Auto-Bahn - das "etwas andere" Straßensystem

[BahnLand]

Hallo,

nun ist auch meine "Auto-Bahn" aus dem alten 3D-Eisenbahnplaner im 3D-Modellbahn-Studio ablauffähig.

Das hierbei benutzte "Straßensystem" besteht aus "Eisenbahngleisen", denen spezielle "Straßen-Texturen" zugewiesen werden. Hierdurch ist es möglich, mithilfe des Gleis-Editors des Modellbahn-Studios beliebige Straßen-Geometrien zu formen und auch Weichen und Kreuzungen zu nutzen. Insbesondere kann auch das Flexgleis und die Biege- und Anstell-Funktionalität des Modellbahn-Studios angewendet werden.

Die für das Straßensystem verwendeten "Gleistexturen" sind so unterteilt, dass das Gleisbett als Straßenoberfläche und die Schräge des Kiesbetts als Böschung dargestellt werden. Die Bereiche für die Schienen sind in der Textur durchsichtig (in der Textur der Teil außerhalb der Fahrbahn rechts von der Böschung), sodass die Schienen nicht dargestellt werden (sollten).

Tatsächlich sind unter flachen Blickwinkeln doch noch "Schienenreste" sichtbar, die sich leider über die Textur nicht restlos entfernen lassen.

Eine Straßenfahrbahn ist grob geschätzt etwa doppelt so breit wie ein Gleis mit Bettung derselben Baugröße. Es muss daher für das Gleis eine größerer Maßstab verwendet werden als der für die Anlage generell verwendete Maßstab, um die benötigte Fahrbahnbreite zu erhalten. Für die Realisierung eines H0-Straßensystems wird beispielsweise ein Basisgleis der Spurweite 0 verwendet (entsprechend nimmt man für Z-Straßen Gleise in Spurweite TT und für N-Straßen H0-Gleise). Dass die Gleis-Spurweite 0 für H0-Straßenfahrbahnen ziemlich genau passt, kann man im Bild unten erkennen, wo eine "Standard"-Straßenplatte des Modellbahn-Studios an eine zweispurige Straße (zwei Gleise) angefügt ist.

Hierbei wurde als Abstand der beiden Fahrspuren (zwischen den Fahrbahn-Mitten) 55 mm gewählt. Die "inneren" Böschungen beider Fahrbahnen werden dabei durch die jeweils gegenüberliegende Fahrbahn überdeckt. Verwendet man dagegen einen Abstand von 70 mm, Werden die Fahrbahnen genau an den Böschungs-Außenkanten aneinandergefügt. So bekommt man dann einen Grünstreifen zwischen den Fahrbahnen (z.B. Trennung der Gegenrichtungen einer Autobahn).

Der Skalierungsfaktor für neu auf den Fahrbahnen zu platzierende Autos muss möglicherweise nachträglich korrigiert werden, da diese beim "Hereinladen" normalerweise im auf der Anlage verwendeten "Gleis-Maßstab" dargestellt werden.

Für den "Antrieb" der im Modellbahn-Studio verfügbaren Automodelle werden entsprechende "Dummy-Schienenfahrzeuge" bereitgestellt, mit denen Autos ("Dummy-Auto", mit Antrieb) und Anhänger ("Dummy-Anhänger", ohne Antrieb) im "Gleis" geführt werden können.

Die Dummys werden einfach auf das Gleis gesetzt und dann die auf dem "Asphalt" aufgesetzten Straßenfahrzeuge damit verknüpft. Besitzt ein Straßenfahrzeug einen oder mehrere Anhänger, werden an das "Dummy-Auto" so viele "Dummy-Anhänger" angehängt, dass der Straßen-Anhänger mit dem "Dummy" an der "richtigen Position" verknüpft werden kann (Dummy-Auto und Dummy-Anhänger sind bewusst sehr kurz gehalten, um verschiedene "Triebfahrzeug-Anhänger-Distanzen" realisieren zu können). Für die Führung von Sattelaufliegern in der Straßenspur habe ich auf einen Trick des Hobby-Kollegen Auxallie aus dem alten Forum zurückgegriffen (vielen Dank für diesen Tipp):

Der Sattelauflieger wird nicht direkt mit einem "Dummy-Anhänger" verknüpft, sondern mit einer "Justier-Kamera", die selbst mit einem Dummy-Anhänger unter dem Auflieger-Drehzapfen verknüpft ist. Diese "verfolgt" einen "Justier-Würfel", der wiederum mit dem Dummy-Anhänger unter den Rädern des Aufliegers verknüpft ist. Da sich die Dummy-Anhänger immer in der Spur" befinden, bewegt sich der Auflieger (entsprechend der jeweiligen Kamera-Ausrichtung) ebenfalls "in der Spur".

Die heute im Online-Katalog vorhandenen bereits "motorisierten" Automodelle können aktuell für dieses Straßensystem nicht verwendet werden. Denn sie bewegen sich "auf der Schienenoberkante" und hängen daher bei diesem Straßensystem in der Luft. Um auch diese Fahrzeuge hier verwenden zu können, müssten die Modelle vom jeweiligen Anbieter mit einer in H0 um etwa 4 mm nach unten versetzten Radebene ausgeliefert werden.

Die Dummy-Fahrzeuge und Straßen-Texturen sind im Online-Katalog unter den Rubriken "Straßen-Fahrzeuge" und "Gleistexturen" abgelegt. Dort gibt es auch jeweils eine kurze Beschreibung. Die Auto-Bahn-Anlage im Online-Katalog unter der Rubrik "mittlere Anlagen" gibt es sowohl im Ruhezustand als auch im Betriebszustand.

Im Ruhezustand stehen alle Straßenfahrzeuge aufgereiht in einem "Parkstreifen" abseits der Autobahn. Durch das (einmalige) Betätigen des Schalters in der Anlagen-Ecke rechts vorne werden alle Autos mit geringer Geschwindigkeit gestartet. Sobald ein Auto eine bestimmte Stelle dieses "Parkstreifens" passiert, beschleunigt es und fährt auf die Autobahn auf. So wird mit jedem Auto aus dem Parkstreifen verfahren, bis - nach etwa 20 Minuten - alle Autos auf die Autobahn aufgefahren sind.

Dies ist auch die Zeit, die jedes Auto benötigt, um den "starr" eingestellten Fahrweg über die Anlage einmal ganz zu durchfahren. Alle Autos fahren auf demselben Fahrweg hintereinander her und befahren hierbei etwa im 20-Minuten-Takt die komplette Anlage.

Der Betriebszustand ist ein "beliebiger Schnappschuss" des Anlagenbetriebs, nachdem alle Fahrzeuge den Parkstreifen verlassen haben. Wird die Anlage in diesem Zustand gestartet, sind die Fahrzeuge auf der Anlage gleichmäßig verteilt, und der Betrieb ist sofort im Gange, sobald die Anlage gestartet ist (die Animation des Modellbahn-Studios muss aktiviert sein). Der Schalter in der Anlagen-Ecke rechts vorne ist in diesem Zustand nicht mehr von Bedeutung und wirkungslos, weil durch ihn nur der Start aus dem Parkstreifen heraus initiiert wird. Die Anlage kann auch jederzeit bei laufendem Betrieb abgespeichert werden.

Die Steuerung der Anlage über die Ereignisverwaltung ist sehr einfach gehalten:
Einmal im Parkstreifen gestartet und kurz vor der Einfahrt in die Autobahn beschleunigt, erfahren die Fahrzeuge nur dann geringe Geschwindigkeits-Änderungen, wenn sie auf der Autobahn die Fahrspur wechseln oder die Autobahn verlassen oder in sie einfahren. Eine Synchronisation sich beim Spurwechsel oder an den Kreuzungen begegnender Fahrzeuge findet nicht statt. Es "sitzen also Kamikaze-Fahrer am Steuer", die unter dem Motto "Augen zu und durch" über die Kreuzungen brettern . Glücklicherweise sind die sich hierdurch ereignenden "Unfälle" virtuell: Die Fahrzeuge fahren durcheinander durch ohne gegenseitig Schaden zu nehmen. An die Komplexität einer "vollwertigen" Fahrzeugsteuerung habe ich mich bisher nicht gewagt.

Ich hoffe trotzdem, dass Ihr mit der Anlage Euren Spaß habt. Wenn Ihr auf der Anlage noch irgendwelche "Fragezeichen" entdecken solltet (was ich nicht hoffe), bitte ich um eine entsprechende Nachricht über diesen Thread.

Viele Grüße
BahnLand

[seehund]

Hallo Bahnland,

habe die Straßen natürlich sofort ausprobiert. Vielleicht liegt es an meiner Grafikkarte, denn bei mir sind die Gleise als dünner Strich jedoch nur bei bestimmter Winkel- oder Zoomansicht sichtbar. Die Striche fangen dann an zu flimmern. Ansonsten funktioniert alles bestens.

Gruß Seehund

[BahnLand]

Hallo Seehund,

es liegt nicht an Deiner Grafikkarte. Die dünnen Striche, die Du unter bestimmten Blickwinkeln siehst, habe ich nicht nur hier, sondern sie traten auch schon beim alten 3D-Eisenbahnplaner auf. Man bekommt sie nur ganz weg, wenn man die komplette Textur durchsichtig macht. Dann ist allerdings auch die Straße weg. Je mehr von der Textur nicht durchsichtig ist, um so deutlicher sieht man auch die Striche dort, wo die Schienen "wegretuschiert" sind. Das Flimmern kommt daher, dass die Striche eben nur unter verschiedenen Blickwinkeln sichtbar werden. und da bei einer Bewegung der Blickwinkel sich dauernd ändert, kommt so das Flimmern zustande (das ist zumindest meine Interpretation).

Ich habe einen bestimmten Verdacht, warum es zu diesem Effekt kommt, den nur Neo bestätigen oder ausräumen kann:

Ich habe den Eindruck, dass aus der scharfen Kante zwischen "sichtbarem" Gleisbett und "unsichtbarem" Schienenbereich in der Textur beim Aufbringen auf das Gleis durch die unvermeidliche Verzerrung aus der scharfen Kante ein sich über einen relativ breiten Streifen erstreckender "Verlauf" erzeugt wird. Dies bedeutet aber, dass in der Nähe der Kante "Mischfarben" zwischen der Farbe "unsichtbar" und der jeweiligen "Nachbarfarbe" erzeugt werden, die dann eben nicht mehr "unsichtbar" sind. Und damit werden Teile der "Schienenbereiche" wieder sichtbar.

Leider weiß ich keine Lösung, wie man dieses "grundsätzliche" Problem beseitigen könnte. Aber vielleicht hat Neo, der die Textur auswertet und verarbeitet, ja eine Idee.

Viele Grüße
BahnLand

[Neo]

Hallo BahnLand,

du hast das schon korrekt erkannt. Es handelt sich hierbei um Mipmap-Artefakte. Zur Performance-Steigerung werden alle Texturen im 3D-Modellbahn Studio als Bildpyramide abgespeichert, d.h. jede Textur liegt in mehreren Auflösungen vor, bis runter zu 1x1 Pixel. Beim Rendern wird dann die Textur verwendet, die größentechnisch am besten mit der aktuellen Objektgröße übereinstimmt.

Um die einzelnen Auflösungsstufen zu generieren wird das Ausgangsbild jeweils halbiert, wobei die von BahnLand angesprochenen Verläufe entstehen:

Dieses Bild zeigt die 6. Stufe (8fache Vergrößerung) einer Gleisstraßen-Textur von BahnLand. Gut zu erkennen ist der Verlauf zwischen Grün und Transparenz (Cyan). Dieser entsteht durch das bilineare Herunterskalieren der Originaltextur.

Es gibt nun folgende Lösungen:

1. Verzicht auf Mipmapping -> Schlecht, da nicht gut für die Performance
2. Manuelles Erzeugen der einzelnen Mapmap-Level und somit Verwendung anderer Skalierungsfilter bzw. Vermeidung von Verwaschungen -> Ideal, benötigt aber ein Tool um die einzelnen Mipmap-Level zu bearbeiten (GIMP soll es ermöglichen, das DirectX Texture Tool aus dem DirectX SDK unterstützt es ebenso).

Wichtig zu erwähnen wäre, dass nur das DDS-Format Mipmaps unterstützt, d.h. wenn immer eine JPEG oder ein PNG-Bild im 3D-Modellbahn Studio verwendet wird, werden die Mipmaps automatisch generiert (und dann mit den entsprechenden Artefakten). Nur wenn eine DDS-Textur geladen wird erzeugt das Studio keine zusätzlichen Level. Das bedeutet auch, dass man beim manuellen Bearbeiten der DDS-Textur die kleinsten Level (1x1 und 2x2) weglassen kann.

Noch ein Hinweis: Die Ausgangstextur ist mit 1024 Pixel arg groß für eine Textur mit wenigen Details. Es sollte wenn möglich nur kleine Texturen verwendet werden, wie z.B. 256x256, und nur bei vielen Details die Auflösung erhöht werden.

Viele Grüße,

Neo

[BahnLand]

Hallo Neo,

ich hätte da neben den von Dir genannten Punkten 1. und 2. noch eine dritte Idee, bei der das "Verwischen" der Grenze zwischen sichtbarem und unsichtbarem Bereich keine Rolle mehr spielen würde. Die Realisierung dieses Vorschlags würde jedoch einen kleinen Eingriff in die Gleiseditor-Schnittstelle und die Realisierung der Gleisdarstellung erfordern:

Die Idee besteht darin, bei der Realisierung des Gleises die Schienen einfach nicht zu zeichnen. Es würde also vom Gleis nur das Gleisbett dargestellt. Um dies realisieren zu können, müsste man den Gleiseditor um ein zusätzliches Optionskästchen "Schienen" (analog zum Kästchen "Gleisbettung") erweitern und das Zeichnen der Schienen in einen zusätzlichen "IF-THEN"-Zweig packen, der nur bei angekreuzter Schienen-Option ausgeführt wird. Gehe ich Recht in der Annahme, dass dies kein besonders großer Aufwand wäre?

Dann müsste man sich bei der Straßentextur auch keine besonderen Gedanken mehr bezüglich der Unsichtbarkeit des "Schienenbereichs" machen. Insbesondere hätte man dann auch gleich die Möglichkeit geschaffen, mit allen verfügbaren Gleistexturen "Gleisbaustellen", bei denen nur der Schotter vorhanden ist, die Schienen aber noch nicht oder nicht mehr liegen, darzustellen. Und wenn man beide Kreuzchen weg ließe (weder Gleisbettung noch Schienen), wären nur noch die Schwellen übrig.

Viele Grüße
BahnLand

[MarkoP]

Hallo Bahnland,

deine Strassen gefallen mir sehr gut, da sie wesentlich flexibler und realistischer verbaut werden können.

Einzig bliebe die Frage ob man auch verschiedene Ränder hinbekommt, wie z.B. Bürgersteige oder Sand-/Kiesstreifen.

Besonders bei den Bürgersteigen dürfte es schwer werden, da diese ja breiter sein müssten als die Böschung. Und da die Strassenbreite ja nicht verkleinert werden kann fehlt meines Erachtens der nötige Platz wenn man einfach nur die Gleistextur anpasst um eine vernünftige Breite hinzubekommen. Auch die Übergänge zwischen den einzelnen Strassenarten, sowie ganz normale (T-)Kreuzungen für innerstädtischen Verkehr wären problematisch.

Vielleicht hast du ja eine Idee ob und wie man so etwas noch hinzufügen könnte, dann wären die Strassen perfekt.

 

Gruß

MarkoP

 

Noch eine Frage an Neo:

Wäre es eventuell auch möglich flache Gleise hinzubekommen, also die eine Höhe von 0 bzw. knapp darüber haben?

Die könnten dann speziell für diese Strassen benutzt werden.

[BahnLand]

Hallo Marko,

Sand-, Erd- oder Kiesstreifen als Böschung anstelle der Grasböschung sind für dieses Straßengleis kein Problem. Man muss nur die Texturen entsprechend modifizieren (die grünen Grasstreifen ersetzen). Diese Texturen müssten jedoch zusätzlich generiert und in den Online-Katalog gesteckt werden.

Bei der Integration eines Bürgersteigs sieht es jedoch schlecht aus:  Dessen Niveau müsste ja höher sein als die Straßenoberfläche. Und das lässt sich mit dem Gleis mit Straßentextur nicht realisieren. Eigentlich hatte ich jetzt die Idee, dann für den Bürgersteig analog zum "Straßengleis" ein "Gehweggleis" mit passender Textur zu erzeugen, das Höhen-versetzt seitlich angefügt würde. Doch würde man dann an den Kanten eine Schräge anstelle des senkrecht abfallenden Bordsteins bekommen. Und das sieht dann doch etwas "unrealistisch" aus.

Deine Idee mit den "absenkbaren" Schienen finde ich gut. Dann könnte man auch ohne großen zusätzlichen Aufwand "Straßenbahngleise" (im Straßenpflaster) produzieren. Nur dürfte dies für Neo mit einem etwas höheren Änderungsaufwand verbunden sein.

Viele Grüße
BahnLand

Ergänzung:

Einen Haken hat eine mögliche Absenkung der Schienen: Möchte man beispielsweise ein Straßenbahngleis aus der Straße heraus auf eine separate Gleistrasse wechseln lassen, müssen die Schienen jeweils auf gleicher Höhe sein. Ich würde daher anstelle der "Absenkung der Schienen" die "Anhebung des Gleisbetts" (bzw. des Straßenbelags) auf die Höhe der Schienenoberfläche bevorzugen.

[Wolfgang Roth]

Hallo,

habe mir soeben die Anlage mal heruntergeladen und wollte ein neues Fahrzeug drauf fahren lassen.

Das Dummy-Fahrzeug bekomme ich auf die Schiene, aber wenn ich das gelbe Auto daran anknüpfen will, scheitere ich.

 

D.h. ich sehe keine Möglichkeit, den Dummy und das Fahrzeug zu verknüpfen...

Was mache ich falsch?

 

Grüße

Wolfgang

[EASY]

Hallo Wolfgang,

... nun, was Du falsch machst, weiß ich nicht...

... eine Verknüpfung wird so gesetzt:

(... ich habe die Objekte der Übersichtlichkeit halber nebeneinander gesetzt....)

 

... wenn Du nach Schritt 3 wieder das Auto markierst, hat sich das Verknüpfungs-Symbol geändert und es erscheint ein Tooltip aus dem ersichtlich ist, mit was das Auto verknüpft ist.

Anmerkung: wenn die Verknüpfung gesetzt ist, kannst Du die Lage das Autos bezogen auf den Dummy noch verändern, indem du das Auto mit der Maus an seine "korrekte" Lage ziehst. (z.B. wenn Auto und Dummy übereinander liegen sollen und der Dummy zum auswählen nur schwer zu erreichen ist, da das Auto darüber liegt...)

Wenn Du das Verknüpfungs-Symbol dann wieder anklickst, wird die Verknüpfung wieder gelöst.

Gruß

EASY

[Wolfgang Roth]

Aha,

jetzt ja.

es geht.