Repaint-Tool - Informationen für Fahrzeugentwickler

Hinweis: Dieser Artikel wurde noch nicht ins Englische übersetzt!

Gegenstand dieses Artikels sind Hintergrundinformationen über das Repaint-Tool. Hierbei richten wir uns insbesondere an Fahrzeug-Entwickler, welche für ihr Fahrzeug ein Set an Templates erstellen wollen, sodass das Repaint-Tool auch für ihr Fahrzeug nutzbar ist, ebenso aber auch an interessierte und ambitionierte Repainter, die am internen Ablauf des Repaint-Tools interessiert sind und ggf. vorhandene Templates anpassen möchten.

Theorie: Mathematische Operationen bei der Verarbeitung von Grafiken

Bei der Beschreibung des Repaint-Tools wird häufig mit mathematischen Formeln hantiert. Der Laie fragt sich da: Wie soll man zwei Bilder addieren - oder gar multiplizieren? Was ist Rot + Blau ??

Wie fast immer, wenn Mathematik im Spiel ist, ist es erst verwirrend - aber wenn man es aber einmal kapiert hat, dann ist es sonnenklar.

Also, wie addiert man zwei Bilder?

RGB-System

Bekanntlich (falls nicht, dann bitte Wikipedia bemühen!) werden solche Graphiken wie die auf Bildschirmen aus den Farbkomponenten Rot (R), Grün (G) und Blau (B) zusammengesetzt - kurz: RGB. Das RGB-System ist additiv, das heißt nichts anderes, als dass die resultierende Farbe beim Mischen heller wird. Bei diesem System ergeben R + G = Gelb (Y), R + B = Magenta ("pink", M) und G + B = Cyan (so ähnlich wie türkis, nur aggressiver, C). Alle drei ergeben weiß, wenn alle drei dagegen nicht vorhanden (=0) sind, dann schwarz.

Jeder Pixel benötigt also drei Werte zur Darstellung: den roten Farbwert, den grünen und den blauen. Alle drei Farbwerte können eine Zahl zwischen 0,0 (0%) annehmen oder 1,0 (100%). Sehr oft, insbesondere in Photobearbeitungsprogrammen und sonstigen Bildprogrammen wie Paint, sieht man für den Maximalwert 255. Das ist aber eher hinderlich für das Verständnis der mathematischen Operationen. Deshalb bleiben wir beim Zahlenbereich von 0,0 bis 1,0.

Kanäle

Da bekanntlich jedes Bild aus vielen Pixeln und also jeder Pixel aus drei Werten besteht, kann man nun den Kanal definieren: Es ist die Gesamtheit aller Pixel einer Farbe. Der rote Kanal besteht also nur aus den einzelnen Rot-Anteilen der jeweiligen Pixel. Dementsprechend gibt es den blauen Kanal und den grünen Kanal. Außerdem kann man beliebig viele weitere Kanäle definieren - in den üblichen Dateiformaten aber gibt es entweder nur die rot/grün/blauen Kanäle (z.B. Bitmap, JPEG) oder allenfalls einen vierten Kanal, der dann Alpha-Kanal definiert wird. Dieser ist im normalen Bild erstmal unsichtbar - kann (muss aber nicht!) auch für Transparenzen genutzt werden - oder aber für die Stärke der Ausprägung des Glanzes. Der Kanal als solches ist aber erstmal nur als Datenmenge vorhanden, ohne dass er eine bestimmte Bedeutung hat.

Mathematische Operationen

Wie sieht nun also eine Addition aus? Eigentlich ganz einfach: Für jeden Pixel werden die genannten Farbwerte von 0,0 bis 1,0 addiert. Üblicherweise "je Kanal", aber das kann natürlich nach Belieben variiert werden.

Beispiel 1: Dunkelrote Fläche (RGB = 0,5 / 0,0 / 0,0) wird mit einer zweiten dunkelroten Fläche addiert: Heraus kommt eine grellrote Fläche (RGB = 1,0 / 0,0 / 0,0):

Beispiel 2: Dunkelblaue Fläche (RGB = 0,0 / 0,0 / 0,5) wird kanalweise mit einer violetten ("dunkelmagenta", also RGB = 0,5 / 0,0 / 0,5) Schrift addiert: Heraus kommt eine blauviolette Schrift (RGB = 0,5 / 0,0 / 1,0) auf dunkelblauem Grund:

Man erkennt also schnell: Durch Addition hellen sich die Flächen gegenseitig auf.

Nun kann man alle erdenklichen Operationen aus der Mathematik übertragen. Für das Repaint-Tool von Relevanz ist aber (abgesehen von Wenn-Dann-Konstruktionen) nur die Multiplikation. Da beide Zahlenwerte aber nur im Bereich von 0.0 bis 1.0 laufen, bewegt sich sinnvollerweise auch das Ergebnis nur im Bereich von 0.0 bis 1.0.

Außerdem gilt: Eine Multiplikation zweier Zahlen kleiner als 1.0 ergibt als Resultat eine Zahl, die kleiner ist als die beiden Operanden, die eingeflossen sind! Das heißt: Der resultierende Pixel ist stets dunkler als die beiden miteinander multiplizierten Pixel.

Beispiel 3: Rote Fläche (RGB = 1,0 / 0,0 / 0,0) wird mit einem Foto multipliziert: Heraus kommt der rote Kanal des Fotos, da ja der blaue und grüne mit Null multipliziert wurde, daher wegfällt, und der rote mit Eins multipliziert wird und daher unverändert bleibt:

Beispiel 4: Graue Fläche (RGB = 0,5 / 0,5 / 0,5) wird mit einem Foto multipliziert: Heraus kommt eine abgedunkelte Version des Fotos. Der Faktor der Abdunklung entspricht dem Farbwert der grauen Fläche:

Wie arbeitet das Repaint-Tool?

Der Sinn des Repaint-Tools ist einleuchtend: OMSI benötigt für das Fahrzeug eine Außentextur, die sowohl den Anstrich und die Farbgebung definiert als auch Oberflächenbeschaffenheiten, Fensterausschnitte, Zierleisten usw. Außerdem enthält die Außentextur den Alpha-Kanal, der bei unseren Fahrzeugen für die Reflexionseigenschaften genutzt wird, jedoch je nachdem, wie der Fahrzeugbauer den Bus erstellt hat, auch für Transparenzen genutzt werden kann.

Möchte man nun einen neuen Anstrich oder eine Werbung erstellen, so wäre es ideal, wenn man einfach nur den Anstrich selbst gestalten muss - ohne Rücksicht auf das, was ansonsten noch in die Textur muss, also jene Oberflächenstrukturen und Alpha-Kanal.

Hier setzt das Repaint-Tool an: Es "presst" gewissermaßen aus der selbstgestalteten Anstrichdatei und den sog. Templates die fertige Texturdatei, wobei es sich an der Konfigurationsdatei orientiert, die man für diesen Vorgang zuvor auswählen muss.

Übersicht der genutzten Dateien

Die für den "Pressvorgang" genutzten Anstrichdateien liegen sinnvollerweise zusammen mit den Konfigurationsdateien in einem busspezifischen Repaint-Ordner (z.B. SD200), welcher einen Unterordner "templates" hat, in welchem sich die Templates befinden. Im folgenden werden die nötigen Dateien erklärt:

Konfigurationsdatei

Die Konfigurationsdateien haben die Dateiendung *.rpc und können mit dem Editor geöffnet werden. Ihre Syntax ist sehr simpel:

templates\SD81_01_BS.bmp
templates\SD80_01_AL.bmp
templates\SD80_01_MA.bmp
templates\SD81_01_AD.bmp
templates\SD81_01_MU.bmp

Genutzt werden nur die die ersten fünf Zeilen, alles, was danach folgt, wird ignoriert. Es handelt sich hierbei um die Pfadangaben (relativ zum Ort der Konfigurationsdatei) der verschiedenen Templates, die genutzt werden sollen:

1. Basis-Template
2. Alpha-Template
3. Masken-Template
4. Additions-Template
5. Multiplikations-Template

Darunter können wie gesagt Kommentare stehen, z.B. bei unseren Konfigurationsdateien der "Referenzwert", der später erklärt wird, wenn es ums Anlegen von Templates geht.

Anstrichdatei

Die Anstrichdatei wird für jede Lackierung individuell erstellt. Selbst wenn hier nur einfachste Anwendungen benutzt werden (z.B. Paint) kann man dank des Repaint-Tools sehr gute Ergebnisse erzielen - weil ja nur die Werbung oder der Anstrich selbst erstellt werden muss.

Hier ein Ausschnitt der Drospa-Vorlage. Das Rauschen ist nur als Kopierschutz aufgetragen - natürlich sind die Anstrichdateien ganz glatt! :)

Das Repaint-Tool interpretiert die Farbe Magenta (also RGB = 1.0, 0.0, 1.0 oder 255 / 000 / 255) als transparent. Auf diese Weise kann man sehr leicht Teilwerbungen erstellen, bei denen der Untergrund teilweise noch erkennbar ist:

Wichtig: Das gilt NUR für die Farbe "perfektes" Magenta. Wenn also die Farbe Magenta tatsächlich im Anstrich genutzt werden soll, dann verwendet man am Besten "fast-perfektes" Magenta, also z.B. RGB 254/000/255.

Wichtig: Genau aus diesem Grund darf man niemals beim Erstellen der Anstrichdatei mit der Funktion Anti-Alias direkt auf das Magenta als Untergrund malen! Ansonsten entstehen im Bereich der (schrägen) Kante Mischpixel aus Magenta und der gemalten Farbe, welche nachher nicht transparent werden:

Man sollte die gesamte Fläche zunächst in der Zielfarbe (im Falle unserer Doppeldecker beige) einfärben, dann mit Anti-Alias die freien Formen zeichnen und schließlich die reinbeigen Flächen in Magenta umfärben ohne dabei Anti-Alias oder Toleranzen zu nutzen:

Dies erkennt man auch sehr gut am Beispiel der Pfennigs-Banderole: Dort sind auch die unmittelbaren Rand-Mischpixel der Heckklappenbeschriftung mit diesem Verfahren beige geblieben, erst dann beginnt die magenta Farbe.

Masken-Template

Das Masken-Template schränkt den Bereich, der bemalt werden kann, weiter ein: Über die Maske werden insbesondere die Fenster, Zielanzeigen, Beschriftungen oder die berühmt-berüchtigten beigen Umrandungen der Zielschilder "freigehalten":

Zu beachten ist, dass die Maske auch Graustufen beinhalten darf: Dort wird dann der Anstrich nur teilweise aufgebracht.

Ansonsten gilt: weiß = Anstrich erlaubt und schwarz = Anstrich verhindern.

Sollen die Fenster beklebt werden können, so sind diese natürlich in der Maske wieder weiß einzufärben:

Basis-Template

Das Basis-Template ist der Urzustand der Textur, wenn kein Anstrich verwendet wird. Auf ihn wird zurückgegriffen, wenn entweder durch die Maske oder durch magenta Einfärbung der Anstrichdatei kein Anstrich aufgebracht werden soll:

Mit dieser Unterscheidung lässt sich tricksen: Wenn nämlich bestimmte Dinge wie Aufkleber verschwinden sollen, wenn ein Anstrich aufgebracht wird, dann kann man diese aus den folgenden Templates herausnehmen, im Basistemplate aber belassen, sodass sie nur dann sichtbar sind, wenn mittels Magentaeinfärbung kein Anstrich aufgebracht wird. Genauso haben wir es mit dem SD200-MAN-Grill und -Logo gemacht, der ja bei Vollanstrichen abgenommen wurde. Der Schatten des Grills und das MAN-Logo sind nur in der Basistextur vorhanden und verschwinden, wenn die Anstrichdatei dort nicht magenta ist.

Alpha-Template

Das Alpha-Template liefert den Alpha-Kanal für die finale Textur. In der aktuellen Version des Repaint-Tools gibt es bisher keine Möglichkeit, seitens der Anstrichdatei auf den Alpha-Kanal einzuwirken. Dies geht nur, indem ein abweichendes Alpha-Template erstellt wird und eine dazugehörige individuelle Konfigurationsdatei.

Bei unseren Fahrzeugen beeinflusst der Alphakanal aber die Reflexionseigenschaften (Envir-Map), welche nur dann manipuliert werden müssten, wenn glänzende Farben wie silber, gold oder kupfer dargestellt werden sollen.

Das Beispiel ist gegenüber dem realen Alphatemplate des SD200 aufgehellt, damit es besser erkennbar ist.

Additions-Template

Das Additions-Template wird, wie der Name schon sagt, auf die Anstrichdatei addiert, sodass diese aufgehellt wird.

Demzufolge ist sie überwiegend schwarz, enthält aber alle Reflexionen und ähnlich Details:

Multiplikations-Template

Dementsprechend wird das Multiplikations-Template mit der Anstrichdatei multipliziert, sodass es diese abdunkelt.

Sie ist also überwiegend hell und enthält alle dunklen Flächen, Schattierungen und Konturlinien.

Wenn die Möglichkeit gegeben werden soll, dass die Fensterflächen überklebt werden können, dann müssen diese natürlich auch entsprechend hell eingefärbt werden:

Kombinationsoperationen

Nachdem nun fast schon komplett erklärt wurde, wie das Repaint-Tool arbeitet, schreibe ich hier noch für das genaue Verständnis die Formel, die verwendet wird:

Für jeden Pixel wird unterschieden, ob dieser auf der Anstrichdatei magentafarben ist.

• Falls ja wird an dieser Stelle einfach der Farbwert des Basis-Templates genutzt.
• Falls nein lautet die Formel für jede Farbe R, G und B: Resultat = Basistemplate * (1 - Maskentemplate) + ( Additionstemplate + Multiplikationstemplate * Anstrichdatei ) * Maskentemplate

Nachdem die ersten beiden Abschnitte recht theoretisch waren, wird nun auf die Praxis eingegangen:

Vorbereiten des eigenen Fahrzeuges zur Nutzung des Repaint-Tools

Für Fahrzeugentwickler gibt es mehrere Dinge zu beachten.

Überlegung zur Nutzung von Alphakanal und Transparenzmap

Üblicherweise benötigt man einen Kanal für Transparenzen und einen Kanal für die Reflexionsintensität (Environmentalmap). Ersteren benötigt man, um ggf. Werbungen über Fenster darstellen zu können, den zweiten dafür um Gummi (stumpf), Metall (leicht reflektierend) und Chrom oder silberne Anstrichelemente (stark reflektierend) unterschiedlich reflektierend darzustellen.

Es hat sich so ergeben, dass wir bei unseren Fahrzeugen für die Reflexionsintensität den Alpha-Kanal der Haupttextur benutzen und für etwaige Transparenzen eine separate Transmap. Bei dieser Variante sollte man auch bleiben; es sei denn, man spart sich den Reflexionskanal und macht den ganzen Bus entweder matt oder komplett gleichmäßig reflektiv. Dies jedoch ist beides nicht sonderlich hübsch und wird deshalb hier nicht behandelt.

Verwendete Texturen im Fahrzeug

Wir gehen also davon aus, dass die Kanäle so verwendet werden wie bei unseren Fahrzeugen und nehmen als Beispiel den SD80. Dieser verfügt unter anderem über folgende (an dieser Stelle relevante) Texturen:

• SD80_01.tga: Diese Textur ist für die Seiten, Front und Heck sowie Details am Außenmesh. Sie verfügt über einen Alphakanal, welcher die Reflexion steuern soll.
• SD80_02.bmp: Diese Textur ist für das Dach und für Elemente im Innenraum. Sie verfügt über keinen Alphakanal, die Reflexionsstärke des Daches ist fest vorgegeben.
• SD80_03.bmp: Diese Innenraumtextur ist deshalb interessant, weil sie die Innenwände und Innenseiten der Fenster enthält. Diese sind genau gleich gemappt wie bei Textur SD80_01.tga, was später nochmal wichtig wird.
• SD80_trans.tga: Diese Textur ist grundsätzlich schwarz. Sie verfügt aber über einen Alpha-Kanal, welcher für die Fensterüberklebungen und den halbtransparenten Aufkleber "Automatische Tür" genutzt wird.

Einrichten des Texturtausches, *.cti-Dateien

Für den Texturtausch des SD80 gibt es den Ordner Werbung_SD80 als Unterordner im Ordner Texture. In diesem Ordner befinden sich:

• beliebig viele *.cti-Dateien
• und die zugehörigen Tauschtexturen für die jeweiligen Werbeanstriche

Außerdem muss der Texturtausch in der model.cfg festgelegt werden. Hierfür steht in der model_SD80.cfg:

########################################
Textur-Changes
########################################

[CTC]
Colorscheme
Texture\Werbung_SD80
0

[CTCTexture]
farbschema_tex1
SD80_01.tga

[CTCTexture]
farbschema_tex2
SD80_02.bmp

[CTCTexture]
farbschema_trans
SD80_trans.tga

Der [CTC]-Befehl richtet eine neue "Complex Tex Change"-Gruppe ein: Zunächst wird die Variable angegeben (Colorscheme), dann der Pfad, wo nach *.cti-Dateien gesucht werden soll und schließlich

<IN ARBEIT>

Jede *.cti-Datei folgt den allgemeinen Syntaxregeln der Konfigurationsdateien und besteht aus einer Reihe von Schlüsselwörtern folgender Typen:

[item]

[item]
Werbungsname
Texturtausch-Ident
Tauschtextur

<IN ARBEIT>