Thunderbolt and Lightning

"Project Shattered Skies" ist mein Arbeitstitel für eine Sammlung an Projekten, die mich nebenbei seit vielen Jahren begleiten. Diese Projekte dienen seither als Möglichkeit, meine Fähigkeiten zu testen und neue Techniken auszuprobieren. All diese Projekte sind verbunden in meiner Liebe zu "Ace Combat" und der Luftfahrt im generellen. Auch wenn heutzutage andere Projekte und das Studium meine Zeit großflächig beanspruchen, komme ich immer wieder gerne zurück um an dem weiterzuarbeiten, was allem voraus ging.

Zeitraum

2019 – heute

Software

Blender
Substance Painter
Illustrator

The center piece

Das Hauptprojekt, um das sich alles drehte, ist dieser F-35 Jet. Ich wollte eine fiktive 2-Sitzer-Variante entwerfen, um zu sehen, wie das aussehen und funktioneren könnte. Viel Zeit bei diesem Projekt wurde in die originalgetreue Nachbildung des Cockpits investiert. Gute Referenzen für einen so hochmodernen Jet sind schwer zu finden. Da das gesamte Flugzeug bereits eine fiktive Variante war, habe ich deswegen fehlende Details bei Bedarf mit eigenen Anpassungen ergänzt.

Das Cockpit der F-35 wird dominiert vom touchgesteuerten PCD, dem Primary Control Display. Es verfügt über eine hochgradig anpassbare Oberfläche, die aus bis zu 4 Spalten und einer Infoleiste am oberen Rand besteht, die zu den wichtigsten Bedienelementen führt.

Die wichtigsten Flugsteuerungen wie Schubhebel, Steuerknüppel und Fahrwerk haben ihre eigenen Bereiche auf dem Armaturenbrett. Der Höhenmesser ist zusammen mit dem Master-Arm-Schalter und den Bedienelementen für das PCD und dem im Helm verbauten HUD mittig auf dem Armaturenbrett platziert.

Der WSO (oder Weapons Systems Officer) hat Zugang zu seinem eigenen PCD sowie einer Reihe zusätzlicher Bedienelemente. Ein zusätzlicher Bildschirm auf der rechten Seite liefert Missionsinformationen und Kommunikationsdaten. Ein optionales, oben montiertes Display kann als zusätzliche Bildschirmfläche für Karten oder andere Informationen dienen. Dieser Arbeitsplatz verfügt auch über eine positionierbare Leselampe.

Die Cockpithaube ist in zwei Hälften geteilt, die in der Mitte ineinandergreifen. Der Zugang zum Cockpit erfolgt über eine klappbare Leiter auf der linken Seite. Eine weiße Linie dient als Orientierungshilfe beim Aussteigen, da es unter dem leichten Überhang schwierig sein kann, die erste Stufe zu finden.

Das Sicherheitsnetz

Die Verbindung zwischen der Besatzung und dem Flugzeug ist ihr Schleudersitz. Dieses hochmoderne Ausrüstungsteil hält sie nicht nur während des Fluges an Ort und Stelle, sondern verfügt auch über Outside-In-Tracking-Kameras, die die Position und Rotation des Kopfes der Besatzung messen, damit das am Helm montierte HUD zuverlässig an Positionen in der Umgebung fixiert werden kann. Im Notfall kann es sich und die angeschnallte Besatzung auch explosiv aus dem abstürzenden Flugzeug katapultieren.

Weitere Baustellen

Einige Bereiche wie das Fahrwerk, die Waffenschächte und andere kleinere Stellen am Flugzeug sind noch in Arbeit. Trotzdem wollte ich einen Teil der Arbeit zeigen, die in diesen Bereichen bereits geleistet wurde, wie die komplexe Mechanik und Hydraulik des Fahrwerks und das Elektro-Optische Zielsystem (EOTS) unter der Nase des Jets. Hier ist noch viel zu tun, wie die richtige Texturierung und das Rigging.

Wo alles begann

Nach einigen frühen Experimenten mit dem Bau von Raumschiffen um 2019 stieß ich auf ein Real Engineering-Video über die F-35. Ich suchte damals nach etwas Neuem und Herausforderndem zum Bauen und ich liebe die Formen und die Silhouette dieses Jets. Die erste Version des Jets habe ich innerhalb weniger Monate modelliert, aber nur wenige Monate nach der Fertigstellung nahm ich die Arbeit wieder auf, um das Flugzeug grundlegend zu überarbeiten. Die erste Version war größtenteils einfach, nur aus einer gewissen Entfernung und aus bestimmten Blickwinkeln zu betrachten. Das wollte ich ändern.

Die erste Version des Jets um Januar 2020.

Ein Pilotprojekt

Als Nebenprojekt und zur Ablenkung vom Jet beschäftigte ich mich mit der Erstellung eines Piloten dafür. Mein Ziel war es, mich praktisch mit Charakterdesign und deren Aufbau auseinanderzusetzen. Schnell wechselte ich vom Herumprobieren mit vorgefertigten Modellen zum Erstellen eigener, da ich mehr Auflösung und Kontrolle über diese haben wollte. In diesem Fall wollte ich gezielt mein eigenes Design kreieren und es nicht vollständig nach realen Vorlagen bauen. Während ich kontinuierlich mit Werkzeugen wie Substance Painter und Blender lernte und mich verbesserte, wendete ich dieses Wissen direkt auf Projekte wie dieses an.

Durchgestaltet in jedem Detail

Bei der Arbeit mit Charakteren, die Helme tragen, muss der Helm Teil von ihnen werden. Er trägt zu ihrem Ausdruck und ihrer Identität bei. Bekannte Referenzen sind die Power Rangers, The Mandalorian oder Top Gun. Ich wusste, dass der Helm bei einem Kampfjetpiloten entscheidend für das Gesamtdesign sein würde. Es ist das Teil, das im Laufe der Jahre die meisten Iterationen und Feinabstimmungen durchlaufen hat.

Was mir beim Designprozess fiktiver Dinge wichtig ist, ist, dass die Funktionalität erhalten bleibt. Ich versuche, logische Lösungen zu finden und sie mit ästhetischen Wünschen zu verbinden. Werfen wir also einen genaueren Blick auf das Design dieses Helms und seine Rolle für den Piloten.


Am Helm montierte HUDs gab es in der realen Welt schon vor der F-35, aber es ist das erste Mal, dass das Flugzeug um diese Funktion herum entwickelt wurde. Ich wollte diese Technologie integrieren, aber mit einem völlig neuen Helmdesign.

V1 – Mai 2020

V2 – August 2020

V3 – November 2020

V4 – Mai 2023

Der Helm verfügt über ein modulares Design, und dieses Modell ist mit der Projektionstechnologie ausgestattet. Für andere Flugzeuge mit traditionellen HUDs kann er auch ohne diese Elemente konfiguriert werden, um Kosten und Gewicht zu reduzieren und um weniger komplexe Herstellung zu ermöglichen. Das Projektionspaket besteht aus mehreren Elementen rund um den Helm. Auf der Stirn sitzt ein Gehäuse, das die beiden Visiere beherbergt. Das innere klare Visier dient als Projektionsfläche. Ein Sonnenvisier kann für mehr Komfort vorgeschoben werden. Die Oberseite des Visiermoduls wird von der Besatzung häufig als Fläche zur Personalisierung genutzt, und dieses hier zeigt das Gesicht einer Eule. Auf der Innenseite befindet sich ein bezogenes Schaumstofffutter, zusammen mit einem Druckfutter. Kopfhörer mit aktiver Geräuschunterdrückung reduzieren den lauten Triebwerkslärm und helfen bei der Kommunikation.

Die Rückseite beherbergt einige der lokalen Rechenelemente. Der Großteil der HUD-Berechnung wird vom Flugzeug übernommen, aber der Display-Adapter sitzt in diesem Modul. Das Gerät wird vollständig über einen USB-C-Anschluss mit Strom versorgt, der an der Rückseite eingesteckt wird und auch die Bild- und Audiodaten sendet. Darunter kann eine Verbindung zum G-Anzug hergestellt werden. Bei Kurven mit hoher G-Belastung kann sich der Helm fester an den Kopf drücken, um nicht zu verrutschen. Der gesamte Helm und die Maske sind so konzipiert, dass diese Anschlüsse auch von der rechten Seite eingesteckt werden können, falls das Flugzeug ein anderes Modell ist oder das Besatzungsmitglied dies bevorzugt. Die unbenutzten Anschlüsse werden mit kleinen Platten abgedeckt, die magnetisch am Modul einrasten. Über dem Rechenmodul sitzt das IR-Reflektormodul, das sich um die hintere Helmschale legt. Es arbeitet mit den im Sitz eingebetteten IR-Sensoren zusammen, um die genaue Position und Rotation des Kopfes präzise zu messen. Die hinteren Komponenten dienen auch als Gegengewicht zum Visiermodul und gleicht das Gewicht des Helms für mehr Komfort aus.

Die Projektoren sitzen am oberen Ende der Stirn, mit einem Projektor pro Auge. Eine zusätzliche Belüftung für diese Projektoren leitet die Wärme nach oben ab, wo sie durch zwei Schächte entweichen kann. Dies stellt sicher, dass der Helm auch über längere Zeiträume angenehm zu tragen ist und die Projektoren auf optimaler Temperatur bleiben. Zusätzliche Öffnungen für die passive Belüftung des Kopfes befinden sich an den Seiten des Helms.

Die Maske ist leicht und verfügt über ein symmetrisches Design, sodass die Ein- und Ausgänge nach Wunsch konfiguriert werden können. Die Maske wird über zwei Schnallen befestigt und kann durch Ziehen der kleinen Griffe auf beiden Seiten des Helms gelöst werden. Vier Zugbänder ermöglichen eine korrekte Anpassung der Maske. Das Mikrofonmodul sitzt vorne und ist über einen Splitter und AUX-Anschluss mit der Hauptdatenleitung verbunden. Der Sauerstoffschlauch, der auch eine zusätzliche Druckleitung vom G-Anzug-System führt, kann links oder rechts eingeschraubt werden.

Im Hintergrund verfügen Helm und Maske über ein umfangreiches Rig, das ein hohes Maß an Flexibilität ermöglicht. Die Rigs können über einige Kontrollkästchen miteinander verbunden oder getrennt werden. Die Gurte sind mit einem Spline-IK-Setup geriggt, das ich zuerst bei diesem Projekt getestet habe. Das Kabel und die Druckleitung an der Seite sind über geriggte Bézierkurven beweglich und hochgradig anpassbar. Die Schläuche verwenden ein BendyBone-Setup, das entweder mit der Körperbewegung des Piloten mitgehen kann oder als einfache FK-Kette verwendet wird. Es gibt noch einige Feinheiten, die ich vornehmen möchte, aber ich bin bereits sehr zufrieden mit der Funktionalität.

Damit all diese Teile zusammenspielen, ist der gesamte Charakter auf Modularität ausgelegt. Das gesamte Projekt nutzt Blenders Library Override und Linking-System intensiv, um übermäßigen Speicherverbrauch zu verhindern und gleichzeitig Änderungen über Szenendateien hinweg synchron zu halten. Der Kopf des Charakters ist eine eigene Blend-Datei mit einem eigenen Rig. Helm und Maske teilen ihre Blend-Datei mit dem Fluganzug-Körper, mit dem der Kopf und sein Rig mit nur wenigen Klicks verbunden werden. Auf diese Weise kann der Kopf in Zukunft sehr einfach auf einen anderen Körper gewechselt werden. Helm und Maske haben jeweils ihre eigenen Rigs, sodass sie leicht voneinander getrennt werden können. Die Gurte des Schleudersitzes werden ebenfalls durch Constraints eingehakt. Der Charakter wird mit einem modularen Haarsystem geliefert, sodass Teile je nach Situation für die Leistung ausgetauscht oder ausgeblendet werden können.