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Neue Modelle von Franz


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hallo Bahnland, Franz, Lobo und Neo,

da mein wunsch etwas eigenes auf die schienen zu bringen immer größer wird, würde ich mich über die "Anschauungsobjekte" sehr freuen. zu mal ich mit dem begriff LoD stufen und deren umstetzung kaum etwas anfangen kann.

grüße an die älteren herren hier vom ganz knapp unter 61 jährigen

quackster

 

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@quackster Mit einem Rollobjekt als Anschauungsobjekt kann ich Dir leider nicht dienen aber ziehe Dir doch einmal mein Stellwerk KE auf die Platte. Gehe dann sehr nahe an das Objekt heran bis Du durch die Fenster schauen kannst und entferne Dich dann langsam. Du wirst feststellen, wenn du sehr nahe bist siehst Du die Weichenstellhebel im Inneren die, wenn Du Dich entfernst, irgendwann verschwinden. Gehst Du noch weiter weg werden die Fenster undurchsichtig usw. LOD-Stufen sind also nichts anderes als immer das gleiche Modell aber mit immer weniger Details. Das wird sehr oft bei 3D-Objekten gemacht denn trotz der hohen Geschwindigkeiten der heutigen Rechner sind sie oft nicht in der Lage alle Objekte, die sichtbar sind, mit allen Detailstufen zu berechnen. Nicht so schön für den Modellbauer denn der muss herausfinden, ab welcher Entfernung er was verschwinden lassen kann ohne, dass es all zu sehr auffällt.

 

HG
Franz

 

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Hallo zusammen,

das mit dem "Anschauungsobjekt" hat jetzt doch ein Weilchen gedauert, aber hier ist es! Man benötigt allerdings Google Sketchup, um die im beigefügten ZIP-Paket enthaltenen SKP-Dateien für die 3 realisierten LoD-Stufen betrachten zu können. Ich habe deshalb noch ein paar zusätzliche Bilder erstellt, die ich hier kurz beschreiben möchte:

01_lodstufen.jpg

Im ersten Bild habe ich die 3 SKP-Modelle nebeneinander gestellt. Im linken Bild (LoD-Stufe 0) sind beispielsweise die Wagen-Ecken "ausgerundet", das Drehgestell ist durchbrochen, und der Gummiwulst ist innen hohl. Beim mittleren Bild (LoD-stufe 1) besteht die "Ausrundung" der Wagenecken jeweils nur noch aus einer Diagonalfläche, die Drehgestellwange ist eine durchgehende Fläche, die Radkränze sind verschwunden, und der Gummiwulst ist nicht mehr "ausgehöhlt". Beim rechten Bild (LoD-Stufe 2) gibt es schließlich für die Wagenecken keinen Rundungs-Ansatz mehr, die Drehgestelle und Gummiwulst-Übergänge sind nur noch einfache Quader, die Schlusslichter wurden genauso eingespart wie die Puffer und Aufstiegstritte, und die Fenster der Innenwände sind nicht mehr durchbrochen (eine durchgehende Seitenwand). Was bei der SKP-Datei wie eine "undurchsichtige Wand" aussieht, wird aber überhaupt nicht an das Modellbahnstudio weitergereicht, da diese Wand nicht "grau" ist, sondern keine Farbzuordnung aufweist, und damit durch den Exporter "ignoriert" wird. Auch die Inneneinrichtung wird mit jeder LoD-Stufe weiter vereinfacht, was man aber aus dieser Perspektive nicht so richtig erkennen kann.

08_detailstufen.png

Im nächsten Bild habe ich die Detailstufen-Informationen für alle LoD-Stufen zusammengefasst. Man kann hierdurch sehr gut erkennen, wie stark die Anzahl der Polygone mit jeder LoD-Stufe zurück geht. Die Anzahl der Unterobjekte ist von vornherein sehr klein, sodass hier keine besonders starke Reduktion mehr möglich ist.

Bei der nachfolgenden Bilderserie habe ich die in den Sketchup-Modellen aller LoD-Stufen bereits zu unterscheidenden Gruppen separiert. Der Innenraum mit den mit Polstersitzen versehenen Abteilen und Abteil-Trennwänden wird außen von den Innenwänden des Wagenkastens, dem Dachhimmel und dem Fußboden umschlossen. Diese sind alle nur von innen "bemalt". Die blaugraue Einfärbung der Außenseite kennzeichnet hier eine fehlende "Bemalung" und wird bei der Wiedergabe des Modells im Modellbahnstudio ignoriert, sodass man - abgesehen von der Abdeckung durch die Außenhaut des Wagenkastens - durch die "vordere" Innenwand hindurch auf die Abteile und die "hintere" Innenwand sehen kann.

02_explosion_0.jpg
02_explosion_1.jpg
02_explosion_2.jpg

Bei der höchsten LoD-Stufe (dem unteren Bild) sind die Fenster der Innenwand nur noch aufgemalt, und der Dachhimmel und der Fußboden wurden ganz weggelassen, was gegenüber den vorangehenden LoD-Stufen eine ganze Menge an Polygonen einspart. Der Innenraum ist vom äußeren Wagenkasten getrennt, weil er bei Nacht voll beleuchtet werden soll, deshalb als "_LS"-Gruppe gekennzeichnet wird und damit ein eigenes Unterobjekt darstellt. 

Transparente Flächen werden ebenfalls als separate Unterobjekte behandelt. Im vorliegenden Fall werden die halbtransparenten Fensterscheiben durch ein Fensterband dargestellt, das zwischen die Außenhaut des Wagenkastens und die Außenwände des Innenraums platziert wird ("Zwiebelschalen-Prinzip"). Die beiden Drehgestelle rechts sind die Gruppen Rad0 und Rad1, die aber nur in den ersten beiden LoD-Stufen entsprechend gekennzeichnet werden. In der dritten LoD-Stufe werden sie der Gruppe des Wagenkastens "zugeschlagen". Schließlich stellen die Schlusslichter noch eine separate "_LS"-Gruppe dar, die deshalb auch bei Nacht leuchten. Der jetzt noch "übrige" Wagenkasten bildet das letzte Unterobjekt, das keiner expliziten Gruppierung bedarf.

Zählt man nun die separierten Gruppen durch, kommt man bei den ersten beiden LoD-Stufen auf 6 und bei der dritten LoD-Stufe auf 3 Unterobjekte (Drehgestelle sind dem Wagenkasten zugeschlagen, Schlusslichter fehlen). Nun werden aber für den Wagenkasten und den innenraum jeweils zwei Texturen benötigt. Davon kann jeweils eine dem zugeordneten Unterobjekt zugeschlagen werden. Für jede weitere Textur oder Farbzuordnung, die zusätzlich einem Unterobjekt zugeordnet wird, wird jedoch ein weiteres "Unterobjekt" angelegt. Hieraus resultieren schließlich die in der obigen Detailstufen-Übersicht ausgewiesenen 8 Unterobjekte für die ersten beiden LoD-Stufen und die 5 Unterobjekte in der dritten LoD-Stufe.

03_raumteile_0.jpg

Im nächsten Bild habe ich beim Wagenkasten und den Innenraum-Varianten die obere Abdeckung entfernt, damit man "hineinsehen" kann. Die Innenseiten des Wagenkastens sind alle "unbemalt", sodass diese Flächen (und Polygone) im MBS-Modell nicht wirksam und damit auch nicht mitgezählt werden. Bei den Innenräumen ist es genau umgekehrt: Die Innenseiten sind "bemalt" und die Außenseiten bleiben "leer". Für die mittlere Detailstufe wurden die Abteiltrennwände und die Polstersitze vereinfacht. In der dritte Detailstufe, die ja nur in sehr großer Entfernung von der Kamera zum Einsatz kommt, wurde der "Innenausbau" komplett weggelassen, und die Fenster sind "nur noch" aufgemalt. Hierdurch kann eine "Unzahl" von Polygonen eingespart werden.

Die nachfolgenden 3 Bilder zeigen den Eurofima-Wagen in den 3 LoD-Stufen nun so, wie man ihn im Modellbahnstudio auf der Anlage sehen würde, wenn man die 3 LoD-Stufen als eigenständige Wagen einbringen würde:

04_tagsicht_0.jpg
04_tagsicht_1.jpg
04_tagsicht_2.jpg

Bei diesen Fahrzeugen habe ich noch in Sketchup (also bei den SKP-Modellen) die Glättungs-Funktion angewandt. Daher sind die Ausrundungs-Kanten aus dem ersten Bild ganz oben hier nicht mehr sichtbar. Bei den ersten beiden LoD-stufen passen sich die Rad0/Rad1-Drehgestelle an die Rundung des Gleisverlaufs an. Bei der dritten LoD-Stufe sind die "Drehgestelle" fest mit dem Wagenkasten "verschweißt". Da diese Stufe aber nur in großer Entfernung verwendet wird, ist dieses "Manko" aus dem Blickwinkel der Kamera nicht mehr sichtbar. Was hier sehr gut zu sehen ist: Obwohl die Wände des Innenraums der dritten LoD-Stufe keine Fenster-Aussparungen besitzen, kann man durch die Fenster des Wagenkastens hindurch auf die gegenüber liegende Innenwand blicken (die nicht gezeichneten Flächen sind also "durchsichtig").

05_nachtsicht.jpg

Schaltet man nun auf der Anlage das Licht aus, erkennt man, dass die Innenräume aller 3 LoD-Stufen "beleuchtet" sind. Der Effekt, dass beim Übergang eines fahrenden Zuges von einer LoD-Darstellung in die nächste plötzlich "das Licht aus geht", weil in höheren LoD-Stufen die Fenster nicht mehr durchbrochen sind, tritt hier also nicht auf.

Man beachte, dass hier die 3 Lod-Stufen nur zu Demonstrationszwecken als "separate Fahrzeuge" dargestellt sind. Im Standardfall werden diese LoD-Stufen stets einem einzigen in das MBS aufzunehmenden Fahrzeug zugewiesen, wo sie dann zur Darstellung des Fahrzeugs in verschiedenen Entfernungen herangezogen werden.

Zuletzt noch ein paar Worte zu den verwendeten Texturen:

07_textur_drehgestell_y270s.jpg

Für die "Bemalung" der Drehgestelle wurde genau eine Textur verwendet, die sowohl eine profilierte Radscheibe als auch die links- und rechtsseitigen Wangen des Drehgestells enthält. Außerdem enthält sie noch zwei Farbquadrate für die einfarbigen Bauteile des Drehgestells (dunkelgrau) und die Radlaufflächen (silbergrau) sowie ein Rillengitter für die Darstellung von Schaubenfedern. Im rechten Teil des obigen Bildes wird beispielhaft dargestellt, wie die Radscheibe der Textur durch deren Verschiebung und Skalierung an die Innenseite eines Rades angepasst wird. Die Textur wird hierbei an den Rändern mit sich selbst fortgesetzt, was man sehr schön an der sich wiederholenden Radscheibe (siehe Pfeile) erkennen kann.  

06_textur_ef9_tee_rs_aussen_tapete.png   

06_textur_ef9_tee_rs_aussen_kachel.png    06_textur_ef9_tee_rs_innen_kachel.jpg   06_textur_ef9_tee_rs_innen_tapete.jpg

Für die Außenhaut des Wagenkastens und den Innenraum gibt es jeweils einen aus kompletten Texturen zusammengesetzten "Textur-Teppich" (Seiten- und Stirnwände des Wagenkastens, Abteilwände, Fensterwände und Wagenübergänge des Innenraums, Schlussleuchte und Trittbrett), sowie zwei schmale Texturstreifen-Sammlungen, die die zu "befüllende" Fläche in einer Richtung komplett überdecken und in der anderen Richtung über lange Strecken aneinander gesetzt werden. So werden beispielsweise das Dach, der Unterboden, der Innenfußboden, der Dachhimmel oder die Sitzpolster mit dem jeweiligen Textur-Abschnitt "bemalt". Die Texturen werden für alle LoD-Stufen gleichermaßen herangezogen. Hierbei spielt es z.B. keine Rolle, dass die Seitenwand-Texturen aufgemalte Fensterflächen besitzen. Diese werden nur dann wirksam, wenn die zu bemalende Fläche keine Fensterdurchbrüche besitzt. Sonst werden die in der Textur enthaltenen Fensterflächen an den Fensterdurchbrüchen im 3D-Objekt ausgespart.

Nun wünsche ich allen, die Fahrzeuge (oder auch andere Modelle) mit verschiedenen LoD-Stufen bauen wollen, viel Erfolg beim Kreieren von Modellen, die bei der Ansicht aus der Nähe eine Menge von Details aufweisen und beim Blick aus der Ferne ein "Minimum" von Polygonen und Unterobjekten benötigen.

Viele Grüße
BahnLand

 

06_drehgestell_y270s.jpg

Eurofima_db_avmz207_1977_tee.zip

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Ich weiß im Moment nocht nicht was ich machen soll. Ein Argument ist sicher die Beleuchtung aber mich stört es noch mehr wenn die Fenster plötzlich undurchsichtig werden. Ich habe versucht einen Snapschot der Aussenansicht zu machen und den Bereich der Fenster als Textur auf die undurchsichtigen Fenster zu legen. Schaut ein klein wenig besser aus ist aber auch noch nicht der Weisheit letzter Schluss.

HG
Franz

 

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Hallo Franz,

wie immer gilt, die Reduktion von Unterobjekten ist kein Dogma. Es spricht nichts dagegen, auch in einem niedrigen LOD-Level noch mit Transparenzen zu arbeiten, vielleicht genügt ja schon die Reduktion des Innenlebens. Eine Halbierung der Anforderungen pro LOD-Level ist bereits eine lohnenswerte Optimierung.

Viele Grüße,

Neo

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hallo BahnLand und natürlich auch alle anderen,

@BahnLand

einen riesen dank für das bereitstellen der 3 realisierten LoD-Stufen als anschauungsmaterial.

nun ist mir einiges klar geworden (vor allem auch das ein erheblicher arbeitsaufwand von nöten ist).

auch ein dank für die extrem ausfühlichen erläuterungen zu den LoD- stufen.

mal sehen ob ich mal was eigenes auf die beine stellen kann.

viele grüße von quackster

(peter)

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