Planetfall: Den Planeten Chiron aus Alpha Centauri wie eine echte Karte zeichnen
(somethingaboutmaps.wordpress.com)- Der Planet Chiron aus dem Spiel Sid Meier’s Alpha Centauri von 1999 wurde mit echten kartografischen Methoden rekonstruiert und die spielbasierte Karte mit 128×64 Kacheln zu einer hochauflösenden Posterkarte erweitert
- Der Kern der Arbeit bestand darin, die Höhenwerte von 8.192 Kacheln direkt zu erfassen und Daten zu Niederschlag, Felsigkeit und Xenofungus aus Screenshots und per QGIS-Sampling zu extrahieren
- Ausgehend davon, dass Chiron als kugelförmiger Planet dargestellt wird und die Spielkarte links und rechts nahtlos anschließt, wurde die Originalkarte mit einer cylindrical equal area projection und einer Variante nach Trystan Edwards versehen
- Die niedrig aufgelösten Rasterdaten wurden durch zufällige Punktverteilung, TIN-Interpolation, Delaunay-Triangulation, Rauschen, manuelle Korrekturen und eine Neuberechnung des polarbezogenen DEM in ein organischer wirkendes Geländemodell überführt
- Die fertige Karte entstand mit QGIS, Python, Photoshop, Illustrator und Eduard; sie zeigt, dass sich auch Karten fiktiver Welten mit echten kartografischen Techniken erweitern lassen, wenn brauchbare vorhandene Daten existieren
Das Projekt zur Kartierung von Chirons in Alpha Centauri
- Das Ergebnis ist eine Posterkarten-Darstellung des Hintergrundplaneten Chiron aus Sid Meier’s Alpha Centauri
- Chiron ist Schauplatz des Spiels und eines seiner zentralen Elemente; die offizielle eingebaute Karte wurde vom Spieldesigner Chris Pine erstellt
- Im Mittelpunkt des Artikels steht weniger eine Einführung ins Spiel als vielmehr der Herstellungsprozess, bei dem Spieldaten in einen echten kartografischen Workflow überführt werden
- Das Projekt ist ein Beispiel dafür, bestehende kartografische Fähigkeiten auf eine fiktive Welt anzuwenden, unterscheidet sich aber von Fantasy-Karten, bei denen die Welt von Grund auf neu erschaffen wird
Der Unterschied zwischen echten und fiktiven Karten
- Die Kartierung der realen Welt ist eher eine Arbeit des Manipulierens und Gestaltens vorgegebener Geodaten
- Wer Fantasy- oder SF-Karten von Grund auf erstellt, muss die Daten selbst neu erzeugen und braucht daher andere Fähigkeiten
- Der Autor sieht sich eher als Datenbearbeiter denn als Datenerzeuger
- Der entscheidende Grund, warum eine Karte von Chiron möglich war, liegt darin, dass im Spiel bereits nutzbare Daten vorhanden waren
Erfassung der Spieldaten
- Die offizielle Karte von Alpha Centauri besteht aus 128×64 rautenförmigen Pixeln
- Jedes Pixel enthält Eigenschaften wie Höhe, Niederschlag und Felsigkeit
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Transkription der Höhenwerte
- Genutzt wurde, dass das Spiel für jede Kachel den exakten Höhenwert anzeigt
- Insgesamt wurden die Höhenwerte von 8.192 Kacheln von Hand erfasst und zur Verringerung von Übertragungsfehlern erneut geprüft
- Diese Arbeit begann 2022 und wurde 2025 abgeschlossen
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Niederschlag und Felsigkeit
- Die Niederschlagsdaten stammen aus einer thematischen Karte eines Mods, da das Originalspiel so etwas nicht bietet
- Der Niederschlag ist in drei Stufen unterteilt: rainy, moist und arid
- Nach dem Erfassen der gesamten Karte per Screenshot wurden in Photoshop Farben getrennt und in QGIS Rasterwerte kachelweise auf Vektor-Punkte gesampelt
- Bereiche, in denen Kartenelemente die Niederschlagsinformation verdeckten, wurden manuell korrigiert
- Die Felsigkeit wurde auf dieselbe Weise extrahiert, aber in der finalen Karte nicht verwendet
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Xenofungus
- Xenofungus ist eine einheimische Lebensform auf Chiron und erscheint auf der Spielkarte als pinke oder rötliche Oberfläche
- Diese Daten liegen nur binär als Vorhandensein oder Nichtvorhandensein vor
- Da es keine separate thematische Karte gab, wurden pinke und rote Pixel aus der normalen Spielkarte gesampelt und anschließend korrigiert
Festlegung der Projektion
- Die Spielwelt verhält sich wie eine zylindrische Karte: nach links und rechts kann man unbegrenzt weiterwandern, an den oberen und unteren Rändern stoppt die Bewegung
- Chiron erscheint in verschiedenen Medien des Spiels und im Titelbildschirm als runder Planet, daher wird die 2D-Karte als Darstellung eines kugelförmigen Planeten verstanden
- Da eine Basis im Spiel unabhängig von ihrer Position stets dieselbe Zahl an Pixeln kontrolliert, wird angenommen, dass jedes Pixel die gleiche Fläche repräsentiert
- Entsprechend wurde der Spielkarte eine cylindrical equal area projection zugewiesen
- Mit einem Standardbreitengrad von 37,4° ergibt sich dasselbe Seitenverhältnis wie bei der Spielkarte; das entspricht der Trystan Edwards projection
- Diese Projektion diente anschließend in QGIS als Grundlage für die Koordinatenbehandlung der erzeugten Datensätze
Erweiterung des niedrig aufgelösten Höhengitters zu einem DEM
- Die ursprünglichen Höhendaten liegen nur als Raster mit 128×64 vor und haben für eine Posterkarte eine viel zu geringe Auflösung
- Ziel war es, unter Wahrung der im Spiel bekannten Fakten ein detaillierteres Digital Elevation Model zu erzeugen
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Zufallspunkte und TIN-Interpolation
- Über jede Kachel wurden Zufallspunkte verteilt, mit einem Mindestabstand, damit sie sich nicht zu stark ballen
- Pro Rasterkachel entstanden ungefähr 1 bis 3 Punkte; in Kacheln ohne Punkt wurde ein Mittelpunkt hinzugefügt
- Jeder Punkt erhielt den Höhenwert der Kachel, in der er lag
- Anschließend wurde per TIN-Interpolation ein erstes Höhenmodell erzeugt, das weniger nach Raster aussieht als eine Interpolation nur aus den ursprünglichen Gitterpunkten
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Delaunay-Triangulation und Rauschen
- Für feinere Geländedetails wurde wiederholt die Delaunay-Triangulation eingesetzt
- In die Zentren der Dreiecke zwischen Zufallspunkten wurden neue Punkte gesetzt, deren Höhe als Mittelwert der drei benachbarten Punkte definiert wurde
- Den Höhenwerten wurde ein kleines zufälliges Rauschen hinzugefügt, um Relief zu erzeugen; mit jeder Wiederholung wurde die Stärke des Rauschens reduziert
Manuelle Korrekturen und Garland Crater
- Bereiche, in denen das Interpolationsergebnis von der offiziellen Chiron-Karte abwich, wurden manuell korrigiert
- Inseln der offiziellen Karte konnten in der Interpolation mit dem Festland verschmelzen oder so klein werden, dass sie in der finalen Karte verschwanden
- In solchen Regionen wurden zusätzliche Höhenpunkte eingefügt, um die Formen anzupassen
- Garland Crater wirkt auf Basis der ursprünglichen Rasterhöhen eher rechteckig, doch die visuelle Darstellung im Spiel deutet eine kreisförmige Absicht an
- Dieser Bereich wurde mittels Rubbersheeting korrigiert, indem die ursprünglichen Höhenpunkte verschoben wurden, um einen runderen Krater zu erhalten
Glättung und polares DEM
- Nach der Interpolation wurden mehrere Glättungsverfahren kombiniert
- mean und median aus den focal statistics
- line integral convolution über das QGIS-Karika plugin
- etwas Perlin noise
- erneutes Mischen geglätteter und ursprünglicher Layer mit weiterer Glättung
- Es ging weniger um eine exakte Formel als um iteratives Anpassen, bis das Ergebnis überzeugend aussah
- Da die Pole in der ursprünglichen zylindrischen Projektion stark gedehnt werden, wurden Nord- und Südpol in einer separaten Projektion erneut interpoliert
- An den Polen gibt es große Bereiche ohne Spieldaten, daher wurde im zentralen Teil fast zufälliges Rauschen verteilt
- Die DEMs für Nord- und Südpol wurden auch separat gespeichert, um später für Karten dieser Regionen genutzt zu werden, und zusätzlich wieder in das Haupt-DEM eingeblendet
- Auch danach wurden noch fehlende Seen oder kleine Inseln entdeckt; einige wurden durch Änderungen am DEM korrigiert, andere durch manuelles Zeichnen im Kartenproduktionsschritt
Orthoapsidale Projektion und benutzerdefinierte Skripte
- Für die Hauptkarte wurde die orthoapsidale bzw. Raisz-Armadillo-Projektion verwendet
- Sie wurde gewählt, weil sie dem Betrachter unmittelbar das Gefühl vermittelt, auf eine gekrümmte Oberfläche zu sehen
- Da QGIS diese Projektion nicht enthält, wurde auf Basis der Umrechnungsformeln aus Wikipedia ein eigenes Python-Skript geschrieben
- Weil der Umgang mit PyQGIS noch nicht vertraut war, half auch ChatGPT dabei
- Die Projektion wurde an die Kontinentalanordnung von Chiron angepasst
- Die standardmäßige vertikale Neigung von 20° wurde auf -10° geändert
- Die seitliche Krümmung wurde reduziert
- Die Karte wurde zunächst horizontal gestaucht und projiziert und danach wieder horizontal gedehnt, um die Kompressionsverzerrung an den Rändern zu verringern
- Das Skript verarbeitete nur Vektoren; deshalb wurden Raster wie das DEM in Polygone pro Pixel umgewandelt, projiziert und anschließend wieder rasterisiert
- Das war nicht ideal und langsam, funktionierte aber für die tatsächliche Arbeit
Erstellung der Kartenlayer mit Schwerpunkt Photoshop
- Die finale Karte wurde größtenteils in Photoshop aus übereinandergelegten Layern aufgebaut
- Das Relief des Meeresbodens entstand aus den Bereichen des DEM mit Höhenwerten von 0 oder darunter als Schwarz-Weiß-Raster, das per gradient map blau eingefärbt wurde
- Für das Land wurden die Unterwasserwerte aus dem reprojizierten Höhenmodell entfernt und mit Eduard eine schweizerisch anmutende handgezeichnete Reliefschattierung simuliert
- An der Küstenlinie wurde ein inneres Glühen eingefügt, um Land und Wasser zu trennen und Berge nahe der Küste sanft auslaufen zu lassen
- Da die Höhenwerte im Spiel sehr unruhig sind, tauchen Berge oft abrupt direkt an der Küste auf; die Küstenbereiche wurden daher etwas weniger schroff erscheinen gelassen
- Das Landrelief wurde mit einem hue/saturation-Layer bräunlich eingefärbt und durch kleines Farbrauschen organischer wirken gelassen
Vegetationsdarstellung auf Basis des Niederschlags
- Wie in der offiziellen Spielkarte wurden die Niederschlagsdaten zur Darstellung der Vegetation genutzt
- Der Relief-Layer wurde kopiert, grün eingefärbt und mit Farbrauschen sowie Ebenen zur Anpassung von Helligkeit und Kontrast ergänzt
- Die Maske, die den grünen Relief-Layer mit dem braunen Relief-Layer mischt, stammt aus den Niederschlagsdaten
- Auf die in QGIS reprojizierten Niederschlagspunkte wurde eine thin plate spline interpolation angewendet, um die Grundlage für die Maske zu erzeugen
- In Photoshop entstanden mit dissolve blending mode sowie Weichzeichnungs- und Schärfefiltern weiche, punktartige Rauschtexturen
- Diese Maske lässt die Vegetation beim Übergang von feuchten zu trockenen Gebieten nicht einfach transparent werden, sondern so wirken, als nehme die Pflanzendichte ab
- Im Druck ist dieser Effekt ohne Lupe womöglich kaum zu erkennen, auf dem Bildschirm sorgt er aber für natürlichere Vegetationsgrenzen
Xenofungus und Flüsse
- Xenofungus kommt sowohl an Land als auch im Meer vor
- Xenofungus an Land wurde fast genauso behandelt wie Vegetation
- Die Punktdaten wurden interpoliert
- geglättet und verrauscht
- und als Maske für einen rötlichen Relief-Layer verwendet
- Für Xenofungus im Meer wurde dieselbe punktartige Maske verwendet, aber auf einen separaten violetten Layer beschränkt, der nur in Wasserflächen sichtbar ist
- Der Fungus-Layer im Meer wurde im linear burn blending mode mit den darunterliegenden Wasserfarben gemischt
- Die Flüsse der Spielkarte sind stark ans Raster gebunden und dadurch sehr eckig; deshalb wurden sie in QGIS manuell neu gezeichnet
- In Illustrator erhielten die Quellbereiche der Flüsse ein leichtes taper, und in Photoshop wurden Farbe und bevel hinzugefügt, damit sie wie in den Boden eingeschnitten wirken
- Eine hydrologische Analyse auf Basis des DEM wurde ebenfalls ausprobiert, erzeugte wegen des sehr unruhigen Geländes aber viele Binnenbecken und kurze Flüsse, sodass direktes Zeichnen einfacher war
Farbigkeit, malerischer Effekt und Betonung der Krümmung
- Auf die gesamte Karte wurde eine erhöhte Sättigung angewendet, und zur Visualisierung der Krümmung kam ein graticule hinzu
- Die stärkere Sättigung entstand zunächst zufällig beim Verschieben von Photoshop-Layern, wurde aber beibehalten, weil das Ergebnis gefiel
- So entstand ein kräftigeres Farbsystem als üblich, verstanden als Experiment im Rahmen eines persönlichen Projekts
- Die Karte wurde auf einen einzelnen Layer reduziert, verkleinert und dann mit dem dry brush-Filter von Photoshop versehen, um eine halb gemalte Textur zu erzeugen
- Da das Filterergebnis zu weich war, wurde es 50:50 mit der Originalkarte gemischt, um ein Gleichgewicht zwischen Detail und malerischer Weichheit zu finden
- Zum Schluss kam an den Rändern ein innerer Schatten hinzu, um den Eindruck nachlassenden Lichts zu erzeugen und zu betonen, dass es sich nicht um eine Ebene, sondern um eine gekrümmte Fläche handelt
Beschriftung und Schriftwahl
- Die erste Beschriftung wurde in Adobe Illustrator erstellt, weil dessen Textwerkzeuge besser geeignet sind als die von Photoshop
- Die fertigen Labels wurden anschließend zurück nach Photoshop importiert und mit der Karte verschmolzen
- Unter jedem Label wurde die Karte leicht unscharf gemacht, damit die Textkanten klarer als der Hintergrund erscheinen
- Mit glow und smart halos wurde ermöglicht, helle Schrift auf hellem Hintergrund und dunkle Schrift auf dunklem Hintergrund zu platzieren
- Alle Labels wurden in BellTopo Sans von Sarah Bell gesetzt
- Serifenschriften wirkten im Vergleich zur kräftigen Farbigkeit der Karte zu fein und passten nicht zu einer SF-Karte
- Die spielfeigene Schrift Eurostile erschien für eine Karte mit weicherer Palette und weicherem Stil zu starr
- BellTopo Sans schien passend, weil die Schrift die Robustheit einer Sans-Serif mit humanen, handgezeichnet wirkenden Elementen verbindet
Uneindeutige Ortsnamen und Posteraufbau
- Die Geländeformen im Spiel sind nicht immer klar beschriftet; oft steht weißer Text einfach auf einer einzelnen Rasterkachel
- In vielen Fällen mussten die Grenzen eines Geländemerkmals selbst interpretiert werden
- Planetneck war der schwierigste Fall
- Es war unklar, ob damit ein fingerförmiger Wasserarm oder das ihn querende Land gemeint ist
- Die Spielkarte enthält zudem Bereiche mit dünnen braunen Linien, die sowohl über Land als auch über Wasser verlaufen können, was die Deutung erschwerte
- Schließlich wurde entschieden, dass der Name den Eingang einer langen, schmalen Bucht bezeichnet
- Diese Entscheidung passt dazu, dass auf der offiziellen Karte auch andere Meerengen eigene Namen tragen
- Die offizielle Karte enthält nur 32 Namen, was für eine Karte dieser Größe sehr wenig ist
- Neue Namen zu erfinden war unangenehm, daher wurden nur bestehende Bezeichnungen verwendet
- Das finale Poster enthält neben der Hauptkarte auch kleinere Karten, die mit demselben Datensatz und denselben Techniken erstellt wurden
- eine Karte, die die Höhendaten deutlicher zeigt
- zwei Polarkarten mit geringerer Verzerrung
- Als Hommage an die Spieloberfläche wurden Hintergrund und Karte mit schwachen Scanlines versehen
- Auch das Blau von Titel und Rahmen erinnert an das Interface des Spiels
Grenzen der Arbeit und nächste Möglichkeiten
- Der gesamte Prozess war äußerst arbeitsintensiv und verband langweiliges Sampling von Spieldaten, GIS-Transformationen, Anpassungen benutzerdefinierter Projektionen und den Aufbau von Photoshop-Layern
- In der Praxis verlief die Arbeit nicht so effizient, wie die Beschreibung es vermuten lässt; es gab viele Monate von Versuch und Irrtum sowie Sackgassen
- Da der Datensatz nun existiert, wäre es künftig möglich, kleinere Regionen von Chiron vergrößert und in größerem Maßstab zu kartieren
- In diesem Fall ließen sich Methoden erkunden, um unter Erhalt der bekannten Höhenwerte realistischere Geländeformen zu erzeugen
- Das Potenzial der Felsigkeitsdaten fiel erst nach Abschluss des finalen Designs auf; in diesem Maßstab machte es keinen großen Unterschied, könnte aber bei vergrößerten Karten relevant sein
- Im ursprünglichen DEM müssen noch fehlende Seen und Inseln bereinigt werden
- Falls bessere Methoden für ein realistischeres Höhenmodell gefunden werden, könnte das bestehende DEM später ersetzt werden
- Das Projekt war nur möglich, weil bereits Daten vorhanden waren, und zeigt, dass sich Fähigkeiten der Datenbearbeitung auch in fiktiven Welten mit echter Kartografie verbinden lassen
1 Kommentare
Kommentare auf Hacker News
Daniel Huffmans Geschichte ist ziemlich überzeugend und inspirierend: https://somethingaboutmaps.wordpress.com/about/
Die lange Version ist noch besser: https://somethingaboutmaps.wordpress.com/2011/03/02/on-salva...
Ich würde gern den Funken finden, den er gefunden hat, aber ich fürchte, meine Leidenschaft wurde schon vor Jahren völlig zerrieben
Dieses Spiel war für mich sehr wichtig: Ich erinnere mich, dass ich dort zum ersten Mal Ideologien und religiöse Überzeugungen abstrakt wahrgenommen habe, losgelöst von konkreten menschlichen Beispielen
Die verschiedenen Fraktionen und das, woran sie glaubten, fand ich großartig, und es hat mich immer wieder dazu gebracht, mir vorzustellen, welche Arten von Überzeugungen Außerirdische wohl hätten, wenn es sie gäbe
Das politische System war wirklich gut; obwohl es in vier Bereichen jeweils nur vier Optionen gab, war es toll, dass die Entscheidungen nicht automatisch miteinander verknüpft waren
Wenn man wollte, konnte man auch einen freien Markt in einem Polizeistaat haben. Ich denke, wenn man dieses Spiel als Kind spielt, bringt es einen vielleicht dazu, etwas mehr darüber nachzudenken, was die eigene politische Haltung tatsächlich bedeutet. Natürlich hätte man auch Bücher lesen können, aber das kam ja nicht infrage. Es passte auch perfekt zu einem SF-Spiel, weil Autoren gern mit seltsamen politischen Kombinationen spielen
Aber langlebige Serien fügen mit der Zeit Nuancen hinzu und lassen Stereotype manchmal gegen ihre eigene „Natur“ ankämpfen
Statt interessanter Anführer, Fraktionen und Ideologien bekamen wir „Weltraum-Afrika“ und „Weltraum-Australien“
Ich frage mich, ob es rechtliche Probleme gibt, die Firaxis daran hindern, ein echtes Centauri-Remake zu machen
Sid Meier's Alpha Centauri war wirklich ein großartiges Spiel
Durch SMAC bekam ich Ideen dafür, wie künftige Gesellschaften organisiert sein könnten, um das Überleben und den Fortschritt der Menschheit zu sichern, und ich sah auch, wie speculative technology eine Zivilisation verändern kann
Beim Spielen fühlte ich mich weniger einsam, weil es zeigte, dass Einsamkeit eine zeitlose, universelle menschliche Bedingung ist. Ich sah Hoffnung in der Vision einer Menschheit, die ihren Platz zwischen den Sternen findet, rang mit Gedanken, die weit größer waren als ich selbst, und hatte das Gefühl, dass meine Empathiefähigkeit an den Entscheidungen im Spiel gemessen wurde
Außerdem erkannte ich, dass auch die Geschichte, wie ein Spiel, einfach voranschreitet, ohne moralischen Kompass
Für alle, die sich fragen, warum in Sid Meier's Alpha Centauri der Begriff „planetfall“ verwendet wird: Er kam im Spiel immer wieder vor und bedeutete den Beginn der Geschichte
Der Start-Prompt lautete so:
„Also habe ich die Karte abgesucht und die Höhenwerte aller Kacheln notiert. Insgesamt waren es 8.192.“
Es muss doch sicher eine automatisiertere Methode gegeben haben, statt das 8.000-mal von Hand zu machen?
Trotzdem haben gedankenlose, lange repetitive Projekte ihren eigenen Wert, wenn man sich ab und zu für eine Weile mit etwas füllen möchte, das nicht besonders wichtig ist
Beim Lesen der Beschreibung von Sid Meier's Alpha Centauri wurde mir klar, dass die Animationsserie Scavengers Reign ein sehr ähnliches Setting hat: menschliche Kolonisten stürzen auf einem Planeten ab, der intelligent zu sein scheint
Ich möchte diese Gelegenheit nutzen, um die Serie zu empfehlen. Wenn man SF-Fan ist, wenn man dabei an Greg Egan oder Vernor Vinge denkt, wird man sie mögen. Selbst wenn man kein SF-Fan ist, lohnt sich ein Versuch. So gut ist sie
Das Sounddesign dieses Spiels war wirklich gut. Ein herausragendes Spiel
Seit ich es 1999 als Retail-Version gekauft habe, hatte ich dieses Spiel immer auf irgendeinem Computer installiert. Ein Kunstwerk. Egal, wie sehr sich die Grafik in den letzten mehr als 25 Jahren weiterentwickelt hat, kein anderes Civ-Spiel hat mich je so erreicht
Vermutlich beginnt sie zu spielen, wenn der Spieler inaktiv ist, aber bei keiner Spielweise bekommt sie wirklich oft Gelegenheit, ausgelöst zu werden
Ich glaube, jede Fraktion hatte einen eigenen Soundtrack
Die Arbeit ist großartig, und mir gefallen die Karte und der Text. Wirklich gut gemacht
Schade ist, dass in der Landtextur keine kontrastreichen Grenzen zu sehen sind. Alles geht weich in andere Regionen über; die Berge sind sichtbar, aber die Textur ignoriert sie fast. Die Grenzen, die man in den Texturen unseres Planeten sieht, fehlen
Wahrscheinlich war das Xenofungus, aber es wirkte auch ein wenig wie Magma und sah aus, als würden die Kontinente auseinanderbrechen. In der neuen Version ist dieses Gefühl verschwunden
Trotzdem schätze ich die Arbeit, die hier hineingeflossen ist, und das Ergebnis sieht sehr beeindruckend aus
Ich musste die Disc jemand anderem geben, um aufzuhören, dieses Spiel zu spielen. Es beeinträchtigte meine Arbeit und meinen Schlaf ernsthaft
In ähnlichem Zusammenhang gibt es den Blog „Here Dragons Abound“ zur prozeduralen Generierung von Fantasy-Karten. Er wurde allerdings schon eine Weile nicht mehr aktualisiert: https://heredragonsabound.blogspot.com/