Erstellen einer realistischen Weltkarte - Landmassenbildung

Während die Antwort von Bowlturner eine Liste von Prozessen enthält, mit denen gearbeitet werden kann, denke ich, dass es eine Technik geben sollte, um all diese Möglichkeiten auf praktische Weise anzuwenden, da es hier um den Aufbau von Welten geht.

Praktisch bedeutet, da wir hier nicht explizit von Software sprechen, mit Stift & Papier möglich und alles in den Kopf zu bekommen.

Denken Sie daran, dass die folgende Technik ein realistisches Ergebnis liefern soll, aber nicht unbedingt in jedem Schritt auf absoluten Realismus oder die Anwendung der Mainstream-Theorie angewiesen ist

Elevation

Beginnend mit einem kargen, felsigen Planeten können wir etwas Höhe anwenden, um die Glätte zu verringern, was später hilfreich sein kann. Dies kann nach dem Zufallsprinzip erfolgen - ein netter Rauschalgorithmus kann natürlich helfen, aber da wir hier auf dem Papier sind, können wir die Welt einfach in ein paar große Abschnitte unterteilen und an jeder Kreuzung für die Höhe würfeln.

Um dies richtig zu machen, brauchen wir eine Reihe von Erhebungen, die sinnvoll sind. Wir brauchen eine mittlere Höhe und eine höhere Schranke. Wir können die niedrigste Erhebung nicht als Meeresspiegel definieren, da wir noch kein Meer haben. Da der Mars als nah genug an einer jungen Erde gilt, können wir an dieser Stelle seine Erhebungen verwenden, da dort weniger Korrosion vorhanden ist (was uns Raum gibt, später unsere eigene Korrosion anzuwenden).

Die höchsten und niedrigsten Punkte auf dem Mars sind 30 km voneinander entfernt, der höchste Berg ist 22 km entfernt und die mittlere Höhe (Bezugsfläche) liegt bei etwa 8 km. Wenden Sie eine beliebige Höhe an den Schnittpunkten innerhalb dieser Grenzen an und passen Sie sie an, bis Sie eine korrekte mittlere Höhe haben. Unterteilen Sie dann das Gitter und führen Sie den Vorgang an allen neuen Schnittpunkten erneut durch. Dies verleiht ihm ein sehr künstliches Aussehen, also verschmelzen und teilen Sie einfach Gipfel und Täler, bis es vernünftiger aussieht.

Jetzt ist es an der Zeit, Krater und andere Dinge zu platzieren, wenn es sein muss – stellen Sie sicher, dass es große Einschlagskrater sind, da kleinere sowieso erodieren werden. Entscheiden Sie, ob Sie die Oberflächenmerkmale aufgrund der Höhe über oder unter den Kratern anwenden möchten (hat der Einschlag stattgefunden). nachdem ein Berg entstanden ist?) Krater sollten groß sein und einen zweistelligen Prozentsatz der Oberfläche bedecken. Sie sollten auch nicht zu tief sein, höchstens ein Zehntel des Höhenbereichs (in diesem Fall 3 km, aber weniger ist besser).

Wenn Sie keine Ozeane auf der Welt wollen, können Sie hier so ziemlich aufhören. Wenn Sie erdähnliches wollen, ist es Zeit, es aufzubrechen. Dadurch erhalten Sie Kontinente.

Meere & Kontinente

Erstellen Sie Verwerfungslinien um die Kappen und über die gesamte Oberfläche, mehr, wenn Sie viele Kontinente wollen, weniger, wenn Sie weniger davon wollen. Ziehen Sie dann die Oberfläche von den Verwerfungslinien zurück – je weiter Land von den Verwerfungen entfernt ist, desto größer und tiefer werden die Ozeane. Fühlen Sie sich frei, trockenes Land auf 30 % der Oberfläche oder weniger zu reduzieren. All dies muss nicht im Detail geschehen, sondern nur grob.

Nachdem Sie fertig sind, Kontinente zu erhalten, erstellen Sie überall weitere Bruchlinien. Entferne sie nicht – das sind deine tektonischen Platten. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie sie aussehen sollen, hier ist ein Bild . Aus dem Bild ist ersichtlich, dass die Platten weder genau mit den Kontinenten zusammenfallen noch völlig zufällig sind.

Vulkane

Platziere nun zufällig Vulkane – überall. Der bisherige Grid-Ansatz kann funktionieren. Die Anzahl der Vulkane im Laufe der Geschichte ist wahrscheinlich zu hoch, um damit zu arbeiten, aber es scheint, dass es heute etwa 1500 potenziell aktive gibt. Ungefähr 15 Vulkane sollten ausreichen, da sie, wie Sie hier sehen können , ziemlich gut entlang der Verwerfungslinien der tektonischen Platte gehäuft sind. Nachdem Sie sie zufällig platziert haben, neigen Sie sie stark zu diesen Linien. Diejenigen, die sehr nahe beieinander liegen, sollten multipliziert werden, um große Linien entlang der Verwerfungen abzudecken. Es sollten jedoch noch einige weit von diesen Linien entfernt sein. Wenn sie auf trockenem Land platziert werden, bilden sie Vulkanberge, wenn sie in der Nähe von Land liegen, aber nicht darauf, erhalten Sie eine Insel – wenn sie weit vom Land entfernt im Ozean liegen, erhalten Sie einen Unterwasservulkan.

Nachdem Sie die Flecken notiert haben, muss ihr Maßstab festgelegt werden. Dafür gibt es die VEI-Skala . Die Skala reicht von null bis 8, wobei null relativ träge und 8 apokalyptisch ist.

Wir müssen sicherstellen, dass wir auch die Umgebung des Vulkans abdecken. Die Tephra würde in die Atmosphäre ausgestoßen und schließlich auf dem Boden abgelagert. Es gibt auch Lava, die die Umgebung bedeckt. Wie weit würden diese gehen? Wir können das Gesamtvolumen der Tephra (finden Sie es anhand der Größe jedes Vulkans aus dem VEI heraus) durch eine Mächtigkeit dividieren und erhalten eine Fläche mit besiedelten Tephra für diese Mächtigkeit. Wenden Sie es auf die Umgebung an. Wind und Wetter würden natürlich Einfluss nehmen, aber da können wir uns frei verhalten, denn das Simulieren des Wetters für jede Eruption etc. wird dafür schnell zu lästig. Das Magma, das basierend auf dem Index heraussprudelt, ist hier zu sehen. Sie können davon ausgehen, dass all diese Kubikmeter zu einem großen Berg werden. Aber wie hoch und breit wird es? Wir können die richtige Kreiskegelformel verwenden und entweder nach Höhe oder Radius auflösen, um ein Ergebnis zu erhalten - zum Glück hat Google uns abgedeckt - suchen Sie nach "Kegelvolumen" und es sollte Ihnen einen Taschenrechner geben, mit dem Sie arbeiten können, zusammen mit der Formel, wenn Sie brauchen.

Offensichtlich ist dies für 1,5.000 Vulkane schwierig, also führen Sie einfach einige schnelle Berechnungen für diejenigen durch, die einzeln sind, und wählen Sie dann einige Punkte entlang der Vulkanlinien aus, berechnen Sie etwas für diese und interpolieren Sie den Rest der Vulkane (so dass sie größer sind, wenn näher an den großen und sie werden kleiner, wenn sie sich den kleinen nähern). Wenn Sie eine Dicke für die Linie benötigen, verwenden Sie dafür den durchschnittlichen Vulkanradius - Sie können auch einfach davon ausgehen, dass die Tephra kreisförmig verteilt ist, und diesen Radius für die Tephra-Kreislinie verwenden. Fuzzy es ein wenig für "Realismus".

Eine Alternative wäre, die Größen anhand von Häufigkeiten zu verteilen, die Sie aus einem Diagramm wie diesem ableiten können .

Schluchten, Gebirgszüge, Inselserie

Hier beginnen unsere Teller am wichtigsten zu sein. Canyons und Bergketten sind einfach. Schauen Sie sich ein Beispiel an – hier ist eine grobe Karte der Gebirgszüge . Es ist offensichtlich, dass es eine Bruchlinienbeziehung gibt. Da sowohl Schluchten als auch Bergketten das Ergebnis von Plattenwechselwirkungen sind, müssen wir sie schütteln, um einige davon herzustellen. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, zufällige Vektoren auf jeder tektonischen Platte zu platzieren. Erstellen Sie für jede Platte einen Pfeil mit einer Länge und Richtung. Sie sollten ungefähr in der Mitte jeder Platte beginnen. Verwenden Sie einen Taschenrechner , um die horizontalen und vertikalen Komponenten zu erhalten und unser Leben einfacher zu machenoder einfacher, zeichnen Sie einfach ein Rechteck, das an dem Gitter ausgerichtet ist, für das der Vektor seine Diagonale ist - die linke und rechte Seite sind Ihre vertikale Komponente und die obere und untere Seite Ihre horizontale Komponente.

Schauen Sie sich nun an, wohin alle neuen Pfeile zeigen. Wenn zwei Platten aufeinander zeigen, machen Sie daraus eine Bergkette, wenn sie sich an Land treffen, oder eine Reihe von Inseln (können Unterwasserinseln sein), wenn sie sich auf See treffen. Wenn sie voneinander weg zeigen, ist das eine Schlucht.

Wir müssen wissen, wie hoch diese Bergketten sein werden und wie tief die Schluchten sein werden. Es gibt zwei schnelle Ansätze dafür - verwenden Sie den gleichen Höhenbereich von oben, vom Mars (da wir Berge auf 2/3 bis 1/2 später erodieren werden, verwenden Sie keine Erdbereiche - der höchste Punkt sollte ~ 20 km betragen und der niedrigste Graben unter Wasser sollte ~ 5 km unter dem Meeresspiegel liegen - Schluchten sollten höchstens 1,5 km unter dem Meeresspiegel liegen) oder sich mehrmals um die Platten bewegen (z. B. 3-5 Mal) und Kollisionen und Rückzüge für jede Kante innerhalb der Gesamtzahl zählen von Bewegungen; Teilen Sie die Gesamthöhe durch die Anzahl der Iterationen, um zu wissen, wie viel Unterschied jeder einzelne macht, und führen Sie dann eine einfache Addition durch, um ihre Tiefen und Höhen zu ermitteln.

Alle diese Kollisionen sind Erdbeben - wie Vulkane, wenn Sie eine grobe Schätzung wünschen, wie stark sie sein können und wie oft sie auftreten können (für mehr Details), werfen Sie einen Blick darauf .

Was ist mit Erosion?

Scheint für später geplant zu sein, also höre ich hier auf.

Plattentektonik sind die Hauptkräfte, die Landmassen erschaffen und formen. Die Lithosphäre (Erdkruste) schwimmt auf einem Magmakern. Wenn sich die verschiedenen Platten bewegen, schleifen und aneinander stoßen, verursachen sie unterschiedliche Effekte auf der Oberfläche. Genau wie Eis auf einem See oder einem anderen großen Gewässer. Wenn zwei Platten kollidieren, entstehen Druckkämme, (Berge) trennen sich und es entstehen Gräben ( Marianengraben ), oft rutscht eine Platte unter die andere. Dadurch wird einer hochgehoben und der andere in den Kaminsims sinken. Einige Platten schleifen Kante an Kante wie die San-Andreas-Verwerfung . Alle Plattenränder sind sehr erdbebengefährdete Orte.

Auf einem Planeten mit viel Wasser wird es die tiefen Stellen füllen und Ozeane schaffen. Viele Inseln sind durch vulkanische Aktivitäten entlang der Verwerfungslinien unter dem Ozean entstanden. Andere sind die Gipfel von Gebirgszügen wie dem mittelatlantischen Rücken einschließlich der Azoren.

Was treibt das Driften an? Das Magma, die Rotation des Planeten, der Mond im Orbit und die Zugkraft der Sonne belasten die Erde, um die Dinge in Bewegung zu halten, obwohl es immer noch umstritten ist, wie viel jeder einzelne zum Ganzen beiträgt.

Nun, wie man dieses Wissen anwendet, um tatsächlich eine Karte zu erstellen. Zunächst ist es wichtig zu erkennen, dass sich viele beeindruckendere Merkmale entlang der Plattenkanten befinden. Wenn Sie wissen, wie Berge auf zwei Arten entstehen (Auftrieb oder Vulkanismus), können Sie entscheiden, welche Art von Berg(en) Sie wo platzieren. Ein „einsamer Berg“ sollte eigentlich vulkanischen Ursprungs sein. Dies funktioniert ähnlich für Inseln in den Ozeanen und Meeren. Gebirgszüge werden dazu neigen, langen Bögen zu folgen.

Achten Sie auf die Höhe, das Wasser fließt bergab und füllt Löcher, bis es einen Abfluss findet. Orte wie Death Valley sind ungewöhnlich, zumindest ohne dass sie mit Wasser gefüllt sind. Indien drang nach Asien ein und schuf den Himalaya, also zwei getrennte Platten mit großen Flächen über dem Ozean.

Abgesehen von anderen Faktoren neigen die Kontinente dazu, an dem einen oder anderen Ende (oder an beiden oder in der Mitte usw.)

Nachdem Sie also eine Vorstellung davon haben, wie Ihre Kontinente aussehen (erwarten Sie viel Bogen bei ihrer Entstehung), entscheiden Sie, wo sich die Platten befinden könnten, um die Merkmale, Berge, Tiefländer, Ozeane usw. zu erklären.

Anscheinend bin ich nicht annähernd so gut darin, die Verwendung des tektonischen Wissens für die Erstellung von Karten zu beschreiben.

Aus diesem Thema habe ich eine Bachelorarbeit gemacht. Es enthält eine umfassende Erklärung, wie die Plattentektonik die Landmassen formt, und ein einfaches Modell, das die Aufgabe tatsächlich erfüllt. Die These ist auf Theseus.fi verfügbar und die Quellcodes zusammen mit einigen Screenshots sind auf sourceforge.net/projects/platec/ . Ich mag die Ergebnisse meiner Arbeit, hat zB eine sehr schöne Topographie, die mit ebenso einfachen fraktalen Methoden unmöglich zu erreichen ist.

Als Antwort auf den zweiten Teil Ihrer Frage gibt es eine Reihe verschiedener Algorithmen, die für die prozedurale Generierung von Spielinhalten entwickelt wurden und die vereinfachte Plattentektonik zur Generierung von Weltkarten verwenden. Ein Beispiel ist platec , aber es gibt noch viele andere.

Diese können leicht verwendet werden, um realistisch aussehende Karten zu erstellen, einschließlich in funktionsreicheren Simulationen, Bergketten und allgemeinen Höhenkarten. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob es welche gibt, die mit einer Kugel arbeiten. - Die einzigen Beispiele, die ich gesehen habe, basieren auf einer ebenen Fläche.

Wenn Ihr Planet zum ersten Mal abkühlt, haben Sie die Wahl, ob Sie tektonische Platten oder eine harte Schale bauen möchten. Es gibt Beispiele in unserem Sonnensystem (eigentlich ist die Erde ziemlich einzigartig) ... meiner persönlichen Meinung nach glaube ich, dass es früh in der Entstehung eines Planeten einen großen Einfluss geben muss, um die Plattentektonik zu starten (Der Mond der Erde entsteht aus dem Erde ist der Aufprall, der die Erde auf ihrem Weg begann) ... ich bin mir nicht sicher, ob ich diese Position mit Links verteidigen kann, aber es ist eine mögliche Schlussfolgerung. Der Haupteinfluss auf die Geologie eines Planeten in dieser Phase ist, wie er seine Energie freisetzen wird.

-Tektonik. Hier gibt es nicht viel hinzuzufügen, was andere Antworten nicht abgedeckt haben ... Das Bewegen der Platten auf dem Planeten ist eine unglaublich effiziente Möglichkeit, die aufgestaute Energie auf einem Planeten freizusetzen. Diese Bewegung wird Berge entlang der Plattengrenzen bilden (was zu Gebirgszügen führt). Ein interessanter Effekt davon ist, dass das, was einst ein Ozean war, angehoben und in hohe Gebirgszüge verwandelt werden kann. Früher war Indien vom asiatischen Kontinent getrennt und es gab ein Meer zwischen den beiden Körpern. Dieses Meer hatte eine Fülle von Leben, einschließlich einer 20-30 Fuß langen aalähnlichen Kreatur, die ein Ableger des Wals war (es wurde im Sinne der Evolution zu einer Sackgasse, als sie ausstarben, aber es hat einen gemeinsamen Vorfahren mit Walen). Als die indische Platte in Asien einschlug, wurde dieses Meer hoch in die Bergketten geschoben ... viele, viele Jahre später, Menschen finden die Überreste eines aalähnlichen Säugetiers tief im Himalaya-Gebirge. Die Rocky Mountains in Nordamerika beherbergen einige der frühesten Meereslebewesen (Trilobytes) in einigen der höheren Lagen auf diesem Planeten. Plattentektonik = immer im Wandel.

Zu Beginn der Galaxienbildung (wir reden hier vor 4-5 Milliarden Jahren) war der Weltraum ein unordentlicher Ort mit einer Menge Trümmern, die herumschwebten und darauf warteten, irgendwo einzuschlagen (wir können dies am Mond sehen, wo es an Plattentektonik fehlt und Erosion haben diese Milliarden Jahre alten Einschläge für uns sichtbar gemacht). Die ständige Veränderung der Plattentektonik trägt viel dazu bei, diese Geschichte zu verbergen, und erst in den letzten Jahren haben wir das technologische Wissen erlangt, wie wir nach alten Einschlägen auf der Erde suchen können.

-Hartschalenplaneten wie Mars und Venus befinden sich in diesem Aufbau, wo sie so ziemlich von einer riesigen Platte bedeckt sind und nicht von einer Reihe beweglicher Platten ... vom Standpunkt der Welterschaffung aus gesehen ist dies tatsächlich um ein Vielfaches einfacher zu verarbeiten ... eine große Landmasse, die mit Vulkanen übersät ist, um Energie freizusetzen. Vulkane in diesem Sinne werden zu riesigen eigenständigen Riesen, die aus dem Boden ragen und alles andere überragen. Olympus Mons auf dem Mars ist ungefähr dreimal so hoch wie der Mount Everest (wir vermuteten tatsächlich, dass dieser Berg existierte, als wir den Mars betrachteten, lange bevor Satelliten seine Existenz bestätigten) und über 600 Meilen breit (ungefähr so ​​groß wie Frankreich). Es kann aus einer dummen Entfernung gesehen werden und wird tatsächlich über die Krümmung des Planeten hinausragen.

Das Fehlen von Plattentektonik, um die Höhe des Bodens zu ändern, lässt den Meteoriteneinschlag auf Planeten, die sich so gebildet haben, viel auffälliger zurück, und es ist wahrscheinlich, dass Seen / Meere Einschlagskrater hinterlassen (wodurch sie eine sehr runde Form hinterlassen).

Gigantische Einzelberge und runde Einschlagskraterseen ... fast überall sonst Ebenen. Auf jeden Fall viel geradliniger als die Plattentektonik, da die „ständige Veränderung“ bei einem System wie diesem kein Problem darstellt.

Übrigens habe ich die Theorie gesehen, dass vulkanische Aktivität nicht ausreicht, um Energie für einen Planeten wie die Venus freizusetzen, und dass sie kontinuierlich die Energie aufbaut und die Oberflächenkruste erwärmt ... einmal alle 250 Millionen Jahre ein Ereignis, das über 1 Million Jahre in Anspruch nimmt, die Oberfläche der Venus „schmilzt“ und reformiert sich vollständig. Ich bin mir wirklich nicht sicher, wie machbar das ist, aber es ist trotzdem eine interessante Theorie.

Ich denke, der Rest der Kommentare hier zielt auf Ihre anderen Fragethreads ab ... Erosion (insbesondere Eis) ist wahrscheinlich als nächstes dran, oder? Sie müssen sich für „andere Planetenkörper“ entscheiden, um Gravitationskräfte auf Erosion wie Gezeiten und Art zu bestimmen.

Etwas peripher zur ursprünglichen Frage, aber ich habe hier einen "guten" (mit einigen Spitzfindigkeiten) Tektonik-Simulator gefunden: http://davidson16807.github.io/tectonics.js/

Es sollte mit den meisten modernen Browsern funktionieren und ist normalerweise gut darin, glaubwürdige Karten zu erstellen. Aufgrund der Art und Weise, wie die sphärische Oberfläche in Zellen unterteilt ist, sind die Kanten etwas skizzenhaft und von Natur aus langsam, insbesondere wenn Ihr Browser keine gute js-Implementierung hat, aber es ist ziemlich cool.

Den besten Weg, um mit dem Entwerfen einer realistischen Welt zu beginnen, habe ich hier gefunden . In meiner Antwort werde ich einige der Gedanken aus diesem Artikel verwenden.

Ich stelle mir die Welt als einen Fußball mit Löchern vor, bei dem Höhen steigen und fallen. Die niedrigen Teile werden vom Ozean verschluckt, die durchschnittliche Höhe ist Ihr flaches Land, und Ihre Höhepunkte sind Berge oder Inseln, wenn sie von anderen Höhepunkten isoliert sind. Jetzt ist jeder Abschnitt des Fußballs eine separate tektonische Platte. Sie können die Anzahl der Platten und ihre Form ändern, aber am Ende werden sich Ihre Platten zu einer Kugel zusammenfügen. Wo sich jede Platte trifft, wird die Erhebung höher, wenn sie zusammendrücken und ansteigen. Dort, wo die Platten aufeinanderprallen, bilden sich Berge. Dort, wo die Platten in den Ozean eintreten, finden Sie normalerweise ein paar Inseln in der Nähe, da das Land gerade hoch genug geschoben wird, um sich über den Ozean zu erheben.

Beim Entwerfen Ihrer Karte können Sie mit einem Konzept, der Gesamtform und dem Gefühl des Kontinents und einigen wichtigen Gebirgszügen beginnen. Dann können Sie die Platten auf diese Skizze entlang der Bergketten zeichnen, um die Karte zu konkretisieren und die Platzierung weiterer Berge und Inseln zu steuern. Oder Sie beginnen mit den Platten, zaubern einfach ein paar Formen, die ineinander übergehen, zeichnen Berge an der Kreuzung und weichen dann allmählich dem Ozean, wenn Sie sich weiter von den Bergen zurückziehen. Es liegt wirklich an Ihnen.

Sie können auch herausfinden, wie Ihre Landmasse entstanden ist. Ist Ihre Welt gerade langsam aus dem Meer gestiegen? Ihre Meeresküste ist wahrscheinlich glatt und fällt allmählich ins Wasser ab. Wollen Sie eine Pangäa , die sich spaltet, Umwälzungen und Konfliktpotenzial verursacht wie die Fusion von Indien und Asien? Das könnte Ihnen mehr Ozeanklippen geben, wo sich das Land teilte.

Der letzte Faktor ist Wasser. Wo sind Ihre Flüsse, Seen und Überschwemmungen? Gab es in Ihrer Welt Zeit, den Grand Canyon herauszuschneiden? Sie können Flüsse von den Bergen, die Sie im vorherigen Schritt erstellt haben, zum Ozean ziehen. Der Weg, den es nimmt, ist die niedrigste Erhebung an jedem Punkt, und der konstante Wasserfluss macht es mit der Zeit nur niedriger.