Medaillen und Streckenmodelle aus der eigenen Strecke

Fachpapier zu Stufe 9, Teil 3: aus der GPX-Datei zur geprüften STL-Datei — Medaille, Plakette, Pokalschild und Streckenmodell; Vereinsausstattung aus additiver Fertigung und ihre Grenzen
Kennung TRAIN-PROV0001-P26 · Fassung 0.1 · Stand 24.09.2026
Verfasser: Thomas Schüller · office@sport-trainer.at

Kurzfassung

Veranstalter und Vereine haben ihre Strecke fast immer als GPX-Datei: aus der Uhr, aus dem Planungsprogramm, aus der Ausschreibung. Aus derselben Datei lassen sich Ehrungen erzeugen, die zur Veranstaltung gehören — eine Medaille mit dem Höhenprofil des Berglaufs, eine Plakette mit dem Verlauf der Strecke, ein Pokalschild, ein Streckenmodell für das Vereinsheim.

Das Werkzeug Medaillen und Streckenmodelle (Fassung 0.14) liest die GPX-Datei im Browser, berechnet Länge und Höhenmeter, erzeugt ein Relief auf einem Raster, baut daraus ein Dreiecksnetz und prüft, dass es geschlossen und gleich orientiert ist. Erst dann bietet es die STL-Datei an. Die Datei gehört der Person, die sie erzeugt, und kann in jeder geeigneten Fertigung hergestellt werden. Der Betrieb für additive Fertigung desselben Unternehmens ist als Fertigungspartner genannt und offengelegt.

Dieses Papier legt den Rechenweg offen, beschreibt die Prüfung und nennt, welche Vereinsausstattung sich additiv fertigen lässt und was ausdrücklich ausgeschlossen bleibt.

Medaillen und Streckenmodelle aus der GPX-Datei

1 Von der GPX-Datei zur Strecke

GPX 1.1 speichert eine Strecke als Folge von Punkten mit Breite, Länge und meist Höhe. Das Werkzeug liest Streckenpunkte (trkpt) oder, wenn keine vorhanden sind, Routenpunkte (rtept). Punkte außerhalb gültiger Koordinaten werden verworfen; es braucht mindestens zwei.

Länge: Summe der Großkreisabstände zwischen aufeinanderfolgenden Punkten nach der Haversine-Formel mit dem mittleren Erdradius 6 371 008,8 m.
Höhenmeter im Anstieg: Summe aller positiven Höhendifferenzen aus der Datei. Ungeglättete Höhen aus einer Uhr enthalten Rauschen; der Wert ist deshalb eher zu hoch und wird im Werkzeug als »Summe aller Anstiege aus der Datei« bezeichnet.
Draufsicht: Projektion auf eine Ebene mit dem Kosinus der mittleren Breite. Für Streckenlängen von Veranstaltungen ist der Fehler dieser Näherung gegenüber der Plattengröße vernachlässigbar.

Fehlen Höhenangaben, ist das Höhenprofil nicht möglich; das Werkzeug erzeugt dann den Streckenverlauf und sagt das dazu.

2 Vom Relief zum geschlossenen Netz

2.1 Säulen auf einem Raster

Die Grundfläche wird in quadratische Zellen geteilt (0,4 mm bei Medaille und Pokalschild, 0,5 mm bei der Plakette, 0,8 mm beim Streckenmodell). Jede Zelle ist eine Säule mit einer ganzzahligen Zahl von Schichten zu 0,2 mm:

außerhalb der Form: keine Säule;
Grundplatte: Vorgabe 2,0 mm, also 10 Schichten;
Rand und Motiv: Grundplatte plus Relief, Vorgabe 1,2 mm, also 6 Schichten mehr;
Bandschlitz der Medaille: keine Säule.

Die Form ist ein Kreis oder ein Rechteck mit gerundeten Ecken; der Abstand jeder Zelle zum Rand folgt aus dem vorzeichenbehafteten Abstand zur Form. Der erhabene Rand ist das Band der Zellen, die näher als die Randbreite am Umriss liegen.

Höhenprofil: Für jede Spalte im Motivbereich wird die Höhe an der entsprechenden Stelle der Strecke linear zwischen den Punkten gelesen. Die Fläche reicht von der Unterkante des Motivbereichs bis 12 % plus 88 % des Anteils zwischen tiefstem und höchstem Punkt; so hat auch der tiefste Abschnitt einen druckbaren Sockel.
Streckenverlauf: Die Draufsicht wird mit gleichem Maßstab in beide Richtungen in den Motivbereich eingepasst. Jede Zelle, deren Mittelpunkt näher als die halbe Linienbreite (Vorgabe 1,6 mm) an einem Streckenabschnitt liegt, wird angehoben; der Start ist ein Punkt mit 2,6 mm Halbmesser.

2.2 Schachbrettstellen

Zwei Säulen, die sich nur über eine senkrechte Kante berühren, während die beiden anderen Zellen des Vierecks niedriger sind, erzeugen eine Kante, an der vier Flächen hängen. Ein solches Netz ist nicht mannigfaltig und bereitet Schneideprogrammen Schwierigkeiten. Das Werkzeug sucht alle solchen Stellen — Bedingung min(a, d) > max(b, c) für diagonale Zellen a, d — und hebt eine der beiden anderen Zellen auf das kleinere Maß an. Das wiederholt es, bis keine Stelle mehr auftritt.

2.3 Flächen

Für jede Säule entstehen die Deckfläche auf ihrer Höhe, die Bodenfläche auf null und für jede der vier Seiten eine Wandfläche je Schicht, soweit die Nachbarsäule niedriger ist. Weil jede Wand je Schicht einzeln entsteht und alle Punkte auf dem ganzzahligen Gitter liegen, gibt es keine Punkte mitten auf fremden Kanten. Die Umlaufrichtung ist so gewählt, dass jede Fläche nach außen zeigt.

2.4 Prüfung vor dem Herunterladen

Jede gerichtete Kante muss genau einmal vorkommen und ihre Gegenrichtung ebenfalls genau einmal. Dann ist das Netz geschlossen und einheitlich orientiert. Das Werkzeug zählt die Abweichungen und bietet die Datei nur an, wenn es keine gibt.

Die Prüfung 20 im Auslieferstand führt denselben Rechenkern unabhängig von der Seite mit Node aus, erzeugt alle Formen mit beiden Motiven aus der synthetischen Beispielstrecke und prüft die STL-Dateien in Python: Kanten, positives Volumen, Außenmaße gleich Breite, Höhe und Gesamtdicke.

Form	Maße	Dreiecke Höhenprofil	Dreiecke Streckenverlauf	Datei
Medaille, rund, mit Bandschlitz	Ø 70 mm × 3,2 mm	133 004	135 524	rund 6,4 MB
Plakette	100 × 60 × 3,2 mm	131 136	133 992	rund 6,4 MB
Pokalschild	80 × 30 × 3,2 mm	89 984	89 720	rund 4,3 MB
Streckenmodell	200 × 140 × 3,2 mm	223 008	229 416	rund 11 MB

Die Beispielstrecke ist synthetisch (11,18 km, 423 Höhenmeter) und bildet keine reale Strecke ab.

3 Fertigung

Die STL-Datei enthält nur die Geometrie in Millimetern. Werkstoff, Farbe, Menge, Termin und Preis stehen im Angebot der Fertigung. Das Werkzeug bereitet eine Anfrage per E-Mail an den Fertigungspartner vor. Sie enthält Form, Motiv, Maße und Stückzahl — keine Streckendaten; die STL-Datei hängt die Person selbst an.

Offenlegung: Der Fertigungspartner Schicht-Werk ist der Betrieb für additive Fertigung desselben Einzelunternehmens, zu dem auch sport-trainer.at gehört. Die Druckdatei gehört der Person, die sie erzeugt; jede andere geeignete Fertigung ist ebenso möglich. Die Verknüpfung zum Fertigungspartner und zu seinen Generatoren wird erst freigeschaltet, wenn diese dort freigegeben sind.

4 Ausstattung für Verein und Veranstaltung

Stück	Weg
Medaillen mit Höhenprofil oder Streckenverlauf	Werkzeug dieser Seite
Pokalschilder und Plaketten	Werkzeug dieser Seite; Schrift als Gravur oder Aufkleber laut Angebot
Streckenmodell als Schaustück	Werkzeug dieser Seite
Gehäuse der Messknoten	offene Konstruktionsdaten im Werkzeug Messknoten
Schilder mit erhabener Schrift	Generator des Fertigungspartners, in Erprobung
Leuchtbild aus einem Mannschaftsfoto	Generator des Fertigungspartners, in Erprobung; nur mit Einwilligung aller Abgebildeten
Halterungen für Tablet und Kamera	auf Anfrage nach Maß des Geräts
Taktikbrett mit Spielfiguren	auf Anfrage
Rückennummern und Namen als Folienzuschnitt	auf Anfrage, Umfang laut Angebot
Anhänger und Abzeichen mit Vereinszeichen	auf Anfrage, nur mit Freigabe des Zeichens

Ausgeschlossen sind Schutzausrüstung wie Schienbeinschoner, Protektoren und Helme (Konformitätsbewertung nach Verordnung (EU) 2016/425), Einlagen, Orthesen und Bandagen (ärztliche und orthopädietechnische Versorgung), Teile in Sicherungsketten und tragende Sportgeräte wie Griffe für Hängeübungen oder Halterungen für Gewichte.

5 Recht

Streckendaten: Eine aufgezeichnete Strecke kann zeigen, wo eine Person wohnt und wann sie unterwegs ist. Das Werkzeug liest die Datei nur im Browser. Für Modelle, die gezeigt werden, Start und Ziel nicht an der Wohnadresse wählen oder den Anfang der Aufzeichnung kürzen. Die Austauschdatei enthält nur Länge und Höhenmeter, keine Punkte.
Logos und Namen: Vereins- und Sponsorenzeichen sind durch Urheber- und Markenrecht geschützt; Verwendung nur mit schriftlicher Freigabe.
Produktsicherheit: Medaillen und Modelle sind Ehrenpreise und Schaustücke, kein Spielzeug; Bänder sind für Kleinkinder ungeeignet. Für Serien gelten die Pflichten der Verordnung (EU) 2023/988 beim Inverkehrbringer.

6 Grenzen

Das Relief ist auf dem Raster gestuft. Feine Linien unter der doppelten Zellgröße werden ungleichmäßig; die Mindestlinienbreite ist 0,8 mm.
Schrift ist nicht Teil der Geometrie. Namen, Datum und Veranstaltung kommen als Gravur, Aufkleber oder Druck laut Angebot dazu.
Das Streckenmodell zeigt die Strecke, nicht das Gelände. Ein Geländemodell braucht Höhendaten der Umgebung, die die GPX-Datei nicht enthält.
Die Dateien sind groß, weil jede Zelle einzeln beschrieben ist. Schneideprogramme verarbeiten diese Größen; für Serien kann die Fertigung das Netz vereinfachen.

7 Nächste Schritte

Schrift als erhabene Geometrie aus einer offenen Schrift, ohne Schriftdienst von außen.
Geländemodell aus offenen Höhendaten, die die Person als Datei mitbringt.
Mehrfarbige Ausgabe: Grundplatte und Relief als getrennte Dateien für Farbwechsel.
Freischaltung der Verknüpfung zum Fertigungspartner, sobald dessen Generatoren freigegeben sind.

Literatur

TopoGrafix (2004): GPX 1.1 Schema.
3D Systems (1989): StereoLithography Interface Specification (STL-Format).
Sinnott, R. W. (1984): Virtues of the Haversine. Sky and Telescope 68(2), 159.
Europäisches Parlament und Rat (2023): Verordnung (EU) 2023/988 über die allgemeine Produktsicherheit.
Europäisches Parlament und Rat (2016): Verordnung (EU) 2016/425 über persönliche Schutzausrüstungen.
Europäisches Parlament und Rat (2016): Verordnung (EU) 2016/679 (Datenschutz-Grundverordnung).
Republik Österreich (1936): Urheberrechtsgesetz, § 78.

Zweckbestimmung: Planung und Auswertung von Training bei gesunden Personen. Kein Medizinprodukt. Keine Diagnose, keine Verletzungsvorhersage, keine Freigabe zur Rückkehr in den Sport.

Ethik: Keine Arbeit für Rüstung, Militär, Waffen oder Dual-Use-Luftfahrt.

Offenlegung: Dieses Vorhaben gehört zu einem Einzelunternehmen, das auch einen Betrieb für additive Fertigung führt. Wo Medaillen, Modelle, Gehäuse oder Halterungen gefertigt werden, besteht ein wirtschaftliches Eigeninteresse.