadrat) aus kleinen Vierecken zusammengesetzt, welche jeweils durch 4 benachbarte Rasterpunkte der Bodenplatte begrenzt sind. In der 2D-Ansicht ist die Einteilung in Teilflächen entlang der Rasterpunkte der Bodenplatte gut zu erkennen (Bild 1).

 
Bilder 1+2: Entlang der Rasterpunkte gelochte Bodenplatte (Kreisform)

Ist die Oberfläche der Bodenplatte geneigt, werden die ausgeschnittenen Vierecke entsprechend der vertikalen Verschiebung der Rasterpunkte verzerrt (Bild 2, siehe Kontur der roten Umrandung). Je größer die Neigung im Gelände ist, umso größer wird die Verzerrung. Dies wird besonders deutlich, wenn man eine "Schachbrett-Lochung (Bild 3) über eine (fast) senkrechte "Felswand" legt (Bild 4).

Bilder 3+4:  Schachbrett-artige Lochung entlang einer (fast) senkrechten Felswand

Platziert man nun in eine solche Felswand ein Tunnelportal und schneidet die Oberfläche der Bodenplatte hinter dem Portal aus, wird nicht nur die Fläche innerhalb des Portals selbst, sondern die gesamte Spalte über die gesamte Höhe der Felswand hinweg ausgeblendet (Bild 5).  

Bild 5:  Durchgehende Öffnung einer Bodenplatten-Spalte in einer Felswand ohne "innere" Gitterlinien
Bild 6:  Justierung zweier Gitterpunkt-Linien in der Felswand oberhalb und unterhalb des Tunnelportals

Um dieses Verhalten an steilen Wänden zu unterbinden, muss die Felswand zumindest über die Breite des Tunnelportals hinweg so weit "abgeflacht" werden, dass sich zwischen dem Unteren und oberen Ende der Felswand zwei Gitterlinien des Rasters der Bodenplatte befinden. Bild 6 zeigt die beiden Gitterpunkt-Linien, deren Höhen auf den oberen und den unteren Rand des Tunnelportals justiert werden.

Nun kann man die Oberfläche der Bodenplatte innerhalb des Tunnelportals ausschneiden, ohne dass die Felspartien oberhalb und unterhalb des Tunnelportals mit verschwinden (Bild 7). Allerdings kann dieser "präzise" Schnitt nur dann erreicht werden, wenn die Orientierung der zu durchbohrenden Felswand parallel zur Rasterung der Bodenplatte ausgerichtet ist.

Bild 7:  Tunnelportal-Öffnung in parallel zum Raster der Bodenplatte verlaufender Felswand
Bild 8:  Mehrere "Punktreihen" als oberer und unterer Abschluss bei diagonal zum Raster verlaufenden Felswänden

Verläuft die Abbruchkante der Felswand schräg zur Rasterung der Bodenplatte, ist die Randlinie des auszuschneidenden Loches nicht mehr "glatt", sondern entsprechend dem Verlauf der Rasterung gezackt. Dies spiegelt sich sowohl in den nun ebenfalls "gezackten" Gitterpunkt-Linien (Bild 8) als auch im Ergebnis des ausgeschnittenen Bereichs (Bilder 9 + 10) wider.

 
Bilder 9+10:  Ausfransungen beim ausgestanzten Loch an einem schräg angeordneten Tunnelportal

Die nicht durch das Portal abgedeckten Aussparungen der Oberfläche müssen hier durch das Hinzufügen zusätzlicher "Ergänzungs-Elemente" gefüllt werden. In Bild 11 wurde ein zweites Portal hinten an das erste angefügt und die Lücke unterhalb des Portals mit einem Quader mit passender Textur abgedeckt.

Bild 11:  Abdecken von Lücken bei Tunnelportal in schräger Felswand
Bild 12:  Begrenzungslinien für Tunnelöffnung im gebirgigen Gelände

Die bisherigen Überlegungen lassen sich auf Tunnelportale im gebirgigen Gelände direkt übertragen. Auch hier legt man zunächst obere und untere Gitterpunkt-Linien fest, in deren Grenzen das Loch ausgestanzt werden soll (Bild 12). Danach werden die beim Ausstanzen entstehenden Lücken (Bild 13) mit geeignetem "Füllmaterial" abgedeckt (Bild 14).

Bilder 13+14:  Tunnelportal-"Abdichtung" in Gebirgslandschaft.

Die bisherigen Beispiele für die Realisierung eines Lochs in der Bodenplatte im Bereich eines Tunnelportals wurden im H0-Maßstab auf einer Bodenplatte mit eingestellter Rastergröße "1 cm" realisiert. Hierbei ist das zu verwendende "kleinstmögliche" Granulat beim Durchbohren der Bodenplatte "10 mm" (kleiner können die auszuschneidenden Vierecke bei einer Rasterung im 1-cm-Abstand nicht gewählt werden). Vergrößert man nun das Raster der Bodenplatte beispielsweise auf 5 cm, so wächst auch die Mindestgröße für das Ausschneiden eines Loches entsprechend auf 50 mm an. Bild 15 zeigt dasselbe Tunnelportal wie Bild 13 mit dem einzigen Unterschied, dass die Rastergröße der Bodenplatte von 1 cm auf 5 cm erhöht wurde. Zur Verdeutlichung wurden die 3 betroffenen Raster-Vierecke jeweils rot umrandet. Bild 16 zeigt dasselbe Motiv in der 2D-Ansicht, in der die Eckpunkte des Loches genau den betroffenen Rasterpunkten der Bodenplatte entsprechen.

Bilder 15+16:  Schrägansicht und Draufsicht auf Tunnel-Öffnung bei Rastergröße 5 cm

Um hier die vom Tunnelportal selbst nicht abgedeckten Loch-Bereiche überdecken zu können, müssen die "Ergänzungs-Teile" um einiges "klobiger" ausfallen (Bild 17) als mit Rastergröße 1 cm in Bild 14 gezeigt.

Bild 17:  Mit texturierten Quadern ergänztes Tunnelportal im 5-cm-Raster

Fazit: Je feiner das Raster der Bodenplatte eingestellt wird, umso weniger "Füllmaterial" wird benötigt, um beim "durchlöchern" der Bodenplatte entstehende "Lücken" neben dem Portal selbst abdecken zu können.

Viele Grüße
BahnLand

 

[wopitir]

Hallo Bahnland,

tolle Beschreibung, tolle Bilder.
Es zeigt sich wieder, das man ein Quadrat nicht so einfach zu einen Kreis formen kann.

Man sollte aber die Rastergröße einer großen Bodenplatte nicht generell auf 1cm setzten, dadurch sinkt die Framerate, da ja jeder Punkt berechnet werden muss.
Ich glaube das muss man mit weiteren Experimenten ergründen was alles noch möglich ist. Vielleicht müssen hierfür spezielle Tunnelportale erstellt werden.

Gruß
Wolfgang

[BahnLand]

Hallo Wolfgang,

da werde ich noch viel "üben" dürfen. Schließlich habe ich auf meiner Gotthard-Anlage 21 Eisenbahn- und 5 Straßentunnel zu "versorgen". Und da die Anlage in "Spur Z" gebaut ist und die Tunnelportale entsprechend klein dimensioniert sind, wird die "Durchlöcherung" der Bodenplatte(n) auch schon bei der verwendeten Rasterung "1 cm" zu einer "größeren Herausforderung" werden. Ich werde jedenfalls meine - wenn fertig - hoffentlich akzeptablen Ergebnisse hier veröffentlichen.

Viele Grüße
BahnLand

[wopitir]

Hallo Bahnland,

daß deine Ergebnisse mit Sicherheit akzeptabel sein werden, davon bin ich jetzt schon überzeugt. Sicher wird sich eine bestimmte Vorgehensweise herauskristallisieren wie der Anschluss der Tunnelportale am besten zu realisieren ist.
Viel Spaß beim "Löcher bohren" wünscht
der Wolfgang

[BahnLand]

Öffnungen in der Bodenplatten-Seitenwand mit geschlossener Oberfläche

Wenn eine Tunnelstrecke die Grenze zwischen zwei Bodenplatten quert, wird durch die Seitenwände beider betroffenen Bodenplatten im Tunnel "der Weg versperrt".

Um die Seitenwand einer Bodenplatte im Bereich der Tunnel-Querung zu entfernen, muss man an der Oberfläche der Bodenplatte die zugehörigen Rand-Vierecke entfernen.

Als Ergebnis hat man nun zwar eine "freigelegte" Tunnelstrecke, aber die Oberfläche am Seitenwand-Durchbruch ist ebenfalls entfernt.

In der ansonsten durch beide aneinander grenzenden Bodenblatten erzeugten geschlossenen Oberfläche klafft im Bereich des Seitenwand-Durchbruchs ein Loch, dessen Breite 2 Rastereinheiten beträgt und längs der Seitenwände so viele Rastereinheiten umfasst, wie für das Erzeugen der Seitenwand-Spalte benötigt wurden.

Um dieses Loch zu "füllen", benötigt man eine zusätzliche Bodenplatte, welche als "Abdeckplatte" genau die Maße des ausgeschnittenen Loches und in den Rasterpunkten die ursprünglichen Höhenwerte der beiden gelochten Bodenplatten besitzt. Diese müssen bei beiden Bodenplatten (für die linke und rechte Hälfte des Loches) "abgegriffen" und zwischengespeichert werden. Hierbei ist zu beachten, dass die Höhen der "inneren" Rasterpunkte nur angezeigt werden, solange das Loch nicht ausgeschnitten ist.

Bei der neuen Bodenplatte mit den oben skizzierten Maßen (Breite 2 Rasterlängen, Anzahl der Rasterlängen in der Tiefe entspricht der Länge des ausgeschnittenen Loches entlang der Seitenwände der ursprünglichen Bodenplatten) muss die Rastergröße identisch zu jeder der gelochten Bodenplatten sein. Nur so kann gewährleistet werden, dass das Oberflächenprofil der Abdeckplatte später exakt dem originalen Landschaftsprofil der beiden ausgestanzten Bodenplatten entspricht.

Den einzelnen Rasterpunkten werden nun die zuvor erfassten Höhenwerte zugewiesen, sodass die Abdeckplatte schließlich das originale Profil des ausgeschnittenen Bereiches beider Bodenplatten besitzt.

Diese Abdeckplatte wird nun genau im Loch positioniert, womit die Oberfläche der beiden ursprünglichen Bodenplatten wieder mit dem ursprünglichen Höhenprofil geschlossen ist (man beachte die identische vertikale Position (z-Wert) der Abdeckplatte und der originalen Bodenplatten).

Für die Einfärbung der Abdeckplatte wird nun die dort ursprünglich vorhandene Textur herangezogen. In den meisten Fällen (wie in diesem Beispiel) wird es hierbei genügen, einfach jene Textur zu verwenden, die auch bei den Bodenplatten in der unmittelbaren Nachbarschaft des Loches verwendet wurde. Wichtig ist hierbei, dass für die Textur dieselbe Skalierung verwendet wird, die auch bei den benachbarten Bodenplatten verwendet wurde. Danach ist das Loch von oben her (zumindest aus etwas größerer Distanz) nicht mehr erkennbar.

Unterhalb der Oberfläche besitzt die Abdeckplatte aber noch ihre Seitenwände.

Diese werden nun einfach zusammen mit dem Boden entfernt. Danach kann das ursprüngliche Loch auch von der Unterseite der Landschaftsoberfläche her nicht mehr identifiziert werden. Und die durch den Tunnel fahrenden Züge haben freie Fahrt, ohne eine störende Wand durchbrechen zu müssen.

Viele Grüße
BahnLand

[wopitir]

Hallo Bahnland,

das nenn' ich "Modellbau per Exelence". Danke für die Anleitung.

Gruß
Wolfgang