Создание реалистичной карты мира - формирование Landmass

Хотя в ответе bowlturner представлен список процессов, с которыми нужно работать, я думаю, что, поскольку речь идет о построении мира, должна быть какая-то техника для практического применения всех этих возможностей.

Практические средства, поскольку мы не говорим здесь явно о программном обеспечении, можно сделать с ручкой и бумагой и уместить все это в вашей голове.

Имейте в виду, что следующая техника предназначена для получения реалистичного результата, но она не обязательно зависит от абсолютного реализма или применения общепринятой теории на каждом этапе.

Высота

Начав с бесплодной каменистой планеты, мы можем немного поднять ее, чтобы уменьшить ее гладкость, что может помочь позже. Это можно сделать случайным образом — хороший алгоритм шума, конечно, может помочь, но, поскольку мы здесь на бумаге, мы можем просто разделить мир на несколько больших частей и бросить кубики для определения высоты на каждом пересечении.

Чтобы сделать это правильно, нам нужен диапазон высот, который имеет смысл. Нам нужна средняя высота и верхняя граница. Мы не можем определить самую низкую высоту как уровень моря, так как у нас еще нет моря. Поскольку Марс считается достаточно близким к молодой Земле, мы можем использовать его высоты в этой точке, поскольку там меньше коррозии (что дает нам возможность применить нашу собственную коррозию позже).

Самая высокая и самая низкая точки на Марсе находятся на расстоянии 30 км друг от друга, самая высокая гора — 22 км, а средняя высота (исходная поверхность) — около 8 км. Примените любую отметку на пересечениях в пределах этих границ и корректируйте, пока не получите правильную среднюю отметку. Затем разделите сетку и повторите процесс на всех новых пересечениях. Это придаст ему очень искусственный вид, поэтому просто объединяйте и разделяйте пики и долины, пока это не будет выглядеть более разумно.

Настало время разместить кратеры и прочее, если нужно — убедитесь, что это большие ударные кратеры, так как меньшие все равно разрушатся. после образования горы?) Кратеры должны быть большими и покрывать двузначный процент поверхности. Они также не должны быть слишком глубокими, максимум десятая часть диапазона высот (в данном случае 3км, но лучше меньше).

Если вы не хотите океанов в мире, вы можете остановиться здесь. Если вы хотите земного, пришло время его разбить. Это даст вам континенты.

Моря и континенты

Создайте линии разломов вокруг шапок и по всей поверхности, больше, если вы хотите много континентов, меньше, если вы хотите их меньше. Затем отодвиньте поверхность от линий разломов — чем дальше суша от разломов, тем больше океаны и тем глубже они будут. Не стесняйтесь уменьшать сушу до 30% поверхности или меньше. Все это не нужно делать подробно, достаточно приблизительно.

После того, как вы закончите создавать континенты, создайте больше линий разлома повсюду. Не отступайте от них - это ваши тектонические плиты. Если вы не знаете, как они должны выглядеть, вот картинка . Из рисунка видно, что плиты не совпадают точно с континентами и не являются полностью случайными.

Вулканы

Теперь случайным образом размещайте вулканы — повсюду. Предыдущий сеточный подход может работать. Количество вулканов на протяжении всей истории, вероятно, слишком велико, чтобы с ним работать, но кажется, что сегодня существует около 1500 потенциально активных вулканов. Около 15 вулканов должно быть достаточно, потому что, как вы можете видеть здесь , они довольно хорошо сгруппированы вдоль линий разломов тектонических плит. Разместив их случайным образом, сильно сместите их в сторону этих линий. Те, которые находятся очень близко, должны быть умножены, чтобы покрыть большие линии вдоль разломов. Тем не менее, должно быть еще несколько мест, далеких от этих линий. Если они расположены на суше, то образуют вулканические горы, если близко к земле, но не на ней, получается остров, если далеко от суши, в океане, получается подводный вулкан.

Отметив пятна, необходимо определить их масштаб. Для этого есть шкала VEI . Шкала идет от нуля до 8, где ноль — относительно инертен, а 8 — апокалиптичен.

Нам нужно убедиться, что мы охватили и окрестности вулкана. Тефра будет выброшена в атмосферу и в конечном итоге осядет на землю. Есть также лава, покрывающая окрестности. Как далеко они зайдут? Мы можем разделить общий объем тефры (узнать по масштабу каждого вулкана, из ВЭИ) на мощность и получить площадь осевшей тефры для этой мощности. Примените его к окружающей области. Ветер и погода, конечно, будут влиять на вещи, но мы можем быть свободны в этом, поскольку симуляция погоды для каждого извержения и т. д. быстро станет слишком утомительной для этого. Здесь можно увидеть бурление магмы на основе индекса .. Можно предположить, что все эти кубометры превращаются в большую гору. Но насколько он высок и широк? Мы можем использовать правильную формулу круглого конуса и решить либо высоту, либо радиус, чтобы получить результат — к счастью, Google нас охватил — найдите «объем конуса», и он должен дать вам калькулятор для работы вместе с формулой, если вы нужно это.

Очевидно, это трудно сделать для 1,5 тыс. вулканов, поэтому просто сделайте несколько быстрых вычислений для тех, которые являются одиночными, а затем выберите несколько точек вдоль линий вулкана, рассчитайте что-нибудь для них и интерполируйте остальные вулканы (чтобы они были больше, когда ближе к большим и становятся меньше по мере приближения к маленьким). Если вам нужна толщина линии, используйте для этого средний радиус вулкана — вы также можете просто предположить, что тефра распределена по кругу, и взять этот радиус для линии круга тефры. Немного растушуйте для "реалистичности".

Альтернативой может быть распределение размеров на основе частот, которые вы можете получить из диаграммы, подобной этой .

Каньоны, Горные хребты, Серия островов

Именно здесь наши тарелки начинают иметь наибольшее значение. Каньоны и горные хребты легко. Посмотрите на пример — вот примерная карта горных хребтов . Очевидно, что существует линия разлома. Поскольку и каньоны, и горные хребты являются результатом взаимодействия плит, нам нужно встряхнуть их, чтобы некоторые из них образовались. Простой способ — разместить случайные векторы на каждой тектонической плите — для каждой плиты сделать стрелку длины и направления. Они должны начинаться примерно от центра каждой тарелки. Чтобы получить горизонтальные и вертикальные составляющие и облегчить себе жизнь, воспользуйтесь калькуляторомили, что еще проще, просто нарисуйте прямоугольник, выровненный по сетке, для которого вектор является его диагональю - левая и правая стороны являются вашими вертикальными компонентами, а верхние и нижние стороны - вашими горизонтальными.

Теперь посмотрите, куда указывают все новые стрелки. Если две плиты указывают друг на друга, сделайте это горным хребтом, если они встречаются на суше, или серией островов (могут быть подводными островами), если они встречаются в море. Если они смотрят в разные стороны, это каньон.

Нам нужно знать, какой высоты будут эти хребты и насколько глубокими будут каньоны. Есть два быстрых подхода к этому - используйте тот же диапазон высот сверху, от Марса (поскольку мы собираемся разрушить горы на 2/3 и на 1/2 позже, не используйте земные диапазоны - самая высокая точка должна быть ~ 20 км. а самая нижняя траншея под водой должна быть примерно на 5 км ниже уровня моря - каньоны должны опускаться не более чем на 1,5 км ниже уровня моря) или обходить плиты несколько раз (например, 3-5 раз) и подсчитывать столкновения и отводы для каждого края в пределах общего числа движений; разделите общую высоту на количество итераций, чтобы узнать, насколько велика разница между ними, а затем выполните простое сложение, чтобы определить их глубину и высоту.

Все эти столкновения являются землетрясениями, подобными извержениям вулканов, если вам нужна приблизительная оценка того, насколько мощными они могут быть и как часто они могут происходить (для более подробной информации), взгляните на это .

А эрозия?

Кажется, запланировано на потом, поэтому я останавливаюсь здесь.

Тектоника плит - это основные силы, которые создают и формируют массивы суши. Литосфера ( земная кора) плавает на магматическом ядре. Когда разные пластины движутся, трутся и сталкиваются друг с другом, они вызывают разные эффекты на поверхности. Так же, как лед на озере или другом большом водоеме. Когда две плиты сталкиваются, вы получаете гребни давления, (горы) разделяются, и вы получаете траншеи ( Марианская впадина ), часто одна плита скользит под другую. Это поднимет один вверх, а другой утонет в каминной полке. Некоторые плиты перетираются край к краю, как разлом Сан-Андреас . Все края плиты являются очень сейсмоопасными местами.

На планете с большим количеством воды она заполнит низины, создав океаны. Многие острова образовались в результате вулканической деятельности вдоль линий разломов под океаном. Другие - это вершины горных хребтов, таких как срединно-атлантический хребет , включая Азорские острова.

Что способствует дрифту? Магма, вращение планеты, вращение Луны по орбите и притяжение Солнца — все это оказывает давление на Землю, чтобы все двигалось, хотя до сих пор ведутся споры о том, какой вклад каждый из них вносит в целое.

Теперь о том, как применить эти знания для создания карты. Во-первых, важно понять, что многие из наиболее впечатляющих особенностей расположены по краям пластины. Знание двух способов образования гор (надвиг против вулканизма) поможет решить, какую гору (горы) вы поместите. «Одинокая гора» действительно должна быть вулканического происхождения. Это работает аналогично для островов в океанах и морях. Горные хребты имеют тенденцию следовать длинным дугам.

Обратите внимание на высоту, вода идет вниз по склону и заполняет ямы, пока не найдет выход. Такие места, как Долина Смерти, встречаются редко, по крайней мере, если они не заполнены водой. Индия столкнулась с Азией и создала Гималаи, так что это две отдельные плиты с большими площадями над океаном.

За исключением других факторов, континенты будут иметь тенденцию приподниматься с одного конца или с другого (или с обоих, или посередине и т. Д.). Таким образом, действительно большие внутренние моря будут редкостью, поскольку континенты имеют тенденцию «сбрасывать» их.

Поэтому, получив некоторое представление о том, как выглядят ваши континенты (ожидая много дуг в их создании), решите, где могут находиться плиты, чтобы помочь объяснить особенности, горы, низменности, океаны и т. д.

Очевидно, я не так хорошо описываю использование тектонических знаний для создания карт.

Я сделал бакалаврскую диссертацию по этой теме. Он содержит подробное объяснение того, как тектоника плит формирует массивы суши, и простую модель, которая действительно выполняет эту работу. Диссертация доступна на сайте Theseus.fi, а исходные коды вместе с несколькими снимками экрана — на sourceforge.net/projects/platec/. Мне нравятся результаты моей работы, например, у меня очень красивая топография, которую невозможно получить такими же простыми фрактальными методами.

Отвечая на вторую часть вашего вопроса, существует ряд различных алгоритмов, разработанных для использования в процедурной генерации игрового контента, которые используют упрощенную тектонику плит для создания карт мира. Примером является platec , но есть и много других.

Их можно легко использовать для создания реалистично выглядящих карт, в том числе в более многофункциональных симуляциях, горных хребтах и ​​общих картах высот. Однако мне неясно, существуют ли какие-либо, работающие со сферой. - единственные примеры, которые я видел, основаны на плоской поверхности.

Когда ваша планета впервые остынет, у вас будет выбор: тектонические плиты или одна твердая оболочка. Есть примеры в нашей Солнечной системе (на самом деле, Земля довольно уникальна)... по моему личному мнению, я считаю, что должно быть большое воздействие на ранней стадии формирования планет, чтобы начать тектонику плит (Луна Земли создается из земля — это толчок, из-за которого Земля начала свой путь)… не уверен, что смогу защитить эту позицию ссылками, но это возможный вывод. Основное влияние на геологию планеты на этом этапе оказывает то, как она будет высвобождать свою энергию.

-Тектоника. Здесь нечего добавить, что другие ответы не охватили ... Перемещение тарелок по планете - невероятно эффективный способ высвобождения сдерживаемой энергии на планете. Это движение будет формировать горы вдоль границ плит (порождая горные хребты). Интересным эффектом этого является то, что когда-то океан можно было поднять и превратить в высокие горные хребты. Раньше Индия была отделена от азиатского континента, и между двумя телами было море. В этом море было изобилие жизни, в том числе существо, похожее на угря длиной 20-30 футов, которое было ответвлением кита (оно стало тупиком в смысле эволюции, когда они вымерли, но у него есть общий предок с китами). Когда плита Индии врезалась в Азию, это море поднялось высоко в горные хребты... много-много лет спустя, люди находят останки угреподобного млекопитающего глубоко в Гималаях. В Скалистых горах в Северной Америке обитают одни из самых ранних морских обитателей (трилобайты) на некоторых возвышенностях на этой планете. Тектоника плит = постоянно меняющаяся.

В начале формирования галактик (мы говорим 4-5 миллиардов лет назад) космос был грязным местом с дерьмовой кучей обломков, плавающих вокруг и ожидающих столкновения (мы можем видеть это на Луне, где отсутствует тектоника плит и эрозия оставила эти удары возрастом в миллиард лет, чтобы мы могли их увидеть). Постоянные изменения тектоники плит во многом скрывают эту историю, и только в последние годы мы получили технологические знания о том, как искать древние удары о Землю.

-Планеты с твердой оболочкой, такие как Марс и Венера, находятся в этой конфигурации, где они в значительной степени покрыты одной гигантской плитой, а не серией движущихся плит... с точки зрения создания мира это на самом деле в несколько раз легче обрабатывать... одна большая Земля усеяна вулканами для высвобождения энергии. Вулканы в этом смысле становятся огромными автономными гигантами, которые возвышаются над землей и возвышаются над всем остальным. Гора Олимп на Марсе примерно в 3 раза превышает высоту горы Эверест (на самом деле мы предположили, что эта гора существовала, глядя на Марс, задолго до того, как спутники подтвердили ее существование) и имеет ширину более 600 миль (примерно размером с Францию). Его можно увидеть на дурацком расстоянии, и на самом деле он будет торчать из-за кривизны планеты.

Отсутствие тектоники плит для изменения высоты земли делает удары метеоритов гораздо более заметными на планетах, которые образовались таким образом, и вполне вероятно, что озера/моря остаются позади ударных кратеров (оставляя их очень круглой формы).

Гигантские одиночные горы и круглые кратерные озера... равнины почти везде. Во всяком случае, гораздо более прямолинейно, чем тектоника плит, поскольку «постоянные изменения» не беспокоят такую ​​​​систему.

Между прочим, я видел теорию о том, что вулканической активности недостаточно для выделения энергии для такой планеты, как Венера, и она постоянно накапливает энергию и нагревает поверхностную «кору»… раз в 250 миллионов лет в событие, для завершения которого требуется более 1 миллиона лет, поверхность Венеры «тает», полностью восстанавливаясь. Я действительно не уверен, насколько это возможно, но, тем не менее, это интересная теория.

Я предполагаю, что остальные комментарии здесь нацелены на ваши другие ветки вопросов ... Эрозия (особенно лед), вероятно, следующая, нет? Вам нужно будет выбрать «другие планетарные тела», чтобы определить гравитационные силы на эрозию, такие как приливы и тому подобное.

Немного периферийный по отношению к исходному вопросу, но я нашел здесь «хороший» (с некоторыми придирками) симулятор тектоники: http://davidson16807.github.io/tectonics.js/

Он должен работать с большинством современных браузеров и обычно хорош для создания достоверных карт. Из-за того, что сферическая поверхность разделена на ячейки, края немного схематичны, и это по своей природе медленно, особенно если в вашем браузере нет хорошей реализации js, но это довольно круто.

Лучший способ начать проектирование реалистичного мира я нашел здесь . В своем ответе я воспользуюсь некоторыми мыслями из этой статьи.

Я думаю о мире как о футбольном мяче с косточками, где высота поднимается и опускается. Низкие части поглощаются океаном, средняя высота — это ваши равнины, а ваши высокие точки — это горы или острова, если они изолированы от других высоких точек. Теперь каждая секция футбольного мяча представляет собой отдельную тектоническую плиту. Вы можете изменить количество тарелок, форму каждой из них, но в конце концов ваши тарелки соединятся вместе, образуя сферу. Там, где каждая плита соприкасается, высота становится выше, когда они сталкиваются друг с другом и поднимаются. Горы образуются там, где плиты сталкиваются. Там, где плиты входят в океан, вы, как правило, найдете поблизости несколько островов, поскольку земля поднимается достаточно высоко, чтобы возвышаться над океаном.

При разработке карты вы можете начать с концепции, общей формы и ощущения континента и нескольких важных горных хребтов. Затем вы можете нарисовать пластины поверх этого эскиза вдоль горных хребтов, чтобы конкретизировать карту и указать размещение большего количества гор и островов. Или вы можете начать с тарелок, просто соберите несколько фигур, которые переходят друг в друга, нарисуйте горы на пересечении, а затем постепенно уступайте место океану по мере удаления от гор. Это действительно зависит от вас.

Вы также можете выяснить, как возникла ваша территория. Ваш мир только что медленно поднялся из-за видения? Ваш морской берег, скорее всего, плавный и постепенно уходит в воду. Вы хотите, чтобы Пангея раскололась, вызвала потрясения и потенциальные конфликты, такие как слияние Индии и Азии? Это может дать вам больше океанских утесов там, где земля раскололась.

Последний фактор – вода. Где ваши реки, озера и наводнения? Было ли в вашем мире время, чтобы вырезать Гранд-Каньон? Вы можете нарисовать реки от гор, созданных на предыдущем шаге, до океана. Путь, по которому он идет, является самой низкой отметкой в ​​​​каждой точке, и постоянный поток воды со временем только снижает ее.