3D Geländemodelle mit heightmaps

Außer Konkurrenz: World Creator

Es passt eigentlich hierher, da World Creator ebenfalls mit Heightmaps zu tun hat. Das ist die Upperclass bei high-end Geländemodellen, allerding geht es bei diesem Artikel nur um Heightmaps realer Gegenden, während mit World Creator scheinbar nur fiktive Landschaften "erschaffen" werden können. Ich hab damit keine Erfahrungen, die Website ist mir vor einiger Zeit untergekommen und ich wollte es den Lesern nicht vorenthalten. O-Ton der Website: "World Creator ist das weltweit erste Werkzeug zur Erstellung von Landschaften in Echtzeit". Zitat Ende.  

https://www.world-creator.com/

Das Video unten ist für alle, die mit World Creator arbeiten wollen, es zeigt sowohl die Möglichkeiten als auch die unglaubliche Fülle an Einstellungen. Derzeit läuft World Creator nur unter Windows, eine Version für Apple Mac ist geplant.

Heightmaps oder Höhenkarten sind eine tolle Möglichkeit, um geografisch ansprechende 3D-Geländemodelle zu erstellen. Höhenkarten bestehen aus Graustufen, niedrige Bereiche (zB Täler) sind dunkel, die höchsten Punkte (Bergspitzen) sind weiss. Alles dazwischen bildet die Geländeeigenschaften ab. Heightmaps sind schwarz/weiss-Bilder, Korrekturen von Bildfehlern sind also kein großes Thema. Aber wie wird aus dem zweidimensionalen Bild ein 3D-Modell? Wie immer, gibt es verschiedene Möglichkeiten, Photoshop hat nicht jeder und das 3D-Programm Blender verstehen nur Profis. Mit Verto Studio 3D geht es auch, dazu später mehr.

Ich hab hier nur drei der zahlreichen Möglichkeiten aufgenommen, jene, die mit überschaubarem Aufwand zu akzeptablen bis guten Ergebnissen führen. Da heightmaps und Texturen nur ein Teil der Geschichte sind und wir entweder mit Photoshop oder 3D-Programmen weiterarbeiten, sind Grundkenntnisse der Apps von Vorteil. 

heightmaps mit und ohne Texturen

Mit Ausnahme von Tangram Heightmapper bzw. dem wieder online verfügbaren Terrain-Party, liefern sowohl Heightmap Skydark als auch das Photoshop-Plugin 3D-Mapper Texturen mit. Texturen überziehen das "leere" Modell mit der Landschaft. Ohne extra 3D-Programm kommt das Photoshop-Plugin 3D-Mapper aus. 

1.) Heightmap Skydark - heightmaps und Texturen!

Bei den heightmap-Generatoren plus Texturen fällt "Heightmap Skydark" mit einem übersichtlichen Interface und zahlreichen Funktionen auf. Neben den heightmaps kann zwischen verschiedenen Map Styles (siehe Bild) ausgewählt werden. Auch RAW-Daten können heruntergeladen werden. Das besondere an Skydark sind die Texturen und die allgemein sehr gute Qualität der mapbox-Daten. Die Größe der Skydark-Texturen ist 2560x2560 Pixel, die heightmap ist lediglich 1081x1081. Heightmap Skydark ist in der Betaversion kostenlos (Stand 06. Mai 2023). Ob das auf Dauer so bleibt, wird sich zeigen.

Der Landschafts-Ausschnitt ist minimal auf ca. 9x9 km begrenzt im Bild unten die grüne Fläche, die maximale Größe ist 69x69 km. Natürlich kann man den Ausschnitt auch verringern, was aber unwillkürlich auf Kosten der Auflösung geht.

2.) 3D-Mapper Photoshop-Plugin

Das Photoshop-Plugin 3D-Mapper ist eine Komplettlösung für 3D-Landschaftsmodelle inkl. heightmaps, Texturen, Lichter, Schatten, 3D-Elemente, Wolken, etc... Ein Vorteil ist, dass mit den 3D-Funktionen von Photoshop und dem 3D-Mapper Plugin alles in einem Programm erledigt werden kann. Leider gibt es auch ein, zwei Nachteile: Der Output ist orthografisch, also mit parallellen Linien. Und der gewählte Ausschnitt wird vom 3D-Mapper Plugin großzügig interpretiert. Sprich: Er stimmt nie genau.

Alle, die ein anderes Programme zur Weiterverarbeitung bevorzugen, finden in den Photoshop-Ebenen sowohl die heightmap als auch die Textur. Der Export der png-Bilder nach Blender, Cinema4D usw. ist damit ein Klacks und die Begrenzung auf orthografische Ansicht kann damit umgangen und richtiges 3D erzeugt werden. Der Computer bzw. die Grafikkarte muss Open-GL 2.0 unterstützen, um alle Funktionen des Plugins verwenden zu können.

Die 3D-Elemente, das Wolkenset und der GPX-Import von Tracks ersparen viel Zeit an manueller Nachbearbeitung. Für den kommerziellen Einsatz von 3D-Mapper müssen die Texturen, je nach Auflösung gekauft werden, bei der höchsten Auflösung (3072px) sind dafür ca. € 8,- fällig. Ob sich beim Kauf die Textur-Qualität verbessert, kann ich nicht beurteilen.

Auf 3d-map-generator gibt es weitere, zT nach Anmeldung kostenlose Produkte, interessant ist das Photoshop-Plugin "3D Map Generator Terrain", da hier Maps und Texturen aus anderen Quellen, zB Google Maps verwendet werden können. Auch ein Blender Addon ist erhältlich.

Der Landschafts-Ausschnitt kann beliebig gewählt werden, es gibt also keine Unter- oder Obergrenze.

Link: https://www.3d-map-generator.com

3D-Mapper Plugin für Photoshop

Screenshot 3D-Mapper Plugin für Photoshop

© Bild Photoshop-Plugin 3D-Mapper und der Screenshot der Ebenen

3.) Tangram Heightmapper / Terrain-Party

Mit der Einstellung des Dienstes "Terrain-Party" hat "Tangram" die Rolle als bekannter Vertreter der heightmapper eingenommen. Inzwischen ist Terrain-Party wieder online, im Prinzip gilt der Text auch für diesen Anbieter. Reinzoomen in die Karte, zur Orientierung vorher die "map lines und map labels" einschalten, damit die Ländergrenzen und Orte sichtbar werden. Auf rendern klicken und nach kurzer Zeit kommt die heightmap-png auf den Rechner. Wer nur die heightmaps braucht und auf Texturen verzichten kann, ist mit Tangram oder Terrain-Party gut bedient.

Landschafts-Ausschnitt: Terrain-Party ca. 9x9km, bei Tangram kann ich keine Begrenzung ausmachen, was nicht bedeutet, dass es keine gibt.

Schnelle heightmaps in Verto Studio 3D

Wer weder Photoshop hat, noch sich mit komplexen 3D-Programmen wie Blender oder Cinema 4D auskennt, der kann es mit einer kostenlosen App versuchen. Verto Studio 3D kann u. A. mit heightmaps und Texturen 3D-Dateien erstellen. Die Bedienung ist, verglichen mit den oben genannten High-End-Programmen, geradezu simpel (per drag and drop). Die fertige Datei kann als .obj, .collada, .stl oder WebGL exportiert werden. Verto Studio 3D gibts für Mac, Windows und iOS bzw. iPadOS. Hier eine kleine Anleitung, gemacht am Mac:

Fogo, kapverdische Insel im Atlantik. Wegen der Dateigröße hab ich das Video 4x schneller gemacht. Ab der Mitte des Videos hab ich versucht, alles heller zu bekommen, vergeblich. Mit der Zeitleiste können die wenigen Schritte besser nachvollzogen werden.

Download: https://vertostudio.com

In Verto Studio 3D etwas mehr Zeit in die Beleuchtung stecken und schon sieht die virtuelle Insel etwas besser aus. Die Terrain-Einstellungen auf jeweils 300 steuert die Anzahl der Polygone, je höher umso detailreicher. Wobei 300 schon extrem viel ist, für das kleine Modell. Man sollte sich nur nicht erwarten, dass die Qualität der Modelle, der Beleuchtung und der Ausgabequalität mit Blender oder Cinema 4D mithalten kann. Wobei die aktuelle Version von Verto Studio schon ziemlich gut ist. Unten das Bild wurde in Pixelmator etwas aufgehellt, mit leicht bewölktem Himmel versehen und das Meer begradigt. 

heightmaps in Blender

Blender ist ein high-end-3D-Programm, mit Verto Studio 3D nicht zu vergleichen. Weshalb die Schritte zum 3D-Modell wesentlich komplexer ausfallen als in Verto Studio. Um das alles im Detail zu erklären gibt es Videos, hier eines der besten zum Thema heightmaps. 

Video von Jason Boone: https://www.youtube.com/watch?v=-Z-3-_i3RV4

Jason erklärt die Vorgehensweise so gut, dass es jeder nachvollziehen kann. Da ich mich in Blender nicht so gut auskenne, hab ich die Anleitung von Jason Punkt für Punkt nachgemacht. Natürlich mit der gleichen Insel. Hier mein Ergebnis:

Wo heightmap-Texturen Probleme bereiten

Steil abfallendes oder überhängendes Gelände kann heightmap-Texturen an die Grenzen bringen. Wie im Bild oben zu sehen, wird die Textur des Blocks nach unten und die Grasfläche nach oben gezogen. Bei den meisten Bergmotiven wird der Effekt kaum auffallen, wenn es nicht gerade der Cerro Torre in Patagonien sein muss.