¿Cómo puedo indicar una tercera dimensión en un mapa del espacio exterior?

Estoy trabajando en un mapa de varios sistemas estelares (con las estrellas, planetas, etc. no a escala con el mapa), y me gustaría mostrar que no todos se encuentran en el mismo plano. Algunas órbitas son perpendiculares al plano del espectador, mientras que otras son planas y otras se encuentran en ángulos extraños.

En resumen, me gustaría mostrar tres dimensiones de los movimientos celestes en un mapa de dos dimensiones, sin tratar de simular tres dimensiones mostrando la configuración completa desde algún ángulo. Esto debe verse solo de arriba hacia abajo.

¿Cómo puedo hacer esto?

Al ver aparecer las nuevas respuestas, creo que puede ser mejor aclarar lo que quiere decir sin usar el arte. (De hecho, consideré las 3 sugerencias alternativas: líneas de altura, vectores y color de altitud, pero las consideré "arte" y no las incluí en mi respuesta).
@Aify Esperemos que esta edición aclare eso.
Dices que quieres mostrar el movimiento celeste en un mapa bidimensional . Como se ha señalado, eso no es fácilmente posible; un mapa puede, en el mejor de los casos, mostrar una instantánea en el tiempo, y meter algo tridimensional en un mapa bidimensional siempre está plagado de problemas. Las respuestas de Aify, Dan o Samuel son probablemente la coincidencia más cercana si está de acuerdo con una instantánea de un momento dado; se vuelve mucho más complicado si desea mostrar movimiento o cómo cambia la situación con el tiempo. (Y una vez que tenga eso claro, podemos comenzar a discutir "¿el tiempo mirando desde dónde?").
"Esto debe verse solo de arriba hacia abajo", bueno, ahí está tu problema. "Arriba" y "abajo" y otras direcciones no tienen absolutamente ningún significado en el espacio. También es el comienzo de una solución: tener múltiples mapas con múltiples "superiores" y "inferiores".
Una palabra: hologramas. ;)
@MichaelKjörling Estaba planeando simplemente usar líneas de puntos o algo relacionado con mostrar movimiento.
@knave Ah, eso es un error de claridad de mi parte. Quise decir que es una vista bidimensional desde algún punto fijo en el espacio.
@MichaelKjörling, ¿quizás una de esas imágenes tipo holograma que cambian según tu perspectiva? ¿Vas a la izquierda y ves una imagen, cambias a la derecha para ver que las estrellas se han movido ligeramente, dándote la perspectiva? No sé, solo un pensamiento.
"sin [...] mostrar toda la configuración desde algún ángulo. Esto debe verse solo de arriba hacia abajo". ¿Cómo es que de arriba hacia abajo no es un ángulo? O en otras palabras, ¿cómo espera poder transmitir intuitivamente profundidad sin perspectiva?
Técnicamente, sin embargo, el mapa se dibujará desde algún ángulo. Si el mapa ya está de arriba hacia abajo, eso es ver los planetas desde un ángulo. Para proyectar un sistema de 4 dimensiones (los planetas se mueven, así que cuento el tiempo como una dimensión) en una hoja de papel de 2 dimensiones, se requiere alguna forma de proyección (desde un ángulo, incluso de arriba hacia abajo). No hay forma de hacer esto sin alguna forma de anotación o sin producir múltiples mapas.
@ 2012rcampion La palabra clave en esa frase no es "desde algún ángulo", sino "toda la configuración". Al imaginar un grupo de sistemas estelares 3D realistas, uno se daría cuenta rápidamente de que todos estarán en ángulos aleatorios entre sí. Incluso visto desde "arriba hacia abajo", (si puede definir una "parte superior" en el espacio), aún se le ocurrirá algo como esto . Me imagino que lo que HDE226868 tiene en mente, sin embargo, es mostrar cada sistema estelar separado desde su orientación particular más probable de arriba hacia abajo, lo que desconecta cada sistema de "toda la configuración".
@Pharap Ver arriba. ^
@Ayelis El comentario "desde algún ángulo" no estaba allí cuando hice mi comentario. Mi comentario se hizo alrededor de 14 horas antes de esa edición.

Respuestas (11)

[Esta respuesta ha sido invalidada por una aclaración de la pregunta, pero se incluye aquí como referencia].

Utilice líneas de altura.

Para indicar si el elemento está por encima o por debajo del plano galáctico (u otro plano de referencia), puede usar diferentes estilos de línea (como se muestra a continuación con líneas punteadas frente a líneas continuas)...

las líneas continuas indican un eje z más alto, mientras que las líneas punteadas indican un eje z más bajo

...o podrías usar líneas que irradien desde un punto central.

las líneas emanan desde el punto de origen, hacia afuera hasta la posición x/y correcta, y luego hacia arriba o hacia abajo hasta la posición z adecuada.

También he visto líneas de altura que emanan de un guión (o símbolo común) en el plano central que conduce a la estrella/galaxia en cuestión, pero no puedo encontrar un gráfico para esto en este momento. Puede ser suficiente que haya una estrella en un extremo de la línea y ninguna en el otro extremo, siempre que las líneas no se superpongan con otras líneas que conducen a otras estrellas (¡lo que podría ser confuso!)

Pensé en esto, pero no quería intentar simular tres dimensiones.
Ah, entonces, ¿quizás algo más como esto ? Aunque no estoy seguro de cómo indicaría qué elementos estaban más cerca... ¿quizás cambiando el grosor/negrita de las líneas de la órbita?
Oh, no importa, no quieres "toda la configuración desde algún ángulo"... Hmm... Déjame pensar en esto.
Después de pensarlo, se me ocurrió... algo exactamente como un cruce entre la respuesta de Samuel y la respuesta de Aify. ¡Buen trabajo, chicos!
¿Sabes que? Me gusta esto. Mi requisito sigue en pie, pero podría estar dispuesto a cambiar eso.
Sé que no hay mucha información sobre las direcciones orbitales o las inclinaciones axiales en estas visualizaciones, pero aplicar algunas de las soluciones ya mencionadas en las respuestas de Samuel y Aify podría cerrar esa brecha bastante bien.
Aunque esta vista "desde algún ángulo" podría usarse para sistemas individuales, y "la configuración completa" podría representarse de una manera diferente, quizás más como el primer gráfico de Samuel; permita al usuario ver los sistemas desde una vista de arriba hacia abajo para comparación, referencia o selección y una vista pseudo-3d para detalles orbitales.
Esta es una de las técnicas utilizadas por Elite: Dangerous .

Aplique un número de eje z a cada estrella/planeta/asteroide, etc.

Esto funciona porque los mapas (típicamente) representan objetos estacionarios (o en su mayoría estacionarios). Aunque las estrellas se mueven y las cosas orbitan, esos son caminos predecibles que podemos representar usando varias elipses.

Por ejemplo, imagina el mapa del mundo promedio que tenemos. Las montañas parecen grandes círculos. Ahora imagine un montón de puntos en el espacio, que representan estrellas, planetas, etc. Cada uno de ellos también tiene un número al lado, incluidos números negativos y positivos. Un "0" representa el centro mismo de su dimensión. Los números más altos representan "más cerca" de la parte superior de la dimensión (más cerca de la parte superior del cuadro imaginario) y los números negativos representan las regiones inferiores (parte inferior del cuadro).

si su mapa incluye las órbitas de estas estrellas y planetas, es posible que desee dibujar una línea de puntos a lo largo de esas órbitas y colocar más puntos z a lo largo de esas órbitas para mostrar los diferentes ángulos de la órbita.

La cosa es que los números son bastante grandes. Podría usar unidades más grandes, como años luz, pero también necesito algunos números más pequeños. Escribir "0.000006789 años luz" no sería muy bueno.
Notación E: P @ HDE226868 También depende un poco de la cantidad de detalles en comparación con el tamaño del mapa (que es una limitación de cualquier mapa), pero la única solución es agrandar el mapa o hacer más mapas detallados más pequeños que se unen...
Duh. Estás bien. Sin embargo, estaba tratando de comunicar que la cantidad de dígitos distintos de cero sería más larga.
@ HDE226868 El redondeo es útil, y dado que los cuerpos celestes siempre se mueven de todos modos, nunca se puede tener un mapa estelar completamente preciso. Quizás hacer algo como "~1.3e^14" es mejor que "1.33223443"
Eso es cierto, correcto.
@ HDE226868 Otra alternativa podría ser usar log-light-years.
Creo que esto es bastante adecuado, ya que no hay muchas formas de representar claramente el eje z y la inclinación orbital de arriba hacia abajo. Creo que esto, junto con la respuesta de Samuel sobre colores, inclinación y métodos de visualización, sería la mejor solución a la pregunta. +1
@ HDE226868 en lugar de usar nuestros números, puede aplicar su propio sistema. por ejemplo, 1 AU es igual a 1,4960 × 1011 m; esto requiere más trabajo para crear sus mapas/historia, pero puede ser útil.
@ HDE226868, también podría considerar marcar el mapa en unidades más convenientes, luego tener una pequeña nota en la esquina que diga '365 ld = 1 ly' o algo así si su unidad fuera de días luz.
Un problema es que las cosas pueden superponerse en el mapa.
@PyRulez Se resuelve fácilmente al tener puntos de diferentes colores. Incluso si las cosas se superponen, puede mover la mayoría de los objetos a un punto diferente en su órbita para evitar la superposición (suponiendo que traza las órbitas como lo describí).

Hazlo digitalmente.

Una pantalla sigue siendo bidimensional, ¿no? Sin embargo, una pantalla le permite agregar funciones como rotar el mapa, un método probado para mostrar 3D. Consulte Google Earth para ver un ejemplo:

ingrese la descripción de la imagen aquí

También puede combinar esto con las otras respuestas aquí para encontrar un método para mostrar la posición, el movimiento y dar una pista visual de todo.

+1 vine a publicar lo mismo. La única buena manera de hacer que un mapa del espacio 3D sea realmente utilizable es hacerlo interactivo. ¿Quién en su sano juicio imprimiría un mapa de la galaxia en papel?
Sin mencionar que si tiene la tecnología para viajes intergalácticos, probablemente también tenga la tecnología para mapas 3D interactivos.
No importa, estoy realizando la limpieza.
Además, ¿no sería enorme ese mapa?

con colores

Usaría representaciones del sistema solar como estas:ingrese la descripción de la imagen aquí

Que tienen vectores orbitales que demuestran la orientación del plano orbital así:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Para la relación 3D, puede utilizar el mapeo de profundidad de color. Los sistemas en el plano son blancos, el plano superior cambia a un azul más profundo y el plano inferior cambia a un rojo más profundo.

¿Cómo podría indicar una tercera dimensión? No quiero simular tres dimensiones, recuerda.
Me imaginé que te refieres a no querer hacer una imagen 3D simulada, como esta . He actualizado la respuesta.
Esto tiene la orientación de arriba hacia abajo, al menos, y el mapeo de profundidad de color parece una solución innovadora. La superposición de planetas solo con su inclinación podría confundir al usuario en cuanto a la perspectiva, por lo que tal vez esa información también podría escribirse en texto. Creo que esto, junto con la respuesta de Aify sobre la adición de coordenadas z e inclinaciones orbitales, sería la mejor solución a la pregunta. +1
Idea inteligente. +1.
No puedo rechazarlo, pero en comparación con otras soluciones, ese primer diagrama con los colores es terriblemente poco intuitivo.
@Pharap Con suerte, comenzará a leer el contexto antes de poder votar negativamente. Los colores de la primera imagen son irrelevantes, no hay nada ahí que deba ser intuitivo.
@Samuel Debo haber hojeado el bit de mapeo de profundidad de color y pensé que se suponía que la primera imagen representaba eso. Para ser honesto, al volver a leerlo, todavía no estoy muy seguro de cuál es el propósito del primer diagrama. O lo que esta respuesta está tratando de describir para el caso. El mapeo de profundidad de color como se usa en la topografía, lo entiendo, las flechas para mostrar la dirección de rotación, lo entiendo, pero no estoy seguro de a qué está tratando de llegar con la primera imagen.
@Pharap Serviría como una visualización rápida de los contenidos del sistema solar marcado. Es mejor que usar un simple punto para la estrella en un mapa. Eso creo de todos modos.

Usa dos mapas.

Estaba pensando en cómo los juegos de guerra espaciales (de tablero, no de computadora) representaban 3D. Recuerdo que al menos uno usó dos tablas. Uno era horizontal y el otro vertical, como un tablero de Battleship. Sin embargo, representaban lo mismo. Cada barco estaba representado por dos marcadores, uno en cada tablero. Esto evitó la necesidad de suspender las piezas de juego sobre el tablero. La ubicación de un barco estaba sobre su ficha en el tablero horizontal y frente a su ficha en el tablero vertical.

Si realmente desea evitar una vista isométrica, dos mapas (XY y XZ, o como prefiera designarlos) funcionarían. Sin embargo, creo que esto sería más claro para las posiciones estelares que para las órbitas planetarias.

Me acabo de dar cuenta de que alguien más ya había dado esta respuesta. Probablemente debería eliminar el mío por ser un duplicado. Sin embargo, antes de hacerlo, ¿le gustaría usar la imagen de mi respuesta, ya que ayuda a ilustrar lo que describió (usando exactamente los mismos ejes irónicamente).
Señala lo difícil que es leer: me cuesta visualizarlo. No digo que tu mapa sea malo, solo que dos mapas son difíciles de leer a la vez a menos que estén orientados como Battleship. Noto que la estrella azul cambia de tamaño. ¿Es esto intencional para reflejar que está más cerca del espectador en el mapa XZ? No estaba pensando en incorporar esa perspectiva.
Cambia de tamaño porque accidentalmente arruiné la escala al crearlos. En realidad, son renderizaciones orfograficas de una escena 3D porque confío en un renderizador 3D para producir representaciones más realistas de las que yo podría manejar. Creo que la segunda imagen fue tomada accidentalmente con una proyección perspectiva. El problema con la idea de Battleship es que los barcos están alineados en una cuadrícula. Los planetas reales no están alineados en cuadrícula.

Un proyecto de visualización de datos que vi una vez tenía un giro interesante. Si bien el desarrollador tenía una base de datos con un modelo 3D de las relaciones de varios objetos entre sí, estaba tratando de mostrar esto en una pantalla de computadora 2D.

Su solución fue visualizar los datos como algo así como un modelo iluminado desde atrás, con la pantalla de la computadora como una hoja de papel entre usted y el modelo. Las relaciones serían entonces algo así como sombras proyectadas en la pantalla, con los objetos "más cercanos" al observador claramente definidos, mientras que los objetos "más alejados" del observador serían mucho más débiles o borrosos.

Al ser un modelo de computadora, esto también tenía la ventaja de que el modelo podía rotar en el "espacio", por lo que las relaciones cambiaban según el lugar desde donde observaba el observador. Si mantiene el modelo estable, pero imagina al observador moviéndose con el "mapa" de papel entre él y el modelo (con la fuente de luz constante siempre en línea recta entre el papel y el modelo, las relaciones ahora representan el movimiento del observador a través del espacio Para usted, una serie de mapas podría representar instantáneas del viajero a través del espacio. En una historia, podría tener el mapa hecho de papel "inteligente" y ser una pantalla conectada a una base de datos de los sistemas estelares mapeados.

Primero, declare una línea de base. Probablemente usarías el plano orbital de la Tierra, o el plano orbital galáctico dependiendo de la escala del imperio en el que estés trabajando.

Ahora incluya tres números al lado de cada gráfico estelar (uno por sistema):

  1. Número de años luz fuera de la base. Dependiendo de las escalas, cambiaría su notación.
  2. Número de grados de "inclinación" fuera de la base.
  3. ¿Rotación de la inclinación en comparación con alguna dirección arbitraria (centro de la galaxia)?

Así que podrías terminar con una numeración como:

94*36*87

Lo que te dice que el sistema está a 94 años luz sobre el plano, está inclinado 36 grados y que la inclinación es tal que el punto "más bajo" de las órbitas está a 87 grados del centro de la galaxia.

Entonces, Aify cubrió la analogía más común en el mundo real, el mapa topográfico. La única otra solución comúnmente utilizada para esto que se me ocurre es usar colores para representar la altitud en un mapa de colores.

El violeta representa el punto bajo del mapa y el rojo el punto alto, y a todas las distancias intermedias se les asigna un valor de color basado en el porcentaje de diferencia. Cualquiera que haya visto un arcoíris ya sabe cómo interpretar este mapa. Algunos mapas usarán el blanco como el punto más alto, pero no hablemos de eso.

Esto es particularmente efectivo para mostrar el movimiento tridimensional, ya que el ojo humano capta rápidamente el cambio de color de un objeto en movimiento.

Eso es más o menos lo que iba a escribir. Sin embargo, mencionó que estaba usando una amplia gama de distancias. Lo que significa que tendrá muchos colores diferentes y será difícil distinguirlos. Una forma de resolverlo sería usar una escala no lineal, pero ¿no hace que el mapa sea más fácil de leer?
Dijo que no estaría a escala, así que creo que la distancia entre las estrellas establecería el color base de un sistema, y ​​los planetas y las lunas obtendrían una "sombra" compensada a partir de eso. Como las estrellas y los planetas serían relativamente grandes, debería ser fácil ver la diferencia entre los tonos más sutiles. Veré si puedo crear un gif de muestra para adjuntarlo más tarde.

Podrías producir múltiples mapas viendo la escena desde diferentes ángulos, así:

Mapa de dos imágenes

Alternativamente, podría hacer que el mapa sea anaglífico :

Planetas anaglíficos

O hacerlo holográfico :

Planetas holográficos

Tu última imagen está rota. ¿Es esta imagen como la que tenías? De lo contrario, deberías encontrar otra imagen.
@Laurel Sí, parece que el dominio dejó de existir por algún motivo. No puedo recordar qué imagen tenía, pero eso se parece. Sin embargo, en lugar de usar esa imagen exacta, invertí la búsqueda de imágenes para encontrar una más grande y la pegué en mi propio imgur (junto con la tercera imagen) para asegurarme de que ninguno de los enlaces muera nuevamente.

Buscar en Google la órbita de Plutón y hacer una búsqueda de imágenes debería brindarle algunas buenas opciones.

Esta imagen en particular ilustra bastante claramente que la órbita de Plutón no está alineada con el resto de los planetas... Ciertamente podría extenderse a múltiples sistemas estelares.órbita de plutón

La cuestión es que la representación allí desordena las órbitas de los otros planetas, haciéndolos parecer menos circulares.
@ HDE226868 No puede incrustar un espacio 3D en un espacio 2D, por lo que algo tiene que desaparecer. La perspectiva es una forma tradicional de representar objetos 3D en una imagen 2D y el público típico la entiende fácilmente.
@Gilles Me di cuenta de eso y de que también había arruinado una suposición que hice sobre mi comentario anterior. Aslum, +1.
@ HDE226868 Técnicamente, ninguna órbita es perfectamente circular. La mayoría de las órbitas son en realidad elípticas hasta cierto punto.
No creo que esta sea una buena visualización en absoluto. Claro, me dice que la órbita de Plutón es inclinada y excéntrica, pero no si es más inclinada o más excéntrica. Ni siquiera puedo decir en la imagen si pasa por delante o por detrás de las órbitas de Neptuno y Urano.
@Philipp ¿Seguramente hacer las líneas más gruesas y usar diferentes colores para diferentes órbitas resolvería el problema del pedido?
Lo principal que transmite esta imagen es que la órbita de Plutón es irregular, mientras que el resto de los planetas se encuentran en el mismo plano. En general, el "plano de rotación" de otros sistemas solares no se alineará con el Sol, pero eso no es particularmente relevante ... lo importante son los planetas de cada sistema en relación entre sí. ¿Tienes una órbita rebelde (Plutón) o un montón?
@Pharap No, colorear no ayudaría. Puedo decir qué órbita es cuál, pero no puedo decir dónde está el nodo ascendente y cuál es la relación entre la inclinación y el argumento del periapsis.
@Philipp No dije que resolvería esos problemas, dije que resolvería el problema del pedido, lo cual haría. Si cada elipse fuera de un color diferente, serías capaz de decir que Plutón pasa por detrás de Neptuno y Urano al ver qué elipse de color está arriba en los puntos donde se cruzan. Aparte de que el OP nunca pidió poder ver el nodo ascendente o la relación entre inclinación y argumento del periapsis. El OP pidió 3 dimensiones representadas en 2, este diagrama hace eso y representa parcialmente el 4to.

Este mapa es un .GIF animado diseñado para resaltar la tercera dimensión de Galaxy on Fire Wiki .

Gif cambiante

Al girar ligeramente el punto de vista, proporciona las señales visuales para obtener profundidad de una imagen plana sin necesidad de anteojos 3-D.

No veo ningún efecto 3D en esta imagen, solo una imagen 2D plana con esferas tambaleantes.
@Pharap Esa animación parece usar una distancia focal demasiado grande, lo que hace que todas las estrellas parezcan estar aproximadamente a la misma distancia del espectador y, por lo tanto, dificulta la comprensión completa de sus diferentes profundidades. Querría hacer este tipo de animación con una distancia focal corta, de modo que la estrella más lejana parezca no moverse en absoluto y la estrella más cercana se mueva dramáticamente. Desafortunadamente, esta no es una forma precisa de representar las profundidades en un mapa y no satisface el requisito del autor de la pregunta de un mapa 2D de arriba hacia abajo.
@talrnu Si esa es la intención del gráfico, también podría hacer una rotación completa alrededor del grupo de planetas que se están mapeando para usar su escala para representar la distancia. Sin embargo, eso sería usar la proyección 3D, que también viola los OP "sin [...] mostrar la configuración completa desde algún ángulo. Esto debe verse solo de arriba hacia abajo". regla. Creo que la animación probablemente violaría las restricciones de todos modos.
Es MUY leve. Compare las estrellas rojas de abajo a la derecha de Me'enkk y Ni'mrrod, la última de las cuales está más lejos. Shima y Pareah en el área verde también parecen estar un poco más lejos, al igual que Wolf-Reiser en el azul. Me imagino que la vista lateral de este mapa es relativamente plana con la excepción de esas cuatro estrellas. ;)
@Pharap Este estilo de animación está diseñado para presentar una imagen en un plano 2D de una manera que "engaña" al cerebro para que la vea como una imagen 3D. Ciertamente hay valor en la rotación completa que mencionas, simplemente no tiene el mismo efecto que pretende este estilo de animación.
@talrnu ¿Hay un mejor ejemplo en alguna parte? Por el momento no puedo ver este 'truco' funcionando.
@Pharap Aquí hay un ejemplo divertido: moillusions.com/wp-content/uploads/i207.photobucket.com/albums/… Además de tener una mejor distancia focal, este también anima de un lado a otro más rápidamente, por lo que la ilusión es mucho más efectivo.