Und Berge erheben sich aus alten Karten!

Kürzlich stolperte ich beim gelangweilten Scrollen durch Twitter auf etwas, was mich sofort elektrisierte: Alte Karten mit dreidimensionaler Topographie! Wow, das sieht wirklich fantastisch aus :D Eine super Idee – und vor allem für mich leicht nachzumachen. Für mein Wege in die Vergangenheit-Video hatte ich mit der gleichen Technik schon mal eine moderne Karte auf Höhendaten gelegt und einen Kameraflug drüber gemacht.

Der Clou bei dieser dreidimensionalen Präsentation von alten, zweidimensionalen Karten ist es aber, sie durch Licht und Schatten zum Leben zu erwecken und dabei aber ihren Look als Karte – inklusive Rändern – beizubehalten. Die Karte soll sich nicht durch Georeferenzierung der Landschaft anpassen, wie das etwa bei planlauf/TERRAIN der Fall wäre. Sondern die Landschaft soll den Charme der Karte erweitern und ihr einen überraschenden Effekt hinzufügen :D

Dreidimensionale historische Karten

Im Vordergrund steht deswegen ganz allein die Optik. Auch wenn ich historische Karten als Geschichtsquellen wirklich liebe, soll es hier nun nicht um perfekt georeferenzierte Landmarken und möglichst hohe Genauigkeiten gehen. Deswegen spiegelt hier die Topographie bis zu einem gewissen Teil eher „alternative Fakten“ wieder :D Die Berge sind hier höher als in der Realität, um schöne Schattenwürfe zu bekommen.

Weil es sich um historische Karten handelt, die eben oft nicht auf den Zentimeter genau sind sind, hab ich die Höhendaten auch teilweise etwas verschieben und verzerren müssen. Zur Orientierung würde ich diese Karten also eher nicht nutzen :D Aber das macht nichts. Sinn und Zweck dieser Übung ist, historischen Karten ein wenig Leben einzuhauen, und das ist mir, finde ich, gut gelungen.

Meine drei ersten 3D-Karten

Und hier bekommst du auch meine ersten drei fertigen dreidimensionalen Karten zu sehen :D

Partie Orientale du La Palatinat et Electorat du Rhein (ca. 1708)

Die erste Karte mit dem obenstehenden griffigen Namen zeigt die Pfalzgrafschaft bei Rhein – die Kurpfalz, oder grob den Rhein-Main-Neckarraum mit Heidelberg und später Mannheim als Residenz – zu Beginn des 18. Jahrhunderts. Die Karte habe ich von David Rumsey Map Collection runtergeladen.

Weil die Rheinebene mit dem Odenwald im Osten und dem Pfälzerwald im Westen erstmal nicht sooo spektakulär daher kamen, habe ich die Karte aus verschiedenen Perspektiven gerendert und dabei auch einen leichten Unschärfe-Effekt angewendet. Die Kartuschen (verzierte Schriftfelder) oben und unten sind leicht hoch versetzt, damit sie aussehen wie eine Prägung.

Diese Karte war schon etwas grenzwertig. Ob der Rhein korrekt verläuft, ist in der Ebene nicht wirklich wichtig – das erkennt man sowieso nicht so gut hier :D Aber der Neckar östlich von Heidelberg (rechts vom Kartenzentrum an der Odenwaldkante) verläuft ziemlich ungenau. Die Autoren haben es sich leicht gemacht und da nur ganz grob über den Daumen gepeilt. Heidelberg sitzt genau dort, wo es hingehört, aber der Neckar fließt auf der gerenderten Karte über ein paar Berge hinweg :D Was soll man machen.

Schön zu sehen ist auch die Bergstraße, die nördlich von Heidelberg als Allee eingezeichnet ist und im Mittelalter ein wichtiger Verkehrsweg war. Dank der plastischen Karte sehen wir nun auch auf einen Blick, warum sie Bergstraße heißt: Sie schlängelt sich direkt am Fuß des Odenwaldes nach Norden.

Die „Charta Palatina“ (ca. 1775)

Mit dieser Karte habe ich es mir leicht gemacht und einfach die gleiche Region genutzt wie bei der obigen Karte. Die Charta Palatina von Christian Mayer stammt aus etwa 1775 (Download von Wikipedia) und ist – finde ich – wegen ihrer Details und der Farben eine der schönsten Karten der Umgebung.

Für meinen Zweck ist sie allerdings fast ungeeignet, weil es hier nicht einmal die westlichen Berge des Pfälzerwaldes gibt und somit Schattenwürfe auf die Ebene fehlen. Langweilig! Natürlich könnte ich einen Sonnenaufgang simulieren – der sieht mit der Sonne auf den Bergrücken und den Schatten in die Ebene morgens wirklich immer spektakulär aus. Aber der Karte hier tut es nicht gut, ich habs probiert :-/ Es bleibt also nur die Beleuchtung von Westen.

Auch, dass die Kartusche hier so viel von den Bergen wegnimmt, sieht irgendwie nicht so toll aus. Aber trotzdem – diese Karte ist einfach immer schön, und durch die Papierstruktur an den Rändern und der Kartusche macht sie einfach trotzdem viel her!

Corsica, Sardinia, Belearic Islands, Valetta (1831)

Die dritte Karte sollte mal was anderes zeigen als die Kurpfalz :D Aber was? Die Auswahl einer geeigneten Karte ist gar nicht so einfach – siehe weiter unten. Also stieß ich nach einigem Suchen auf David Rumsey Map Collection auf diese Karte mit den Mittelmeerinseln Korsika, Sardinien, Balearen und Malta (bzw. nur der Haupt- und Festungsstadt Valletta). Die Karte ist anspruchsvoller, weil sie nicht nur einen Landstrich abbildet und vor allem, weil Valletta eben kein Landstrich ist, sondern ein Ort. Dafür hatte ich keine topographischen Daten.

Aber die ganze Mühe mit dieser Karte hat sich gelohnt und das Ergebnis lässt sich durchaus sehen, finde ich :D Diese Karte kommt auch als einzige halbwegs an die Werke des oben verlinkten Vorbilds heran.

Gefallen dir die Karten?

Schreib mir gern in die Kommentare, wenn dir die Karten gefallen haben :D Würde mich freuen zu hören! Ich werde hoffentlich in Zukunft noch weitere solche Karten zuasmmenbasteln.

Und falls es dich interessiert, wie ich die Karten gemacht habe, dann lies weiter. Hier hab ich zusammengefasst, auf was man achten sollte und auch ganz grob, wie das Ganze funktioniert. Wenn du Grundkenntnisse mit Bildbearbeitung und 3D-Software hast, dann kannst du dir deine eigenen Karten basteln :D

Geeignete Karten für die plastische Darstellung

Schon bei den drei Karten, die ich hier bearbeitet habe, hab ich gemerkt: So einfach ist die Auswahl nicht. Grundsätzlich kann man natürlich jede historische und (nicht historische) Karte dreidimensionalisieren :D Aber wie so oft liegt es an den Details. Viele historische Karten sind aufgrund ihres historischen Gehalts schön, z.B. die Schmitt’schen Karten. Bei den dreidimensionalen Karten geht es aber nur um die Optik und weniger um Standorte von Mühlen und Lehmgruben sowie alte Straßenverläufe.

Historische Karten bekommst du aus verschiedenen Quellen. In der rechten Spalte solltest du eine Liste mit Links für historische Karten sehen. Da kannst du dich mal umschauen. Ein guter Anfang ist auf jeden Fall die David Rumsey Map Collection.

Berge sollen es sein, aber auch Ebenen bzw. Meere

Die plastischen Karten sehen deswegen so interessant aus, weil es Berge mit Schattenwürfen gibt. Deswegen sollte die Region schon eine Landschaft mit Bergen sein – sonst bleibt alles flach und man kann sich die Arbeit sparen. Aber es sollen auch nicht zu viele Berge sein, sonst sieht man nichts mehr von der Karte selbst. Du siehst es an den beiden Kurpfalzkarten: Die östlichen Bereiche mit dem Odenwald sind zwar schön bergig, aber eben auch komplett chaotisch. Das ist zuviel des Guten. Der Kontrast zwischen Bergen und Ebene bzw. Meer ist hier viel interessanter. Die Inselkarte wirkt viel schöner.

Farben wären schön, aber wie man an der Inselkarte sieht, geht es auch (fast) ohne ganz gut. Aber trotzdem – eine farbige Karte würde ich einer schwarz-weiß-Karte vorziehen.

Hier siehst du meine 3D-Karte auf dem historischen Original. Mit dem Schieberegler kannst du den Unterschied sichtbar machen :-)

Breite Ränder, Verzierungen und Kartuschen

Ein weiterer Reiz an historischen Karten sind die Kartuschen, wie bei den beiden Kurpfalzkarten. Und auch ein breiter Rand gehören einfach irgendwie dazu – schließlich soll der Kartencharakter ja erhalten bleiben. Ohne Ränder verlaufen die 3D-Karten ganz randlos hügelig. Es sieht dann mehr aus wie eine Landschaft und weniger wie eine Karte.

Große Kartenwerke wie die erwähnte Schmitt’sche Kartierung von Süddeutschland fallen damit schonmal weg, weil sie einfach keine Verzierungen haben und auch von Blatt zu Blatt randlos direkt aneinander angrenzen.

Aber das bedeutet nicht, dass die Schmitt’sche Karte (oder ähnliche) nicht doch für geeignete Landstriche geeignet sein kann.

Landstrich und Größe der Karte

Die Topographie der Karte basiert auf realen Höhendaten (dazu unten mehr). Und die müssen für deine gewählte Karte auch in passender Qualität verfügbar sein.

Außerdem muss die Karte halbwegs genau sein, was die Karten vor dem 17. Jahrhundert ausschließt. Sie soll ja schon ungefähr auf die reale Topographie passen, sonst ist das ganze eher witzlos. Dabei geht man natürlich Kompromisse ein, aber die Karten des 16. Jahrhunderts sind in der Regel eher schematisch, so dass sie mit der realen Landschaft nicht allzuviel zu tun haben. Ein Beispiel wäre die Münster-Karte von Heidelberg.

Und last but not least müssen wir auch Wert auf die Auflösung der verfügbaren Karte legen. Ein kleiner Scan von 800 Pixeln Breite wird einfach kein gutes Ergebnis bringen.

Wir hätten also gern eine große, optisch hübsche Karte mit Rand und Verzierungen, die einen Landstrich mit Bergen und Flachland abbildet. Der Landstrich darf nicht zu groß sein, weil wir sonst keine ordentlichen Daten bekommen, aber auch nicht zu klein, weil es dann ebenfalls an ausreichend genauen topographischen Daten mangelt (wobei diese beiden Probleme auch lösbar sind). Und die Karte muss halbwegs akkurat sein. Das alles schränkt die Auswahl schon mal ein :D

Wie macht man solche Karten?

Die plastischen Karten sind, wie ja auch zu sehen ist, eine Kombination von historischen Karten mit der passenden Landschaftstopographie. Das bereitest du mit einem Bildbearbeitungsprogramm vor und nutzt dann ein 3D-Programm, um die Topographie mit der historischen Karte zusammenzusetzen, die Landschaft schick zu beleuchten und am Ende ein Rendering auszugeben.

Die Topographie, also die Höhendaten, bekommst du in Form einer Bilddatei als frei verfügbare ASTER-Daten. Daraus bastelst du in einem Bildbearbeitungsprogramm eine sogenannte Displacement-Map („Verschiebungs-Anleitung“). Die Displacement-Map wird sozusagen die dreidimensionale Form und die historische Karte oben drüber der Anstrich für das Werk.

Die Displacement-Map ist das Bindeglied zwischen Satellitendaten und Bilddaten und damit das Herzstück dieses Kartenwundes: Ein 3D-Programm wie Blender nutzt eine solche Displacement-Map dazu, um einer zweidimensionalen Fläche eine plastische Struktur hinzuzufügen (Displacement-Modifier zusammen mit Multiresolution-Modifier). Das Prinzip ist ganz einfach: Je heller die Bereiche, desto höher das Relief. Je dunkler, desto niedriger. Sehr effizient, um Topographien von einer zweidimensionalen Darstellung in ein 3D-Bild zu verwandeln :D

Hier siehst du die historische Karte der Mittelmeerinseln und die Displacement-Map, die ich dafür gebastelt habe (Schieberegler schieberegeln!):

Um selbst eine plastische historische Karte anzufertigen, benötigst du:

  • zumindest Anfängerskills mit einem Bildbearbeitungsprogramm und einer 3D-Software (zB. Blender 3D)
  • eine geeignete historische Karte
  • dafür geeignete Höhendaten

Satelliten-Höhendaten (ASTER) downloaden

Der wunde Punkt der Displacement-Map sind in unserem Fall gute topographische Daten. Daran hängen die Details der Landschaft. Relativ grobe 90m-ASTER-Daten bekommst du nach Anmeldung auf der Website des U.S. Geological Surveys. Das hab ich schon mal in meiner Anleitung zum Erstellen von topographischen Karten in einem GIS-Programm beschrieben. Damit kannst du aber nur größere Landstriche – eher ganze Regionen – darstellen.

Eine weitere Möglichkeit ist die Website terrain.party, die 30m-ASTER-Daten für die Erstellung eigener Karten im Verkehrssimulator Cities:Skylines anbietet – auch ohne Anmeldung. Dafür eher nur in Stadt-Umkreis-Größe und auch nur quadratisch. Damit bekommst du Metropolen schon ganz gut ins Bild.

In beiden Fällen bekommst du die Daten als schwarz-weiße Bilddateien zum Download und kannst sie damit direkt in dein Bildbearbeitungsprogramm importieren, um sie an die historische Karte anzupassen.

Displacement-Map basteln

Die ganze Magic ist also, mit den ASTER-Daten eine gute Displacement-Map für den eigenen speziellen Zweck anzufertigen. Das dauert auch bei weitem am längsten, insbesondere die Details. Dazu gehört etwa auch der papierartige Untergrund oder im Fall des Valetta-Ausschnitts die ganzen Gebäude und Mauern. Für diesen kleinen Ausschnitt habe ich aber auch sehr lange gebraucht, weil der Ausschnitt zu klein für die Asterdaten ist. Also hab ich alles von Hand gemalt. Hier siehst du Details aus der obigen Displacement-Map:

Du solltest dazu zunächst die historische Karte ggf. zurechtschneiden, falls es noch Ränder drumrum gibt, die du nicht haben willst. Dann verringerst du die Transparenz der Karte und lädst die schwarz-weißen ASTER-Daten unter die Karte. Dann ziehst du so lange an der Topgraphie herum, bis sie möglicht mit der Karte übereinstimmt.

Die Details wie Kartuschen oder bei mir Bauwerke malst du am besten auf einer gesonderten Ebene ganz in weiß – du kannst die Ebenentransparenz später verringern. Für den Kartenrand hab ich nach „altes Papier“ gegoogelt und ein hochaufgelöstes Foto runtergeladen. Mit dem Stempelwerkzeug stempelst du dir einfach das Papier (in einer neuen Ebene) auf den Rahmen, machst ihn dann schwarz-weiß (wie den ganzen Rest ja auch) und invertierst die Ebene, damit mehr schwarz da ist als weiß. Wahrscheinlich solltest du ihn am Ende auch transparenter machen.

Am Ende exportierst du sowohl die historische Karte aus diesem Projekt heraus, als auch die Displacement-Map. Es ist wichtig, dass beide Dateien das gleiche Bildformat und Auflösung haben, sonst kannst du sie in Blender schlecht kombinieren.

Das sind ganz grob die Schritte für die Displacement-Map – ist kein Hexenwerk, ein wenig Verständnis für das Prinzip (weiß = hoch, schwarz = niedrig) und ein Händchen für die Bildbearbeitung reicht da schon aus.

Trial und Error

Hast du deine Displacement-Map soweit fertig, hinterlegst du sie in Blender mit einem Displace-Modifier. Darauf gehe ich jetzt nicht weiter ein, das würde den Rahmen sprengen – dieses (englische) Video-Tutorial zeigt das und erklärt auch, wie man in Blender eine Displacement-Map anfertigt :D

Auf jeden Fall wirst du in diesem Praxistest vermutlich feststellen, dass die Topographie hier und da noch nicht ganz mit der Karte übereinstimmt. Du kannst parallel die Displacement-Map weiter überarbeiten und neu exportieren. Wenn du Blender dann schließt und das Projekt neu lädst, wird die neu gespeicherte Map direkt angewendet.

Wenn die dreidimensionale Karte fertig ist, musst du sie nur noch schön beleuchten und rendern. Fertig :D

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4 Comments

  1. Dirk Eller

    Das ist mal eine richtig coole alternative Perspektive auf die Karten – besonders wenn man wie ich sowieso schon mit Karten der Kurpfalz arbeitet :-)

    Wenn ich raten sollte würde ich denken, dass einige Gebiete von Großbritannien mit dieser Methode auch richtig gut aussehen könnten. Ich denke da entweder an Schottland oder (Süd)Wales – gerade in der Gegend um Swansea und Port Talbot hat’s mit den Brecon Beacons Täler und Berge (die sich auch etwas ernster nehmen als der Odenwald) bis fast direkt an die Küste ran, und je nachdem wie weit man herauszoomen möchte bekommt man sogar schöne Steilküsten mit hinein – da ginge bestimmt was mit Schattenwürfen bei „Sonnenaufgang“. Und das ganze hat noch einen Vorteil: Der Ordnance Survey hat im Laufe der inzwischen schon Jahrhunderte haufenweise super detaillierte Karten produziert, die es unter Anderem auch bei Rumsey gibt. Ein Beispiel, etwas weiter nördlich in Südwales:
    https://www.davidrumsey.com/luna/servlet/s/o0194j

    Nur für den Fall dass Dir mal langweilig wird… :-)

    Beste Grüße vom HGIS Club!
    Dirk

    1. Ravana

      Hey Dirk,
      wow, vielen Dank auch für den bequemen Link zur Karte :D Die werd ich mir mal vorknöpfen, könnte wirklich gut werden :-) Danke für den super Hinweis!

      Ganz liebe Grüße :D
      Debbie

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