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Einführung in die Partikeleffekte

Mit der aktuellsten Version des 3D-Modellbahn Studio Professional steht ein neuer Objekttyp zur Verfügung, der eine völlig neue Form der Modellbahnsimulation ermöglicht, die Partikeleffekte. Partikeleffekte sind technisch betrachtet eine Menge von texturierten Punkten, die speziell animiert werden, sodass dynamische Objekte dargestellt werden können. Im folgenden Bild seht ihr ein paar Beispiele für mögliche Partikeleffekte:
 

Auf den Bildern sind verschiedene Effekte dargestellt, wie z.B. Wolken, Schneefall, Wasserdampf von Dampfloks, Feuer und Rauch. Dies ist jedoch nur eine Auswahl von Möglichkeiten. Jeder Besitzer der Professional-Version kann eigene Partikeleffekte definieren und konfigurieren. Dafür gibt es im Menü unter "Katalog - 3D-Modelle - Neu - Partikeleffekt" ein neues Konfigurationsfenster:

 

Die Anzahl der Einstellungsmöglichkeiten scheint auf den ersten Blick sehr komplex, bietet am Ende aber eine große Flexibilität um alle möglichen Formen von Partikeleffekten abzubilden. Im folgenden möchte ich die Konfigurationsoptionen erläutern:

  • Emitter-Typ: Gibt die Form des Partikelsystems an, d.h. den Bereich in dem neue Partikel erzeugt werden. Dieser kann z.B. quaderförmig, zylinderförmig oder kugelförmig sein. Wird ein neuer Partikel erzeugt, wird seine Position zufällig im angegebenen Bereich festgelegt.
  • Emitter-Größe: Gibt die Größe des Emitters an, abhängig des gewählten Typs.
  • Partikelanzahl: Gibt die Gesamtanzahl aller Partikel pro Effekt an. Je höher die Anzahl, um so realistischer wirkt der Effekt typischerweiße. Beachtet jedoch, dass eine hohe Partikelanzahl auf Lasten der CPU und Grafikkarte geht. Versucht daher die Anzahl soweit wie möglich zu minimieren.
  • Partikeltyp: Legt die Bewegungsform der Partikel fest. Dynamische Partikel besitzen eine Geschwindigkeit und eine "Lebensspanne". Ist diese beendet, wird der Partikel an einer neuen Position erzeugt. Statische Partikel besitzen keine Lebensspanne oder Geschwindigkeit und verändern sich daher nicht (z.B. Wolken oder Nebel).
  • Startgröße: Gibt die minimale und maximale Größe eines neuen Partikels an. Der tatsächliche Wert wird per Zufall in diesem Bereich ermittelt. Je größer der Bereich, desto unterschiedlicher sind die Partikel.

Die folgenden Einstellungen gelten nur für dynamische Partikeleffekte:

  • Lebensdauer: Gibt die minimale und maximale Lebensdauer eines einzelnen Partikels in Sekunden an. Der tatsächliche Wert wird per Zufall in diesem Bereich ermittelt. Endet die Lebensspanne eines Partikels, wird dieses an der Startposition erneut mit neuen Zufallswerten generiert.
  • Minimale Geschwindigkeit: Gibt die Mindestgeschwindigkeit eines Partikels in alle 3 Richtungen an.
  • Maximale Geschwindigkeit: Gibt die Höchstgeschwindigkeit eines Partikels in alle 3 Richtungen an. Die tatsächliche Geschwindigkeit liegt zwischen der minimalen und maximalen und ändert sich im Leben eines Partikels nicht.
  • Wachstumsgeschwindigkeit: Gibt die Geschwindigkeit der Größenänderung eines Partikels pro Sekunde an. Negative Werte lassen das Partikel im Laufe der Zeit schrumpfen, positive Werten vergrößen das Partikel.
  • Drehgeschwindigkeit: Gibt die Rotationsgeschwindigkeit eines Partikels an.

Neben den grundlegenden Eigenschaften wie der Startgröße, der Geschwindigkeit und der Lebensspanne eines Partikels üben die Materialeigenschaften einen großen Einfluss auf den Effekt aus:

  • Textur: Gibt die Textur an, die für jeden Partikel genutzt werden soll. Im Katalog gibt es bereits in der Kategorie "Material" eine Auswahl von Partikeltexturen.
  • Startfarbe mit Transparenz: Gibt die Farbe sowie die Transparenz des Partikels zu Beginn seines Lebens an.
  • Zielfarbe mit Transparenz (nur dynamische Partikel): Gibt die Farbe sowie die Transparenz des Partikels am Ende seines Lebens an. Während des Partikellebens wird die tatsächliche Farbe und Transparenz zwischen der Start- und Zielfarbe interpoliert.
  • Leuchtpartikel: Gibt an, ob die Partikel leuchten. Leuchtende Partikel (wie z.B. Feuer) werden nicht vom Licht der Anlage beeinflusst. Leuchtende Partikel besitzen keine Transparenzen, da die Farbe allein über das Aussehen entscheidet, d.h. ein schwarzes "Leuchtpartikel" ist nicht sichtbar, ein weißes "Leuchtpartikel" enthält hingegen die hellste Farbe.

Partikeleffekte sind ein eigenständiger Objekttyp, der beliebig auf der Anlage platziert werden kann. Weiterhin sind folgende Operationen möglich:

  • Verknüpfung mit anderen Objekten, um den Effekt z.B. an eine Lok zu binden.
  • Verknüpfung mit einem Schalter oder einem Ereignis, um den Effekt ein- oder auszuschalten.

Zusätzlich zu den eigenständigen Objekten können Partikeleffekte auch Teil von Lokomotiven sein, um Wasserdampf abzubilden. Dafür gibt es im Rollmaterial-Editor ein neues Feld "Dampfpartikel". Wichtig: Dieses Feld steht nur für Loks und nur für Modelle zur Verfügung, die ein Unterobjekt mit dem Namen "_PEP" (Particle Emitter Position) besitzen. Das spezielle Unterobjekt gibt die Position des Wasserdampfs an. Jeder Loktyp kann eine eigene Version eines Partikeleffekts bekommen. Besitzt eine Lok einen Effekt, so wird dieser automatisch aktiviert oder deaktiviert, je nachdem ob die Lok fährt oder nicht.

Und nun viel Spaß mit den neuen Partikeleffekten. Ich bin gespannt auf eure Ideen. Versucht an den Einstellungen zu drehen, gebt den vorhandenen Partikeln eine andere Farbe oder Textur und ihr werdet sehen, dass teilweise völlig neue Effekte entstehen. Ersetzt den Schnee durch eine Laubtextur und ihr könnt im Herbst das Laub von eurer Anlage kehren smiley.