Fahrzeuge in 3D

Unsere 3D-Modellplanung, wie in den vorangegangenen Beiträgen vorgestellt, besteht momentan aus einigen Segmenten, die zum Teil schon etwas gestaltet und mit zwei Gebäuden ausgestattet sind. Eine Modellbahnanlage wird aber erst durch Fahrzeuge so richtig lebendig, das ist auch in einem virtuell erstellten Plan nicht anders. Wir wollen schließlich keinen Eisenbahnerstreik mit leeren Gleisanlagen darstellen, auf den Gleisen soll Betrieb stattfinden.

Damit ist klar, was jetzt gebraucht wird:

Fahrzeuge

Güterzug

Güterzug

Grundsätzlich gilt für die Konstruktion von Rollmaterial dasselbe, wie für die Anlagenteile und Gebäude in den vorangegangenen Kapiteln: Alle Elemente sollen möglichst einfach, mit wenigen Punkten und Polygonen erstellt werden. Details, die aus dem üblichen Betrachterabstand nicht mehr erkennbar sind, lässt man weg oder vereinfacht sie stark (anders als bei CAD Vorlagen für die Modellkonstruktion). Ersatzweise können Detaillierungen mit Hilfe von Texturen geschaffen werden.

Rundes: Räder und Dächer

An Fahrzeugen benötigt man häufig runde Elemente, z.B. für Räder, Waggondächer und ähnliches. Geeignetes Grundobjekt hierfür ist ein Zylinder, der diesmal öfter zum Einsatz kommt. Standartmäßig benötigt ein Zylinder viele Unterteilungen (Polygone) des Umfangs, damit er rund dargestellt wird. Mit Hilfe eines so genannten HyperNURB-Objektes kann man diese Anzahl reduzieren, z.B. auf sechs oder acht Polygone, wobei die Zylinderkanten durch das HyperNURB gerundet werden. Es ermöglicht aber auch, gerundete und winklige Kanten in einem einzigen Objekt frei zu kombinieren.

HyperNURB-Beispiele

HyperNURB-Beispiele

Alle Formen des Beispiels sind aus der gleichen Grundgeometrie (rechts unten) einstanden, nur die Kanten wurden unterschiedlich behandelt.

Das Ganze wird jetzt auf ein Rad angewandt. Der Grundzylinder wird in ein Achteck verändert, erhält mit dem HyperNURB seine Rundungen und wird dann mit mehreren Extrusionen in seine endgültige Form gebracht. Bei neu entstehenden Kanten muss jeweils beachtet werden, ob sie gerundet oder winklig sein sollen.

ein Radsatz entsteht

ein Radsatz entsteht

Wie zu sehen ist, wird der Radsatz nur bis zur Mitte konstruiert. Den Rest erhält man durch ein Symmetrieobjekt – der Vorteil: man muss nur die Hälfte eines Elementes gestalten, alles andere wird vollkommen exakt gespiegelt. Auch der zweite Radsatz wird mit einem Symmetrieobjekt realisiert.

Radsatz im Symmetrieobjekt

Radsatz im Symmetrieobjekt

Achslager und Radsätze

Achslager und Radsätze

Ein weiterer Zylinder bildet die Achslagerung (Extrudieren). Jetzt kommt das Schöne: Ein Zylinder in einem HyperNURB muss nicht ewig rund bleiben. Es können wiederum einzelne Punkte verschoben werden, die betreffenden Kanten werden in diesem Fall winklig, und es entsteht das Achshalterblech.

Achslagerbleche

Achslagerbleche

Ein Würfel, ebenfalls in einem HyperNURB wird zur Federung, ähnlich wie beim Zylinder kann man gezielt Kanten runden (für die durchgebogenen Federn und die Schaken).

Federung

Federung

Radsätze fertig

Radsätze fertig

Damit sind die kompletten Radsätze eines Waggons fertig.

Zeichnen des Wagenkastens

Zeichnen des Wagenkastens

Wagenkasten

Der Wagenkasten entsteht wieder aus einem Zylinder, der zuerst an die Dachform angepasst wird (1). Zeichnungen von Stirn- und Seitenansicht sind als Material auf separate Ebenen projiziert worden. Diese werden etwas nach links und hinten verschoben. Die Ebenen dienen später als Hilfsmittel beim Gestalten der genauen Formen (wie eine Schablone, die im Hintergrund steht).

Wenn die Dachrundung stimmt, werden die Polygone unterhalb des Daches gelöscht, an ihre Stelle kommt eine gerade Fläche. Die Polygone der Stirnseiten werden noch etwas anders geordnet, damit sie später gleich für die Profile genutzt werden können (2). Die neue, gerade Fläche unter dem Dach wird senkrecht nach unten extrudiert, wodurch der Wagenkasten entsteht (3).

Die Längsseiten müssen für die Profile der Seitenwand nun noch mehrmals unterteilt, und die entstehenden Punkte entsprechend der Aufteilung der Seitenwand verschoben werden.
Die Einteilungen setzen sich auf der Unterseite des Wagenkastens fort. Hierdurch sind die nötigen Polygone für die Längsträger, Kastenstützen und Pufferbohlen schon vorhanden.
Nach all diesen Vorbereitungen werden durch Extrudieren der rot hervorgehobenen Polygone (4) die Kastenprofile, Kastenstützen und das Untergestell hergestellt. Am Untergestell sind die Langträger noch dem Abstand der Achshalterungen anzupassen.

Puffer

Puffer

Einige Teile müssen noch ergänzt werden. Zum Beispiel die Puffer; ein Zylinder wird entsprechend extrudiert.

Sprengwerk

Sprengwerk

Sprengwerk, Trittbretter, Lüfterlamellen und auch die Bremsen sind bearbeitete Würfel, alle genannten Teile können wieder durch das Symmetrieobjekt vervollständigt bzw. vervielfältigt werden.

Gl Dresden

Gl Dresden

Zum Abschluss wird man noch alle verwendeten Einzelteile in einer Gruppe zusammenfassen, die noch den richtigen Namen erhält: „Gl_Dresden“. Im Beispiel wurden die Polygone an den Schiebetüren gelöscht und einzelne Türen (Würfel) eingesetzt. Damit kann man auch geöffnete Türen darstellen. Neben dem fertigen Waggon sind noch einmal alle Teile des Fahrwerks einzeln zu sehen. Der Gedanke liegt nahe, diese gleich noch einmal zu verwenden.

Rungenwagen

Rungenwagen

Ein neuer Wagenkasten ist aus einem Würfel schnell gebaut (Einteilen, Punkte verschieben und anordnen, einzelne Polygone extrudieren – eigentlich immer wieder dasselbe). Fehlt noch eine Runge: Würfel… usw. – diesmal mit Hilfe eines HyperNURBs am oberen Ende abgerundet. Vervielfältigen, entsprechend positionieren – fertig!

Gl Dresden und R 20

Gl Dresden und R 20

Jetzt könnte man die Waggons schon mal auf die Anlage bringen…

auf der Anlage

auf der Anlage

Die Köf ist natürlich in genau der beschriebenen Weise entstanden. Die Räder und Puffer sind sogar identisch (oder hatte ich da Speichenräder eingesetzt?), das Gehäuse ist wieder ein bearbeiteter Würfel (zugegeben, diesmal etwas komplexer), einige „Zurüstteile“ wie Lampen und Behälter (Zylinder). Wenn es interessiert, wäre das Stoff für ein Extrakapitel…
Doch halt, Blau…! Da haben mich die blauen Prototypen von Lenz wohl doch etwas durcheinander gebracht, obwohl blau ja gar nicht übel aussieht.

Dresden und R20 in Krakow

Dresden und R20 in Krakow

Also noch mal eine Umsetzung mit realeren Farben.

Alle Themen als Überblick:

Eine Reaktion zu “Fahrzeuge in 3D”

  1. Günter Seeliger

    . . . einfach klasse , dieser Bericht hat mir sehr geholfen , den Fahrzeugbau für
    den Train Simulator Railworks zu verstehen 😉 .

    Danke dafür

    Gruß Günter