Grundlagen: Meshes in X-Plane 11

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Immer wieder hört man in X-Plane von verschiedenen Meshes. Doch was unterscheidet sie genau? Hier versuchen wir dieses Thema ein wenig näher zu beleuchten.

Einführung

Zunächst einmal muß man klären, was ein Mesh überhaupt in X-Plane 11 umfasst. Das ist nämlich erheblich mehr als im FSX. Im FSX, P3D und dem FSW ist das Mesh eine Ansammlung von gleichmäßig geordneten Dreiecken. Das einzige was voneinander abweicht ist die Höhe der Eckpunkte dieser Dreiecke.

Mehr enthält das Mesh im FSX nicht. Alles weitere sind andere Strukturen.

Ganz anders ist das Mesh in X-Plane. Dort sind die Dreiecke unregelmäßig. Je nach Gegend kann die Größe der Dreiecke stark voneinander abweichen.

Dies hat eine Reihe von Vorteilen. Im flachen Land kommt die Szenerie mit weit weniger Daten aus., doch wenn es interessanter wird, kann man die Auflösung deutlich erhöhen. Damit kann die Spitze eines Berges wirklich da sitzen, wo die Spitze des Berges in der Realität sitzt. Beim regulären Mesh hat man keine Wahl. Die Spitze eines Berges muß auf einem festen Fußpunkt sitzen.

Doch das Mesh in X-Plane besitzt eine Reihe von zusätzlichen Eigenschaften. Genauso wie im FSX gibt im normalen Mesh von X-Plane sogenannte Landclasses. Jedes der Dreiecke hat einen Eintrag, was für eine Art von Gelände hier liegt, ob eine dicht bebaute Stadt, ein Feld, Wald oder nackter Fels, genauso wie eine Klimaeinstufung des Geländes. Auf den Eckpunkten des Meshes liegen auch die Fußpunkte der Straßen und Stromleitungen, wie auch die Angabe zu welchen weiteren Fußpunkten Verbindungen bestehen.

Diese ganzen Daten fließen auch direkt in die Aufteilung der Dreiecke ein , so dass in einer Stadt genauer zwischen Geschäftsbezirken, Fabriken und Häusern unterschieden werden kann. Auch die Straßen und Stromleitungen werden in Wirklichkeit durch eine Art internes AutoGen gesteuert.

Doch auch eine Performance sparende Fototextur wird gleich in dieses Mesh eingebaut. So müssen Texturen nicht erst zur Laufzeit an das Gelände angepasst werden, sondern man macht es, wenn das Mesh erzeugt wird. Damit muss man nicht im Bruchteil einer Sekunde fertig werden und kann weit komplexere Verfahren einsetzen um zum Beispiel Texturen zu drehen.

Seit X-Plane 10 ist es jedoch auch möglich die Höheninformationen anhand eines festen Rasters im Mesh zu speichern, anstelle an den Eckpunkten der einzelnen Dreiecke des Mesh. Programme wie Ortho2Xp nutzen zum Beispiel diese Möglichkeit.

Was das Mesh jedoch bislang noch nicht unterstützt sind kleine, eng begrenzte Korrekturen der Höhenprofile, obwohl es eines der am meisten gewünschten Features der Szenerie-Designer ist.

 Versuchsdurchführung

Es gibt zwar immer wieder Vergleichsbilder, doch macht sich in der Praxis ein neues Mesh wirklich so stark bemerkbar und ist es den Aufwand wert?

Um diese Frage zu bewerten wird vier mal ungefähr der gleiche Flug durchgeführt, zuerst mit dem Standard Mesh, dann einer Fotoszenerie und schließlich mit dem HD Mesh v4 und dem UHD Mesh v1.

Wir starten jeweils vom Default-Flughafen Seattle International (KSEA) mit einer JustFlight Turbo Arrow und fliegen zum Mount Rainier.  Dabei picken wir uns 3 spezielle Stellen heraus, wo wir die Szenerien miteinander vergleichen.

Seattle International

Die erste Stelle ist der Flughafen selbst. Wir starten an der gleichen Stelle und drehen schließlich nach Links zur Startbahn und fliegen Richtung Mt. Rainier

Wir starten mit dem Default Mesh. Wie man im Video sieht macht sich schon hier der unebene Taxiway, wie auch die unebene Startbahn bemerkbar. Ansonsten merkt man wie gut sich schon das AutoGen gegenüber früheren Zeiten entwickelt hat.

Jetzt wechseln wir auf eine Fototextur des Bundesstaates Washington. Wir nutzen dafür die Fototextur aus dem  US Orthphoto Projekt, die auch gleich eine zusätzliche Overlay Datei mit den Default Straßen und Gebäuden mitbringt. Ein Mesh kann diese Dinge zwar von Haus aus mitbringen, es muss diese Dinge aber nicht enthalten. Genau diese Möglichkeit nutzt man in diesen Fall.

Und genau diese Möglichkeit nutzen auch Dinge wie Sim Heavens X-Europe. Man kann jederzeit mit genaueren Daten die unteren Ebenen überlagern, solange es nicht das grundsätzliche Terrain betrifft. Daher kann diese mit allen Meshes zurecht kommen.

Von Anfang an merkt man wie die Fototextur einen deutlich anderen Eindruck erzeugt, obwohl es im wesentlichen die gleichen Gebäudetypen nutzt nur wurde in diesen Fall die Gebäudeverteilung vom HD Mesh v4 gesteuert. Doch wie wir im Video sehen ist vor allem das Bodenprofil ein vollkommen anderes. Im Vergleich zum Default Mesh wirkt der Flughafen ausgesprochen eben.

Schließlich nutzt Orthphoto zwei Tricks: Es vereinfacht das Mesh radikal, weil es eben nicht auf die unterschiedlichen Landclasses angewiesen ist. Und es nutzt auch nicht die Höhenpunkte dieses Meshs, sondern eine gerasterte Landkarte.

Als nächstes kommen wir zum HD Mesh v4 von AlPilotX. Dieses Mesh verwendet etwas aktuellere Daten als das Default Mesh und enthält mehr Daten als das Default Mesh, weil es nicht darauf angewiesen ist auf eine gewisse Anzahl an DVDs passen zu müssen.

In Bezug auf das Höhenprofil positioniert es sich zwischen dem SD Mesh und dem Mesh der Fototextur. Taxiway und Startbahn sind nicht eben, aber auch keine derartige Berg und Talbahn wie das Default Mesh. Auch die Straßenverrläufe und Gebäudeverteilungen wirken aufgrund der z7usätzlichen Fußpunkte natürlicher, ohne dass die Last sich gegenüber dem Default Mesh merklich gesteigert hat.

Beim nächsten Schritt haben wir ein kleines Problem. Es gibt noch kein UHD Mesh für X-Plane 11, daher müssen wir uns auf das UHD Mesh von X-Plane 10 beschränken, das auch für diese Gegend eigene Daten hat. Hier läßt AlPilotX alle Beschränkungen fallen. Wenn zusätzliche Höhen oder Terraindaten verfügbar sind, werden sie genutzt, egal was es kostet.

Die genaueren Höhendaten schlagen sich in weiteren Verbesserungen aufg dem Taxiway und Runway nieder. Doch der nächste Unterschied zeigt sich in der Umgebung. Die Gegend zeigt überall kleinere Anhöhen und Senken.

Allerdings kommt diese Opulenz zu einem Preis. Die Performance ist deutlich schlechter als beim HD Mesh v4 oder der Fototextur.

Und in Bezug auf das AutoGen zeigt sich deutlich wie sehr inzwischen X-Plane 11 in einer anderen Liga spielt.

Scenic Hill

Als nächstes picken wir uns eine bestimmte Gegend auf der Landkarte heraus, an der wir auf allen 4 Flügen vorbei kamen.

Diese Gegend von Seattle trägt den Namen Scenic Hill und sieht in Google Maps wie folgt aus:

Schon im Default Mesh von X-Plane 11 ist der Hügel recht deutlich zu erkennen.

Von Seiten des Terrains ist diese Gegend recht gut getroffen in Bezug auf die Bebauung merkt man jedoch eine sehr gleichmäßige Struktur.

Die Fototextur kann in Bezug auf die Bebauung natürlich auftrumpfen auch wenn das Terrain ein wenig schwach ausgebildet erscheint.

Kommen wir nun zum HD Mesh v4. Dieses profitiert in Bezug auf die Gebäudestruktur auf dem Hügel von ihren recht aktuellen Daten.

Allerdings sieht man auch, dass die Gegend nicht weiter wichtig erscheint.  Es zeigt sich nun einmal das Problem einer plausiblen Bebauung. In einigen Bereichen funktioniert sie besser als in anderen. Im Vergleich zum Default Mesh eine eindeutige Verbesserung aber mit der Fototextur kann sie nicht mithalten.

Und das UHD Mesh hat Höhen und Tiefen.

Der untere Bereich von Kent scheint mit Ausnahme der Gebäudehöhen recht gut getroffen zu werden. Auch die Bebauung auf dem Hügel geht in Ordnung, doch das schwächere AutoGen ist unverkennbar und wenn man ehrlich ist, wirken die Höhenunterschiede schon beinahe überbetont.

Mount Rainier

Und nun kommen wir zum Höhepunkt unseres Fluges, schließlich ist dieser Schildvulkan 4800 Meter hoch.

Er ist etwa eine Million Jahre alt und hat mindestens 3 Vergletscherungen mitgemacht die seine Kegelförmige Form verunstalteten, doch einige Ausbrüche vor etwa 2000 Jahren versahen ihn wieder mit einer annähernden Kegelspitze.

Doch auch wenn er momentan still ist, wird er von Vulkanologen zu den schlafenden Vulkanen gezählt. In einer Untersuchung nach dem Ausbruch des Mount St. Helens wurde er sogar als der gefährlichste Vulkan überhaupt  betrachtet aufgrund seiner Nähe zu Seattle und den Boeing Werken.  Inzwischen geht man jedoch davon aus das Ausbrüche und Lahare eher auf seiner östlichen Flanke zu erwarten sind.

Außerdem entdeckte man was sich hinter Strukturen, wie dem Yellowstone Park wirklich verbarg… Schon verändern sich Risikoeinschätzungen nachhaltig…

Schon das Default Mesh macht einen recht ordentlichen Eindruck:

Doch mit der Fototextur kann das Default Mesh nicht wirklich mithalten.

Schon die detaillierten Schmelzwasserabflüsse machen einen realistischeren Eindruck. Doch wenn man ehrlich ist, wirkt auch hier das Höhenprofil etwas zu eben und die Texturen wirken recht weich.

Das HD Mesh v4 wirkt erheblich plastischer.

Es ist nicht wirklich realer, aber man hat eher das Gefühl, dass man die Berge anfassen könnte.

Doch das UHD Mesh kann in dieser Gegend seine Stärken ausspielen. Trotz aller Details ist das UHD Mesh dabei immer noch weitaus kleiner als die Fototextur.

Doch das UHD Mesh wirkt wesentlich detaillierter und aufregender. Die erheblicvh detaillierteren Daten brechen die Schematischen Landclasses derartig auf, dass sie nicht mehr eintönig wirken und gleichzeitig haben sie eine bessere Auflösung, als eine normale Fototextur.

Allerdings gehen diese Details auch immer wieder auf die Performance. Immer wieder kommt man in solch detaillierten Gelände in Situationen wo der Rechner zeigen muss, was in ihm steckt.

Fazit

Wie man sieht kann X-Plane 11 heute schon mit dem Default Mesh eine ganze Menge auf die Beine stellen.

Die Fototextur kann mit einem weitaus größeren Speicherbedarf jedoch in vielen Bereichen auch mehr Details liefern, solange man sich den Fotos nicht zu sehr nähert. Doch in Ländern in denen auch hoch detaillierte Bilddaten offen zugänglich ist kann man eine ganze Menge machen. Erst wenn man wirklich nahe heran geht zeigen das Höhenmodell und die Detailauflösung Schwächen.

Das HD v4 Mesh ist jedoch momentan ein lokales Optimum. Mit aktuelleren Daten  und nicht mal der doppelten Größe als das Default Mesh kann man in weiten Bereichen mit etwas detaillierteren Daten arbeiten, ohne dass es den Rechner überstrapaziert. Im Vergleich zum HD Mesh v3 ein deutlicher Fortschritt in jeder Hinsicht.

Das UHD Mesh v3 zeigt hingegen in weiten Bereichen inzwischen sein Alter. Außerdem zeigt sich, dass ein mehr an Daten nicht immer auf ein Mehr an Qualität hinausläuft. Die zugrunde liegenden Daten unterliegen nun einmal alle auch bestimmten Fehlern. So kann im allgemeinen in Städten nur schwer zwischen den Dächern und dem Boden unterschieden werden und auch in Wäldern ist es sehr schwer durch die Störungen im Blätterwerk zu sehen.

Es gibt zwar deutlich verbesserte Datensammlungen, doch diese kosten dann schnell mal eine gehörige Stange Geld. Es hat durchaus seinen Grund  warum Frank Dainese nach den aufwändigen Dolomiten für das Matterhorn auf die teuren Fototexturen  verzichten will. Gerade im Gebirge hat man häufig derart kleine Dreiecke, dass Landclasstexturen plötzlich als abwechslungsreich und natürlich erscheinen.

So groß ist der Unterschied zu den hier verwendeten Fototexturen nicht und per Hand optimiert dürften auch Performanceeinbrüche sich in Grenzen halten.

Wenn man sich ansieht wie sich das HD Mesh v4 gegenüber dem Vorgänger verbessert hat dürfte hier vielleicht auch das neue an X-Plane 11 angepasste UHD Mesh v4 noch einmal zulegen, mit dem wohl noch dieses Frühjahr zu rechnen ist und von dem wir hier ein paar Bilder haben:

Auf jeden Fall haben die normalen automatisch generierten Gebiete in weiten BGereichen schon eine derart hohe Qualität erreicht, dass man mit kleineren Eingriffen  aus der plausiblen Umgebung eine halbwegs realistische Umgebung machen könnte.

Kein Wunder das Orbx bei seinen vorsichtigen Anfragen jede Menge  Zusagen erhalten hat, neben TonyWob (Maps2XPlane, Norway Pro) zum Beispiel auch Skyline Simulations (ehemals Icarus, San Diego,Valencia, John Wayne)

Karsten Schubert

 

 

Benachrichtigungen:
Andras Fabian

Wunderbarer Artikel Karsten! Vielen Dank dafür!

Kleiner Hinweis zu dem: “Schließlich nutzt Orthphoto zwei Tricks: Es vereinfacht das Mesh radikal, weil es eben nicht auf die unterschiedlichen Landclasses angewiesen ist. Und es nutzt auch nicht die Höhenpunkte dieses Meshs, sondern eine gerasterte Landkarte.”

Auch HD/UHD/default Mesh benutzen alle die “gerasterten Landkarten” (also die DEM Höhendaten) innen drin! Da sind sich alle einig. Es geht sogar soweit, dass man bei “standard” Ortho4XP Landschaften – insbesondere die man halbwegs automatisch selber erstellt – meistens noch die gleichen DEM Höhendaten von Viewfinderpanoramas.org benutzen wird wie die dafault/HD Mesh (90m DEM). Nur UHD greift auf verschieden, höher auflösende (30m DEM) Quellen.

Das US Orth Projekt allerdings nutzt auch sehr hochauflösende DEMs (also nicht die “standard” 90m die ortho4XP per Default einsetzt –> 1/3 arc-second USGS DEM) …. was definitiv ein Vorteil ist.

Bei den Flugplätzen macht sich also eben die bemerkbar, welche Quelle für die Höhendaten herhalten musste (da gibt es natürlich große Unterschiede in der Qualität). UND wie das jeweilige Scenery Tool die Landschaft am Flughafen noch nachträglich glättet. Hier tut sowohl Ortho4XP wie auch der Laminar scenery generator (den default/HD/UHD Mesh nutzen) einige Tricks anwenden um für mehr “Ruhe im Gelände” innerhalb der Flugplätze zu sorgen.

Noch eine kurze Meinung von mir zum Thema Landclass oder Fototapeten: wenn man die ganzen Vor- und Nachteile beider Techniken anschaut (und da hat jeder Ansatz eine längere Liste von Pros und Cons) und diese nicht punktuell sondern eher im “Durchschnitt” sieht, denke ich dass beide Seiten auf Augenhöhe liege. Die “schlechte” Nachricht für den Enduser ist, dass jeder selber entscheiden muss was / wo ihm besser liegt. Aber das ist auch die gute Nachricht, dass es eben eine Auswahl gibt :-).

PatrickF

Eines Tages werden wir Resourcen, wie wir sie z.B. von Google Earth (VR) kennen, zu Verfügung haben bzw. die Rechner werden stark genug sein, um auf solche Resourcen in Echtzeit zurückgreifen zu können. Und auch die Daten dieser Resourcen werden dann noch detailierter sein, so dass man sich optisch im Sim quasi wie in der echten Welt “bewegen” kann. Dann haben sich Addon-Szenerien und die Diskussionen über die Detailierung usw. erledigt. Naja, noch klingt es nach Wunschvorstellung, aber ich bin mir sicher, es wird so kommen, sofern ein Hersteller diese Idee eines Tages aufgreift und umsetzt.

Gharac Durac

Klasse Artikel, der mal wieder beweist, dass man eben nicht hunderte Euros in Richtung ORBX überweisen muss um anständige Ergebnisse zu bekommen.

Sebastian

Danke für diesen Artikel, aber ich habe nichts verstanden. Für ein Neuling ist das Thema wahrscheinlich zu komplex.