对于制图师来说，在二维平面上创造出立体的感觉是一项很大的挑战。下面就跟随小编的脚步来了解一下：数个世纪以来制图师是如何绘制出这种高难度地图的吧。

1988年11月刊《国家地理》中珠穆朗玛峰的备用图。

　　供图：NATIONAL GEOGRAPHIC MAP

　　描绘地形的一种更为精细的方法是地貌晕渲法，该方法利用明暗差别来模拟山峰和其它垂直地形特征投下的阴影。从列奥纳多•达•芬奇曾经绘制的意大利托斯卡纳区地图中便可见一斑。

图为列奥纳多•达•芬奇于1502年前后绘制的意大利托斯卡纳区地图。

　　供图：Fine Art Images，Heritage Images、Getty Images

　　20世纪中叶，地貌晕渲法的绘图艺术在瑞士达到了顶峰。“瑞士人在历史上一直是地形描绘方面的大师，因为瑞士的地形很复杂，制图师无法回避这个问题，”麦迪逊市的制图师Daniel Huffman说道。诸如美国国家公园管理局和国家地理等机构的制图师们经常前往瑞士取经，同时还与他们进行一些项目合作。

图为瑞士制图师Eduard Imhof绘制的珠穆朗玛峰地图，该地图利用了地貌晕渲法、色彩和模糊的等高线来表示高度。

　　制图：Swiss Secondary School Atlas

　　在那个时代，瑞士人对地图绘制方法做了一些创新，今天的绘图师仍在使用，墨尔本皇家理工大学的制图师Bernhard Jenny说道。其中许多方法都是由苏黎世联邦理工学院的教授Eduard Imhof创造的。Imhof还出版了一本关于地貌晕渲法的著作——《地貌制图表达》，最初于1965年在德国发表，至今仍是制图师的必备读物（还是上文中制图史的主要参考资料）。

　　Jenny说，Imhof的最大贡献之一是：他意识到，当你站在山顶向地平线看去时，你近处的山峰由于雾气看起来似乎更陡峭。Imhof试图利用俯视角度来模拟这种效果，看起来就好像从卫星或飞机里向下看地形。“最高的山峰距离观察者最近，所以描绘的时候就使用最大的对比度；最低的山谷距离观察者最远，因此描绘的时候就使用最小的对比度，”Jenny说道。

　　下面这张瑞士格劳宾登州的地图就可以清楚的看到Imhof采用的地貌晕渲法。

这张瑞士格劳宾登州的地图是Eduard Imhof 50多年前绘制的，该地图使用了地貌晕渲法。

　　供图：shadedreliefarchive.com

　　Imhof和其同时代的瑞士人还是照明大师。在上图中，主要的光源来自西北方。如果你认真思考一分钟，你会发现有些奇怪。瑞士位于北半球，这也就意味着太阳总是出现在南方天空。不过，瑞士制图师们知道除非光线来自西北方，否则人脑就会很容易被地图和卫星图像上的山谷山脊弄晕。个中缘由我们仍不清楚，不过你可以在下面这张并排的图像中体验下。

　　在今年早些时候发表的一篇研究中，两位瑞士研究者Julien Biland和Arzu Çöltekin将不同角度照明源的地形照片展示给27位志愿者看，结果找到了减少这种视错觉的最佳角度：337.5°，只比制图师们传统使用的西北方向的315°稍微偏北了一点而已！

右图使用的是西北方向的照明源，其中红色字母标注的A、B、C位于一个山脊的顶部。左图使用的是东南方向的照明源，看起来A、B、C似乎位于一个山谷中。

　　制图：ulien Biland、Arzu Çöltekin

　　如今，照明角度和其它影响深度知觉的特征可利用计算机轻易更改。Daniel Huffman则更进一步，他利用一个3D建模软件模拟了光线在一幅场景上的变化情况。“现实生活中的照明还涉及光线从一个表面反射到另一个表面的问题。”捕捉到光线的变化规律能够使地形图看起来更加真实，他说道。

　　不过，在计算机问世之前，制图师通常要费尽千辛万苦才能把照明角度调整好。20世纪20年代，制图师们发明了一种非常费力的Wenschow技术，这种方法需要先雕刻石膏地形模型，然后再拍摄下来。Jenny说，这种方法从未流行开来，一部分原因是始终坚持某个固定角度的照明通常不会产生最佳结果。以上面Imhof绘制的格劳宾登州地图为例，图中左上角向下延伸的山脊原本两侧都可得到西北方向光源的照射，这样看起来山脊就会比实际上更加平缓。为了解决这个问题，Imhof将这一部分地形的光源转向西侧，如此一来山脊东部就投下了阴影，山脊看起来就更加突出。

国家公园管理局的制图师Bill von Allmen利用一张地形图（左图）上的蓝色等高线绘制了格伦峡谷（右图）的晕渲地貌。

　　制图：Bill von Allmen，National Park Service

　　在前计算机时代，绘制晕渲地貌的地图极其费时费力，国家公园管理局的高级制图师Tom Patterson说道。绘制一张地图可能就要耗时一个月或更长时间。Bill von Allmen是Patterson的前任国家公园管理局制图师，他发明了一种方法，该方法可将一张地形图上的等高线临时转移到一张白纸上。接着，他会利用等高线做向导，花费数周时间用气笔给山峰描上一层墨。地图效果达到他的满意之后，他会用一种化学物质处理纸上的线条使其消失，只留下晕渲地貌。

　　一个多世纪以来，制图师们曾尝试用颜色标注地图上的高度。19世纪中期，奥地利制图师们曾绘制了色彩鲜艳的阿尔卑斯山脉和其它欧洲山区的地图，比如下面的一幅地图。不过，这类地图很难看懂，因为其中的配色方案不太直观，Jenny说道。从暗到亮的渐进配色方案似乎效果更好，尤其是色彩与地形一致的时候（大多数人都能直观的理解蓝色的湖泊和白色的冰川，而19世纪奥地利人绘制的迷幻般的山峰则需要下一番功夫才能理解），比如Tom Patterson绘制的冰河国家公园地图。

奥地利制图师August Papen于19世纪50年代末期绘制了这张色彩斑斓的地图。这张地图令人印象深刻，但如果不仔细研究图例，我们很难将颜色与地形的海拔联系起来。

　　供图：Cartographica Helvectica

图为Tom Patterson绘制的冰河国家公园，其中还标注了奔向太阳之路的线路。

　　制图：Tom Patterson，National Park Service

　　人们还在努力绘制出更好地图。Jenny一直在尝试将运动作为增强深度知觉的一个线索。他创建了一个名为Elastic Terrain的网站，你可以用电脑鼠标操纵浏览地图，其中山峰会轻微的晃动，给人以眩晕的感觉。这种体验有些类似开车时向窗外看的感觉，“近处的物体移动的更快，而远处的物体移动的更为缓慢，”Jenny说道。

　　（译者：流浪狗）

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