Zusi "Erleuchten"

Hier werden Wünsche für zukünftige neue Funktionen der Software gesammelt.
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Christian Gründler
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Re: Zusi "Erleuchten"

#21 Beitrag von Christian Gründler »

Thomas U. hat geschrieben: 29.09.2022 00:25:16 Durchgehend gleichmäßiges "Leuchtpflaster" ist ja dann auch irgendwie komisch, aber natürlich besser als schwarzes Nichts
Hast Du auf einem Großstadt-Bahnsteig schon mal bewußt Unterschiede in der Lichtverteilung wahrgenommen? Die sieht man höchstens in der Provinz, wo drei Funzeln für den ganzen Bahnsteig ausreichen müssen. Problematischer ist dier Übergang vom beleuchteten Bahnsteigbereich (dort sind natürlich auch die Gleise etwas heller) zum unbeleuchteten Streckenbereich.

Bei Großstadtbahnhöfen haben wir ein ganz anderes Problem:

Bild

In Heidelberg werden die Bahnsteige von über 300 Lampen beleuchtet. Selbst wenn DirectX nur diejenigen davon berechnet, die sich im Sichtkegel des Tf befinden, sind das – wie man im Screenshot abzählen kann – klar über 30. Tatsächlich sind es noch mehr, weil z.B. die rechte Seite des rechten Bahnsteigs von Lampen erleuchtet wird, die hier nicht zu sehen sind. Falls DirectX mit so vielen Lichtquellen überhaupt klarkommt: lohnt es wirklich, derart viel Rechendampf (den wir bisher kaum haben) einzusetzen, um ein Ergebnis zu erziehlen, dass sich nicht wesentliich vom jetzt schon möglichen unterscheidet?

Alwin Meschede
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Re: Zusi "Erleuchten"

#22 Beitrag von Alwin Meschede »

Christian Gründler hat geschrieben: 01.10.2022 20:17:36 Falls DirectX mit so vielen Lichtquellen überhaupt klarkommt: lohnt es wirklich, derart viel Rechendampf (den wir bisher kaum haben) einzusetzen, um ein Ergebnis zu erziehlen, dass sich nicht wesentliich vom jetzt schon möglichen unterscheidet?
Andere Bahnsimulatoren und zahllose andere Computerspiele zeigen, dass das Problem schon seit mindestens 15 Jahren abschließend gelöst ist. Was Du machst, ist hingegen eigentlich nur eine akademische Spielerei. Viel zu zeitaufwändig, als dass es praxistauglich wäre.
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Christian Gründler
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Re: Zusi "Erleuchten"

#23 Beitrag von Christian Gründler »

Alwin Meschede hat geschrieben: 01.10.2022 20:42:52 das Problem schon seit mindestens 15 Jahren abschließend gelöst
Schön. Und wie machen die das? (Und warum kann Zusi das nicht?)
Viel zu zeitaufwändig, als dass es praxistauglich wäre.
Das verstehe ich jetzt aber garnicht. Wolfgang Hüttner hat Bahnsteige und Gleisbereich mit den passenden Tag-/Nacht-Helligkeiten versehen (maximal 1 Minute pro Mesh), ich habe den Dächern die Zusi-übliche Nachttextur verpasst. Was sol daran nicht praxistauglich sein?

Alwin Meschede
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Re: Zusi "Erleuchten"

#24 Beitrag von Alwin Meschede »

Christian Gründler hat geschrieben: 01.10.2022 21:03:20 Und warum kann Zusi das nicht?
Weil Zusi nur einen einzigen Programmierer für das Kernprogramm hat, der "nebenbei" auch noch Chef einer Fünfmannfirma ist. Dass in Zusi die Lichtquellen fehlen, liegt jedenfalls nicht daran dass das irgendwie schwierig wäre oder dafür das Rad neu erfunden werden müsste.
Christian Gründler hat geschrieben: 01.10.2022 21:03:20 Wolfgang Hüttner hat Bahnsteige und Gleisbereich mit den passenden Tag-/Nacht-Helligkeiten versehen (maximal 1 Minute pro Mesh)
Dass zum Beispiel die Herrichtung des Gleisbereichs in einer Minute pro Mesh erledigt wäre, möchte ich aufgrund meiner Erfahrungen in zahlreichen Kilometern Tunnelbau doch deutlich anzweifeln. Das Ergebnis für die Mühe überzeugt mich auch nicht. Der Beispiel-Bahnsteig oben auf dem Bild sieht völlig unrealistisch gleichmäßig ausgeleuchtet aus. Die Kollegen anderer Bahnsimulatoren würden vor Lachen nicht in den Schlaf kommen, wenn wir die Zusi-Bahnhöfe in größerem Umfang so ausstatten würden.
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Wolfgang Hüttner
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Re: Zusi "Erleuchten"

#25 Beitrag von Wolfgang Hüttner »

Dass diese Methode alles andere als optimal ist steht außer Frage. Und dass es programmtechnisch bessere Möglichkeiten gibt so etwas umzusetzen auch. Diese sind aber aktuell in Zusi3 nicht verfügbar und da es wohl im professionellen Bereich keinen Bedarf dafür gibt, auch in absehbarer Zeit nicht zu erwarten
Mein Sohn lacht sich auch jedes Mal schlapp, wenn er die Bäume in Zusi3 sieht im Vergleich zu den Spielen die er so spielt.
Bislang lebte Zusi3 davon Kompromisse bei der Grafik einzugehen um eine bestmögliche Performance zu erreichen. Einen solchen Kompromiss könnten also auch beleuchtete Bahnsteige darstellen.

Um einmal zu zeigen, wie das auf der angesprochenen Strecke aussieht habe ich jetzt ein Video einer Nachtfahrt von Rot-Malsch nach Heidelberg hochgeladen.
Es reicht allerdings nicht nur die Bahnsteige aufzuhellen, es müssen auch sämtliche darauf und in der Nähe platzierten Objekte betrachtet und ggf. angepasst werden.
Der Aufwand für die Gleisbettung und die Schienen bewegt sich wirklich nur im Bereich von wenigen Minuten, am aufwändigsten sind Weichen in den Bahnsteigbereichen.

Gruß
Wolfgang

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Christian Gründler
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Re: Zusi "Erleuchten"

#26 Beitrag von Christian Gründler »

Danke, Wolfgang! Um noch mal auf Alwin zurückzukommen:
Alwin Meschede hat geschrieben: 01.10.2022 23:24:25 Die Kollegen anderer Bahnsimulatoren würden vor Lachen nicht in den Schlaf kommen, wenn wir die Zusi-Bahnhöfe in größerem Umfang so ausstatten würden.
Mag sein. Aber was machen die heute, wenn sie nachts an einen normalen, bevölkerten Zusi-Bahnsteig heranfahren?

Bild

Natürlich kannst Du die Meinung vertreten, man soll keine Arbeit in Provisorien stecken. Aber: wann kommen denn die echten Lichtquellen in Zusi? Möglicherweise nie, weil Carsten andere Prioritäten hat. Und bis dahin weiter im Dunkeln fahren?

Was Wolfgang und ich machen, ist nicht perfekt. Im Gegenteil, wir machen nicht einmal alles, was möglich wäre, sondern halten unseren Aufwand bewusst niedrig. Damit erzielen wir ein Ergebnis, welches um Lichtjahre (sic!) besser ist als das auf den meisten Zusi-Strecken Übliche. Ich halte die Nutzen-Kosten-Relation für vorbildlich.

M.f.G. Christian

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Re: Zusi "Erleuchten"

#27 Beitrag von F(R)S-Bauer »

Hallo,

also ich finde wie das gemacht wurde besser als der vorherige Zustand. Es ist vergleichbar wie es einige Streckenbauer auch in der Endzeit von Zusi 2 gemacht haben und erhöht den "Spielwert" deutlich.

Und wenn ich eins in Zusi gelernt habe, mach es dir selbst, sonst gibt das selten was. Carsten hat nicht den Manpower das zu machen, wie hier Geschrieben wurde.

Und Alwin, pack mal deine BWLer ein, was dabei rauskommt sehen wir an der kannibalisierten Infrastruktur von DB Netzabrisss und Verkehrssabotage.
Wenn man deine Denkweise an Zusi anlegen würde, gäbe es das nicht für die Privatkunden zu dem Preis und mit der Community.

Abendliche Grüße


Ralf

Jan
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Re: Zusi "Erleuchten"

#28 Beitrag von Jan »

Christian Gründler hat geschrieben: 01.10.2022 21:03:20
Alwin Meschede hat geschrieben: 01.10.2022 20:42:52 das Problem schon seit mindestens 15 Jahren abschließend gelöst
Schön. Und wie machen die das?
Das (oder wenigstens ein) Stichwort lautet Lightmap. Sprich der Effekt statischer Lichtquellen wird soweit wie möglich bereits im Editor vorausberechnet und das Ergebnis dann als Lightmap abgelegt, welche dann zur Regelung der Beleuchtung im Simulator genutzt wird. Da die Berechnung offline im Editor erfolgt, ist man bei der Anzahl möglicher Lichtquellen auch nicht so stark eingeschränkt, und kann es sich erlauben, jede einzelne Laterne und selbst so Sachen wie beleuchtete Werbeplakate oder Fenster zu berücksichtigen, und auch Schattenwurf kann mitgerechnet werden (zumindest größere Abschattungen, also dass z.B. eine Lärmschutzwand zu einer Abschattung einer parallelen Straßenbeleuchtung führt).

Im einfachsten Fall wäre das einfach nur eine Lightmap pro Kartenkachel, mit der dann später im Sim einfach die Helligkeit aller Objekte entsprechend ihres 2D-Standortes innerhalb der Kachel angepasst wird. Dies gilt dann insbesondere auch für bewegliche Objekte, wie etwa Züge. Wenn ein Zug in einen auf der Lightmap berechneten Lichtkegel einer Laterne reinfährt, wird also seine externe Beleuchtung angehoben, und beim Rausfahren aus dem Lichtkegel wieder abgesenkt. (So macht das z.B. Omsi. An aktiven dynamischen Lichtquellen gibt es dort nur eine einzige, nämlich den Frontscheinwerfer des aktiven Spielerbusses, der Rest läuft alles über die Lightmap der Kartenkachel und einfache texturbasierte Haloeffekte um Lichtquellen herum und ähnliches.)

Noch etwas überlegen müssten man sich, wie man mit Modulen mit mehreren Ebenen umgeht, da der oben beschriebene Ansatz mit einer einfachen Lightmap pro Kachel keinerlei Höheninformationen beinhaltet, d.h. wenn unterhalb einer Brücke (oder gar einer großen Talbrücke) eine beleuchtete Straße durchläuft, würde die Lightmap im ganz primitiven Ansatz beispielsweise auch den Oberbau und Züge auf der Brücke erhellen, wenn in 2D gesehen eine Lampe zufällig gerade unterhalb der Brücke steht. Ähnliches gilt umgekehrt auch für Tunnelbeleuchtung, welche sich umgekehrt auch nicht an der Oberfläche auswirken sollte.
Wir sind da bestimmt nicht die ersten, die vor diesem Problem stehen, aber so auswendig weiß ich auch nicht, was da der übliche Standardansatz zur Lösung dieses Problems wäre. Da bei uns die Züge nicht völlig frei im Raum unterwegs sind, sondern immer an Gleisen entlang unterwegs sind, eventuell einfach die Definition mehrerer logischer Ebenen für Beleuchtungszwecke (standardmäßig wäre alles in Ebene 0), für die separate Lightmaps gerechnet werden? Dann könnte man bei Bedarf jede Lichtquelle, jedes Objekt und jedes Gleiselement einer (oder ggf. auch mehreren, für Übergangsbereiche?) Beleuchtungsebenen zuweisen, sodass dann beispielsweise die Talbrücke und die Züge darauf von der Straßenbeleuchtung im Tal unbeeinflusst sein könnten.

Alternativ und/oder zusätzlich könnte man ggf. vermutlich auch für individuelle Objekte individuelle Lightmaps rechnen, wobei dann natürlich auch ansonsten identische Objekte für jeden separaten Einbauort eine eigene Lightmap benötigen. (Ob man solche indivduellen Lightmaps dann tatsächlich flächendeckend für alles einsetzen würde oder nur für ausgewählte Objekte, da es ansonsten doch zu viel Ressourcen fressen würde, kann ich auch nicht sagen.)

AndiS
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Re: Zusi "Erleuchten"

#29 Beitrag von AndiS »

Diese Lightmaps hat man üblicherweise nicht auf dem Terrain, bzw. sonst an die 2D-Position gebunden, sondern auf den 3D-Objekten.

Es geht ja immer um den Lichteinfall. Ober der Lampe ist es recht dunkel (wenn sie einen Schirm hat) und wie hell eine Fläche wird hängt vom Winkel der Fläche zur Lichtquelle ab, und von der Entfernung.

Der große Nachteil ist der Arbeitsaufwand. Man hat meistens zwei UV-Maps statt einer. Es gibt in Blender und anderswo kleine Helferlein, die einem den Job abnehmen mit den üblichen Einschränkungen. Der Hauptgrund ist der, daß so eine Lightmap sehr wenig Texturfläche braucht, aber wieviel sie braucht hängt von den Lichtquellen ab bzw. davon, wie stark sich die Helligkeit an einer Stelle ändert. Oder genauer wie sehr man die Schattenzeichnung wahrnimmt. Daß alles verschwommen gezeichnet wird, ist ja meistens erwünscht, außer bei einem Steher neben einer Lampe, da hätte man dann schon gerne einen klarer gezeichneten Schlagschatten. Wobei da sicher wieder jemand sagt "brauch ich nicht".

Der Punkt ist der, daß du nur in 3D glücklich wirst und nicht bei einer 2D-Lösung.

Aber weil in Zusi die Landschaft auch ein Mesh ist, könnte man dem natürlich auch eine Lightmap verpassen. Beleuchtete Straßen wären ja auch nett.

Ein großes Problem gibt es bei Billboards wie den Fahrgästen am Bahnsteig. Die rotieren ja herum während man vorbeifährt. Daher verpaßt man denen üblicherweise eine durchschnittliche Helligkeit und keine Lightmap. Und man schreibt in die Lizenzbedingungen: Die Schattenseiten der Fahrgäste werden nicht simuliert.

Aber die von dir skizzierte 2D-Lösung hat als Zusatz einen Wert, wenn es um den Zug geht. Der wird ja im Tunnel dunkel und bei der Fahrt unter die Bahnhofslichter heller. Die Konkurrenz macht das übrigens über Quader. D.h. beim Tunneleingang hast du eine unsichtbare Röhre (mit eckigem Querschnitt, der Einfachheit halber), die am äußeren Ende durchsichtig bzw. unwirksam ist und am inneren Ende 100 % vom Sonnenlicht auffrißt. Ähnlich kann man am Bahnsteig entlang eine Röhre rund um das Gleis legen, die immer mehr Gelb addiert, lokal wirksames Sonnenlicht quasi.

Jan
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Re: Zusi "Erleuchten"

#30 Beitrag von Jan »

AndiS hat geschrieben: 24.01.2023 14:16:37 Diese Lightmaps hat man üblicherweise nicht auf dem Terrain, bzw. sonst an die 2D-Position gebunden, sondern auf den 3D-Objekten.
Ja, darauf bezog ich mich auch mit meinem letzten Absatz.
AndiS hat geschrieben: 24.01.2023 14:16:37 Der große Nachteil ist der Arbeitsaufwand. Man hat meistens zwei UV-Maps statt einer. Es gibt in Blender und anderswo kleine Helferlein, die einem den Job abnehmen mit den üblichen Einschränkungen.
Man müsste das ganze Prozedere halt soweit wie möglich automatisieren. Im Idealfall sollte man nur die Objekte platzieren müssen, die Lichtquellen platzieren sich automatisch gleich mit (d.h. eine 3D-Straßenlaterne für Zusi enthält auch gleich die passende Definition ihrer Lichtquelle für die Lightmap-Berechnung), ich drücke einen Knopf und bekomme die Lightmaps ausgespuckt. Bestenfalls wie du sagst noch einen Qualitätsregler für Texturgröße vs. Detailauflösung für Schlagschatten, aber sonst nichts.

Außerdem weiß ich nicht, wie viel Blender da nutzen würde, da die finale Landschaft (und damit die Relation der 3D-Objekte zur Beleuchtung) ja erst im Zusi-3D-Editor zusammengebaut wird, und daher die Beleuchtungsberechnung auch dort erfolgen muss (insbesondere für generische Objekte, die vielfach an verschiedenen Stellen im Streckennetz immer wieder eingebaut werden). Gut, die eigentliche Lichtberechnung könnte man auch an irgendeine externe Beleuchtungsengine auslagern, wenn das irgendwie Programmieraufwand spart, aber gesteuert werden müsste das ganze trotzdem vom Zusi-3D-Editor und ausgehend von der zusammengebauten Zusi-3D-Landschaft. (Wäre aber wohl ein gutes Stückchen Programmieraufwand, muss man wohl auch sehen.)

Direkt beim Objektbau kann man ja nur fest mit dem Objekt verbandelte Lichtquellen einrechnen, also wenn z.B. neben der Haustür noch eine fest mit dem Gebäude verbundene Laterne hängt – aber nicht die Straßenlaterne vor dem Haus, weil die halt erst im Zusi-Editor platziert wird, und das selbe Haus vielleicht dann auch noch an zig Orten in verschiedenen Beleuchtungskonstellationen eingebaut wird.
AndiS hat geschrieben: 24.01.2023 14:16:37 Der Punkt ist der, daß du nur in 3D glücklich wirst und nicht bei einer 2D-Lösung.
Ja gut, gerade die von mir erwähnte Lärmschutzwand ist ja tatsächlich auch noch so ein Fall, da sie (wenn sie z.B. die Beleuchtung einer parallel verlaufenden Straße ggü. der Bahn abschattet) genau auf der Grenze von Hell und Dunkel steht. Das geht dann mit einem reinen 2D-Ansatz dann tatsächlich wohl nur so la la, insbesondere für so dünne Objekte.
AndiS hat geschrieben: 24.01.2023 14:16:37 Aber weil in Zusi die Landschaft auch ein Mesh ist, könnte man dem natürlich auch eine Lightmap verpassen. Beleuchtete Straßen wären ja auch nett.

Ein großes Problem gibt es bei Billboards wie den Fahrgästen am Bahnsteig. Die rotieren ja herum während man vorbeifährt. Daher verpaßt man denen üblicherweise eine durchschnittliche Helligkeit und keine Lightmap. Und man schreibt in die Lizenzbedingungen: Die Schattenseiten der Fahrgäste werden nicht simuliert.

Aber die von dir skizzierte 2D-Lösung hat als Zusatz einen Wert, wenn es um den Zug geht. Der wird ja im Tunnel dunkel und bei der Fahrt unter die Bahnhofslichter heller.
Wie geschrieben, bin ich mir relativ sicher, dass Omsi auf dem Prinzip basiert. (Minus die von mir skizzierte Idee mit den "Beleuchtungsebenen" – ich bin mir relativ sicher, dass es in Omsi nur eine einzige Lightmap pro Kartenkachel gibt. Talbrücken gibt es dort wohl auch eher selten, bleiben noch Tunnel oder Straßenunterführungen, bei denen ich keine Ahnung habe, wie das dort gelöst wurde.)

Der Ansatz mag seine Einschränkungen habe, wäre aber für Züge und auch für sonstige flächige Objekte (Gleise/Oberbau, Bahnsteige, Straßen, etc.) auch nicht so schlecht, und für Gebäude und ähnliches (mit signifikanter 3D-Höhenausdehnung) zumindest besser als gar nichts. Die Grafik von Omsi mag ja auch nicht ganz state-of-the-art sein, aber im Vergleich zu Zusi ist die dortige Nachtdarstellung dann doch schon ein ganzes Stückchen netter.

AndiS
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Re: Zusi "Erleuchten"

#31 Beitrag von AndiS »

Jan hat geschrieben: 24.01.2023 17:14:29 Außerdem weiß ich nicht, wie viel Blender da nutzen würde, da die finale Landschaft (und damit die Relation der 3D-Objekte zur Beleuchtung) ja erst im Zusi-3D-Editor zusammengebaut wird, und daher die Beleuchtungsberechnung auch dort erfolgen muss (insbesondere für generische Objekte, die vielfach an verschiedenen Stellen im Streckennetz immer wieder eingebaut werden). Gut, die eigentliche Lichtberechnung könnte man auch an irgendeine externe Beleuchtungsengine auslagern, wenn das irgendwie Programmieraufwand spart, aber gesteuert werden müsste das ganze trotzdem vom Zusi-3D-Editor und ausgehend von der zusammengebauten Zusi-3D-Landschaft. (Wäre aber wohl ein gutes Stückchen Programmieraufwand, muss man wohl auch sehen.)
Jan hat geschrieben: 24.01.2023 17:14:29 Direkt beim Objektbau kann man ja nur fest mit dem Objekt verbandelte Lichtquellen einrechnen, also wenn z.B. neben der Haustür noch eine fest mit dem Gebäude verbundene Laterne hängt – aber nicht die Straßenlaterne vor dem Haus, weil die halt erst im Zusi-Editor platziert wird, und das selbe Haus vielleicht dann auch noch an zig Orten in verschiedenen Beleuchtungskonstellationen eingebaut wird.
Quasi die Antwort auf beides ist: Naja. In dem Sinne, als in der Praxis es eine Frage ist, wie weit man Blender hereinholt. Alles andere kann man noch mehr vergessen als meine hier beschriebenen Fantasien.

Einerseits erstellen die Leute (also "die anderen", über einen Kamm geschert) großteils den ganze Bahnhof in einem. Man kann ihn nachher wieder in Einzelobjekte zerteilen, wegen der LODs. Aber wenn du ihn im Blender in einer Scene stehen hast, dann kannst du von Blender was haben - effizient. Alles andere ist ein Horror. "Alles" meint jetzt normalformatige Zwischenhalte und es geht auch nicht um Dogmatismus. Maßgabe ist die Frage, wie weit man die Lichtwirkung noch wahr nimmt. Es kann oft sein, daß die Beleuchtung des einen Bahnsteigs auf dem daneben nur mehr als allgemeine Aufhellung wahrgenommen wird. Dann kannst du die beiden natürlich getrennt behandeln. Das kommt halt sehr auf das Modell an, das man vor sich hat. Man wird oft auch längere Straßenzüge irgendwo auseinander schneiden. Bei jeder Grenze muß man eben schauen, ob es mit der Beleuchtung über diese Grenze hinaus "eh noch paßt" im Sinne einer diffusen Aufhellung durch das abwesende Teilmodell.

Analog kann man, wie du eh schreibst, die Laternen Häusern zuweisen.

Für die frei plazierbaren Laternen nimmt man ein Quadrat darunter, das durchsichtig ist und kreisförmig mit additivem Gelb texturiert ist. Das schwebt etwas über der Straße und macht einen gelblichen Klecks darauf. Das gibt unter dem Stichwort Decal auch mehr oder weniger ambitionierte Ansätze in den verschiedenen Spielen bzw. ihren Engines, wo die Textur des Decals (ein einfaches Quadrat) genauer auf den Untergrund projiziert wird, sodaß man kein Schweben mehr wahrnimmt. Aber das hat natürlich (Performance-)Grenzen und muß implementiert werden.


Andererseits könnte man den Mesh des Moduls wieder in den Blender laden. Also nur die Grundplatte, die der Geländeformer generiert, wenn ich recht informiert bin. Aber das ist nicht genug. Erstens braucht man die Umrisse der Gebäude und die Position der Lichtquellen. Zweitens werden die Straßen nicht Teil dieses Meshs (vermute ich). Dadurch wären dann genau die nicht beleuchtet. Ich vermute, daß es OMSI und andere so machen, daß sie zumindest den näheren Untergrund eben als einen Mesh behandeln und ihm eine Lightmap geben.

Es gibt seit MSTS-Zeiten immer wieder Leute, die einerseits Landschaftsformationen und andererseits Stadtteile in 3D ausmodellieren und damit das schwammig texturierte Terrain total abdecken.

Übrigens kann man Blender auch im Batch Mode starten, eben um irgendetwas zu rendern. Aber das Definieren der Scene für jedes Modul ist eine Action, die man sich antun wollen muß. Aber das gilt sowieso für das ganze Beleuchtungsthema.

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