编译：Mintina 以下是数个世纪以来，绘图者采用的使地图看起来具有立体效果的方法。 世界最为美丽的地点并不平坦。从喜马拉雅山脉高耸雄伟的山峰，到大峡谷巨大的沟壑，很多地球上最为令人赞叹的地点在自然世界呈现出完整的三维景象。这为地图绘制者，尤其是仅描绘二维世界的人们提出了一个问题。
1988年11月，《美国国家地理》杂志刊登的珠穆朗玛峰补充地图照片提供：《美国国家地理》地图 幸运的是，绘图者掌握了一些创造立体感效应的出色技巧，在电脑出现之前，很多是从踪迹和错误中孕育而生。最好的例子就是结合艺术和科学，唤起人们站立在顶峰，或是从飞机窗户远眺的感知。 现在存世的最为古老的地图之一描绘了4,000多年前美索不达米亚地区的一处板块，其中的山峰被绘制成穹顶。这是非常实用的象征，时至今日，学校的孩子和智能电话的表情依然在使用，不过这无法准确地展示地貌。在随后多个世纪里，地图绘制者做出了微妙的调整，例如用不同体量和形状的山峰表示山峰之间的差异。 随后，地图绘制在文艺复兴时代变得更为成熟。人们首次借助指南针，测量链和其他设备开展地貌测绘，得到准确的高度数据。而且，绘图者发展出描绘地形的全新方式。其中一种方法，被称之为地貌晕线法，使用等高线表示方向和陡坡的陡峭程度。下面是一张1807年的地图，其中包括墨西哥的Pico de Orizaba火山。现在地图绘制者把其描绘山峰的做法（甚至不屑一顾）视作是“模糊不清的毛毛虫”。
1807年的地图展现了墨西哥Pico de Orizaba火山的细节。图中使用短线代表陡坡，一种部分绘图者嘲弄地叫做“模糊不清毛毛虫”的方法照片提供：David Rumsey，斯坦福大学地图收集 一种绘制地貌更为细致的方式就是晕渲，用阴影代表山峰和区域其他垂直特色区域形成的遮挡。早期的例子便是雷奥纳多.达芬奇完成的托斯卡纳地区的地图。
雷奥纳多.达芬奇在约1502年绘制的托斯卡纳地区的地图照片提供：Fine Art Images，Heritage Images，Getty Images 上世纪中期，晕渲地貌的艺术效果在瑞士达到炉火纯青的程度。“历史上，瑞士人是地貌展示的大师，因为他们在现实生活中需要面对大量需要学习的区域，”Daniel Huffman，一位生活在威斯康辛州Madison地区的绘图者表示。不同机构的美国地图绘制者，例如国家公园服务机构和《美国国家地理》经常去往瑞士，向他们学习，并与他们一同完成多个项目。
这张珠穆朗玛峰的晕渲地貌地图由瑞士绘图者，Eduard Imhof完成，结合地形阴影，色泽和模糊的等高线展示山峰高度照片提供：瑞士高中地图 时至今日，地图绘制者依然在使用瑞士人当时的一些创新做法，Bernhard Jenny，澳大利亚墨尔本皇家理工学院的一位绘图师表示。很多这些方法由Eduard Imhof独创，他是苏黎世瑞士联邦理工学院的一名教授。Imhof甚至撰写了一本关于晕渲地貌绘制法的书籍，《绘图晕渲地貌展示》，1965年出版时只有德语版本，显然这依然是地图绘制人员的必读书目（这也是上文关于绘图学科短暂历史的主要消息来源）。 Imhof的最为伟大的贡献之一，Jenny表示，是意识到当你站在山峰顶端，眺望地平面时，由于原子层的薄雾，临近的山峰比远端的山坡看起来更为陡峭。Imhof试图模仿这种效果，让查看地图的人们有一种从空中俯瞰的感觉，好似是卫星影像，又或是飞机上看到的效果。“最高的山峰距离看到地图的人员最近，这样，这里可以形成最大的反差，而最低的山谷则最远，所以，对照效果最弱，”Jenny说到。 下面是Imhof绘制的瑞士Graubünden区域地图。
Eduard Imhof在50多年前完成的这张瑞士阿尔卑斯山脉Graubünden区域的晕渲地貌地图地图提供：shaderreliefarchive.com Imhof和他的瑞士同行对明暗对照同样驾轻就熟。在上图中，明暗比较的主要光源来自西北方向。如果你思考一分钟时间，这显得颇为奇怪。瑞士位于北半球，意味着太阳总是出现在南部的天空。但是绘图者却知道人类的大脑很容易被地图上令人困惑的山脊，山谷，及卫星影像愚弄，除非光线来自西北侧。原因依然未知，但是你可以在下文的地图中看到这样的展示。 在2016年早些时候发表的一篇文章中，两位生活在瑞士的研究人员，Julien Biland和Arzu Çöltekin向27位志愿者提供了地貌影像中不同角度的明暗对照图像，并得出减少这种视觉幻象的最为准确的预估角度：337.5°度，就位于地图绘制者传统上采用的315°度的西北向光源的北侧。
右侧晕渲地貌图像中位于一处山脊顶部的红色字母A，B，C展现着西北侧的光源。当光来自东南侧，这些点看起来处于一处山谷照片提供：Julien Biland和Arzu Çöltekin 现今，计算机可以轻松地算出这些角度和其他能够影响人们对于高度视差感知的因素。Daniel Huffman甚至更近一步，使用三维软件模板模拟阳光在区域照射的效果。“现实中的光线包括光从一处表面到另外一处表面的折射。”捕捉到光线的变化能够让地貌地图看起来更为真实，他表示。 但是在电脑出现之前，地图绘制者经过了漫长的验证过程，最终才找到适宜的对照。上世纪二十年代，人们发明出一种劳动密集型方法，Wenschow技巧，包括雕琢石膏模型，随后拍照。效果不佳，Jenny表示，部分原因是因为依照单一的参照角度无法得到最为理想的结果。例如，在上端Imhof绘制的Graubünden区域地图中，距离很短的山脊从左侧角落向下延伸，在西北侧光源的照射下，两侧的阴影深度相同，令其看起来比实际更为平坦。为了解决这个问题，Imhof把区域西部的明暗对照做出调整，这使山脊东侧的阴影更为明显。
国家公园服务机构绘图者Bill von Allmen在一张地形地图（左侧的细节影像）用可以擦除的蓝色等高线绘制的Glen峡谷（右侧）的晕渲地貌地图地图提供：Bill von Allmen，国家公园服务机构 电脑出现之前时代的晕渲地貌地图的绘制工作极为繁重，Tom Patterson，国家公园服务机构的一位资深绘图员表示。一张地图耗时一个月，甚至更久。Patterson在机构中的前辈，Bill von Allmen发明了暂时转移等高线法 - 连接相等高度的点形成线 - 从地貌地图到一张空白的纸张。随后，以等高线作为指导，von Allmen花费数周时间借助细雾喷枪描绘山壁的阴影。当他最终对晕染感到满意时，他会使用一种化学物质，让这些点线消失，仅剩下晕渲地图。 在超过一个世纪时间里，绘图者试图用色彩在地图上对应高度。十八世纪中期，奥地利地图绘制者绘制了阿尔卑斯山脉集欧洲其他山峰区域色泽鲜艳的地图（如下图）。但是由于色彩搭配缺少直观联系，人们难以辨识，Jenny说到。从暗到明，逐渐变化的颜色方案，如同Tom Patterson完成的Glacier国家公园的地图效果更好，尤其是，如果颜色与地貌匹配（蓝色湖泊，白色冰川对于大多数来说更为容易接受，而十九世纪奥地利人描绘的色彩迷幻的山峰则需要花费更多时间进行了解）。
奥地利绘图者August Papen在1850年代末期绘制了这张色泽明亮的地图。这使人印象深刻，但是没有细致研究，人们很难把颜色与高度联系在一起地图版权：Cartographica Helvectica
Tom Patterson绘制Glacier国家公园地图的细节部分，其中包括景致如画的Going to the Sun道路照片提供：Tom Patterson，国家公园服务机构 现今，这些实验依然继续。Jenny一直致力于加强人们对于地貌的景深感知。他创建了一个名为Elastic Terrain的网站，你可以用鼠标查看地图的不同角度，让山丘区域有一种令人晕眩的对照感觉。这就像是当你驾车，为了一瞥路旁转瞬即逝的景色，你必须转过头去观看，Jenny表示。“近端的目标移动速度更快，而远处物体的变化则更为缓慢。”信息来源：Greg Miller
