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Helmut Gimmler

FAQ  Mesh-Entwicklung für den MS-Flugsimulator 2000
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Stand: 11.01.2001

meshfaq.txt  Copyright (c) 2001 Helmut Gimmler
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*  = neu seit 31.12.2000
** = neu seit 03.01.2001


A.  Allgemeines:
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A.1.  Was ist eigentlich eine Mesh-Datei?
A.2.  Und wie stelle ich sicher, dass die Geländemuster realistisch werden?
A.3.  Wie wechsele ich Szenerien bei laufendem Flugsimulator?
**A.4.  Was sind DEM-Daten / DHM-Daten?

B.  Erstellung von Mesh-Dateien:
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*B.1.  Wie kann man prinzipiell vorgehen, wenn man ein neues Gebiet erstellen will?
B.2.  Wo bekomme ich die ersten Infos und Werkzeuge?
B.3.  Wie komme ich zu den Parametern der INF-Datei?
B.4.  Wo bekomme ich kostenlose Höhendaten zum Download?
B.5.  Wozu brauche ich einen DEM-Reader und wo gibt's den?
**B.6.  Ich brauche unbedingt Satelliten-Fotos. Wo fange ich an?

C.  Koordinatensysteme / Umrechnung / Rasterweiten
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C.1.  Wo bekomme ich eine Einführung in Koordinatensysteme?
**C.2.  Was sind 3.0 Arcsec- / 7.5min- / GTOPO30 ... DEM-Daten?
C.3.  Wie rechne ich Gauß-Krüger-Meterangaben in UTM-Nord-Süd um?
C.4.  Gibt's die Umrechnung auch fix-und-fertig online?
*C.5.  Wie groß ist der genaue Erdumfang im FS2000-Erdmodell?

wird fortgesetzt


A.  Allgemeines:
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A.1.  Was ist eigentlich eine Mesh-Datei?
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Mesh-Sceneries definieren das Höhenmodell einer Landschaft im Flugsimulator. 
Mit den Standard-Texturen können sie den 3D-Geländeverlauf nahezu beliebig 
genau zeigen. Die Geländemuster (Pixelmuster), wie Wald, Feld, Dorf, Stadt 
usw. sind jedoch nur beispielhaft und entsprechen nicht der Realität.

A.2. Und wie stelle ich sicher, dass die Geländemuster realistisch werden?
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Dies erreicht man z.B. durch Einscannen von Luftbild- oder Satellitenaufnahmen, 
die dann in Texture-Dateien umgewandelt werden. Dies ist aber eigentlich nicht
Gegenstand dieser Seiten.

A.3. Wie wechsele ich Szenerien bei laufendem Flugsimulator?
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Bei Versuchen mit Szenerien möchte man häufig kleine Änderungen direkt im Flugsimulator 
austesten, ohne jedesmal den Flugimulator neu starten zu müssen. 
Problem: Einfaches Überschreiben der alten Szenerie bei laufendem Simulator quittiert 
der Flugsimulator mit einem brutalen Absturz.
Abhilfe: 
- Szenerie deaktivieren (->Umwelt->Szeneriebibliothek),
- aus Versuchs-Szenerie-Ordner *alles* entfernen; wichtig ist, daß filelist.dat weg ist, 
  die wird beim Aktivieren neu erzeugt,
- neue scenery-Version reinkopieren,
- Scenery aktivieren - fertig!

A.4.  Was sind DEM-Daten / DHM-Daten?
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Ein digitales Höhenmodell DHM (digital elevation model: DEM) ist eine Datei, 
bestehend aus Terrain-Höhen für Positionen an der Erdoberfläche an 
regelmäßigen horizontalen Abständen. Die USGS (siehe Linkseite) erzeugt 
fünf verschiedene digitale Höhenprodukte. Obwohl alle in der Datenstruktur
identisch sind, variiert jedes im Abtastintervall, im geographischen 
Referenzsystem, im überdeckten Gebiet und in der Genauigkeit; mit der primären
Unterscheidung im Abstand oder Abtastintervall der Daten. 
[Quelle: http://rockyweb.cr.usgs.gov/elevation/dpi_dem.html]



B. Erstellung von Mesh-Dateien:
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B.1. Wie kann man prinzipiell vorgehen, wenn man ein neues Gebiet erstellen will?
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- Höhendaten aus dem Internet herunterladen: USA ist z.B. feinmaschig verfügbar,
- mit 'read_dem.exe' die Headerdatei und Höhendaten getrennt erzeugen,
- Diese von West nach Ost in Zeilen von Nord nach Süd als 16-Bit-Integer in eine 
  Datei schreiben,
- Parameter (z.B. Maßstab, Koordinaten) in INF-Datei eingeben,
- mit den u.g. MS-SDK-Tools bearbeiten (resample, evtl.compress, tmf2bgl)
- in FS2K-Scenery einfügen

B.2. Wo bekomme ich die ersten Infos und Werkzeuge?
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Grund-Werkzeuge und eine erste Anleitung (in englisch) gibt's bei Microsoft kostenlos:
http://www.microsoft.com/games/fs2000/sdk/fs2000_terrain_sdk.EXE

B.3. Wie komme ich zu den Parametern der INF-Datei?
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LOD: LevelOfDetail - Detailstufe - Rasterweite
- jede Erhöhung um eins bedeutet eine Vervierfachung der Daten
- LOD=Auto  ... hat bei mir nie funktioniert
hier die wichtigsten LODs für kleine Gebiete (ca. 50x50km):
LOD   Rasterweite[m] (=Abstand zwischen Höhenpunkten)
7     305.8
8     152.9 
9     76.4
10    38.2
11    19.1
12    9.6    
- die eigenen Höhendaten können in beliebigem Abstand vorliegen,
- LOD legt nur fest, wie sie für den Flugsimulator neu abgetastet werden,
- je kleiner der LOD gewählt wird, desto größere Bereiche am Gebietsrand
    bleiben unbearbeitet ('resample' scheint eine Fourier-Abtastung zu machen, 
    die eine 'Einschwingphase' an den Rändern benötigt), 
- wenn 'resample' keine Daten produziert bzw. 'tmf2bgl' eine Fehlermeldung erzeugt:
    -> mit größerem LOD versuchen
DestDir:                Zielordner für die tmf-Datei
DestBaseFileName:       Dateiname für tmf-Datei
UseSourceDimensions     = 1   ... habe ich bisher nur mit '= 1' benutzt
Type                    = ElevS16LSB    Intel(=PC)-Format für 16-Bit-Integer-Zahlen
SourceDir:              Quellordner für die Datei mit Höhendaten
Sourcefile:             Datei mit Höhendaten im 16-Bit-Integer-Format
CellType                = S16LSB  ... habe ich bisher nicht geändert
NullCellValue           = -9999   ... Zahlenwert für nicht definierte Höhenpunkte im rechteckigen 
                        Gebiet, wenn nicht überall Daten vorhanden sind
Lat:                    Breitengrad der Nord-West-Ecke
Lon:                    Längengrad der Nord-West-Ecke (westliche Längen mit negativem Vorzeichen)
NumOfCellsPerLine:      Anzahl der Höhenstützpunkte pro Zeile (West-Ost-Richtung) 
NumOfLines:             Anzahl der Höhenstützpunkte in Nord-Süd-Richtung 
CellXdimensionDeg:      Abstand der Höhenpunkte in West-Ost-Richtung in Grad
CellYdimensionDeg:      Abstand der Höhenpunkte in Nord-Süd-Richtung in Grad
                        Beispiel bei 3.0 arcsec-Daten:	
                           3 arcsec = 3/60 min = 3/(60*60) Grad
                           CellX...=CellY... = 8.333e-4 = 0.00083333
                        Beispiel bei 150m-Daten-San-Francisco (37.88 Breitengrad)
                           CellXdimensionDeg = 0.001707    (= CellY/cos(37.88Grad))
                           CellYdimensionDeg = 0.001347    (= 150[m]*360[Grad]/40007834[mErdradius])
ScaleInMeters:          =1.0: Höhenwerte in Metern;  =0.3048: Höhenwerte in ft.

B.4. Wo bekomme ich kostenlose Höhendaten zum Download?
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*Die* Seite für Höhen-Daten zum Download:
U.S. Geological Survey
a) nur USA
'FTP via Graphics' erlaubt Download durch Anklicken des 
gewünschten Gebiets
- USA im 30m-Raster mit einigen Lücken:
1:24,000 Scale Digital Elevation Models (DEM) SDTS format only
- USA im 93m-Raster, fast vollständige Abdeckung:
1:250,000 Scale Digital Elevation Models (DEM)
http://edcwww.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html
b) weltweit
- komplette Erde im 900m-Raster
GTOPO30 - Global Topographic Data
http://edcdaac.usgs.gov/gtopo30/gtopo30.html

B.5. Wozu brauche ich einen DEM-Reader und wo gibt's den?
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Der DEM-Reader liest digitale Höhenmodell-Dateien (DEM-Files)
sowohl im USGS-ASCII-Format als auch im SDTS-Format
(Spatial Data Transfer Standard), erzeugt 16-Bit Höhendaten
und ASCII-Headerdateien mit einer genauen Beschreibung der
Höhendaten (Rasterweite, Koordinaten des Gebiets usw.) 
Das lauffähige PC-Programm 'read_dem.exe' (sowie den C-Code)
dazu gibt's hier:
Pennsylvania State University, Earth System Science Center
http://dbwww.essc.psu.edu/notes/utilities.html

B.6.  Ich brauche unbedingt Satelliten-Fotos. Wo fange ich an?
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Obwohl das /eigentlich/ ;-)  nicht Gegenstand dieser Seiten ist:
Die Erde aus dem Weltraum - Technische Suche:
http://earth.jsc.nasa.gov/page.html
Suche aller Astronautenphotos der Erde - Anklickbare Karte:
http://eol.jsc.nasa.gov/sseop/clickmap/



C. Koordinatensysteme / Umrechnung / Rasterweiten
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C.1. Wo bekomme ich eine Einführung in Koordinatensysteme?
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Coordinate Systems by Peter H. Dana
http://www.Colorado.EDU/geography/gcraft/notes/coordsys/coordsys_f.html

C.2. Was sind 3.0 Arcsec- / 7.5min- / GTOPO30 ... DEM-Daten?
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3.0 Arcsec   = 3*40000000[mErdradius] / (360[Grad]*60[min]*60[sec])
             = 92,6m-Raster-Daten Nord-Süd und am Äquator auch West-Ost

 Bezeichnungen                   Punktabstand               Gebiet pro Datei   
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 GTOPO30  /30 Arcsec/1km         30 arcsec=900m (Äquator)   40x50 Grd (WOxNS)
 1-Deg-DEM/3 Arcsec /1:250,000   3 arcsec = 90m (Äquator)   1 x 1 Grd 1201x1201Pkte
          /2-Arcsec              2 arcsec 
 SDTS     /7.5min   /1:24,000    30m überall                7,5 x 7,5 Min
          /7.5minAlaska/1:24,000 1x2arcsec
          /15min Alaska          2x3 arcsec 


C.3. Wie rechne ich Gauß-Krüger-Meterangaben in UTM-Nord-Süd um?
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Anleitung zur Koordinatenumrechnung mit Formeln und Konstanten:
42 Seiten / 750KB PDF-Datei:
A guide to coordinate systems in Great Britain
http://www.ordsvy.gov.uk/services/gps-co/geo6.htm
Ordnance Survey, the national mapping agency of Great Britain

C.4. Gibt's die Umrechnung auch fix-und-fertig online?
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Hier gibt's ein fertiges Eingabeformular für alle, die sich
nicht mit Formeln herumschlagen wollen:
http://home.t-online.de/home/Bernd.Scherer/koord.htm

C.5. Wie groß ist der genaue Erdumfang im FS2000-Erdmodell?
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aus dem MS-Scenery-SDK.pdf:
im FS2000 ist die Erde ist Ellipsoid:
ähnlich (nicht gleich!) WGS-84 Definition
Äquator-Durchmesser: 12756.27 km
Äquator-Umfang:      40075.0  km
Polar-Durchmesser:   12734.62 km
Polar-Umfang:        40007.0  km

wird fortgesetzt