Юта чайник , или чайник Ньюэлл , является 3D тестовой модели , которая стала стандартным эталонным объект и в шутке [1] в пределах компьютерной графики сообщества. Это математическая модель обычного чайника марки Melitta, который выглядит твердым с почти осесимметричным корпусом. Использование модели чайника считается трехмерным эквивалентом слова «Hello, World!». Программа , способ создать простую 3D-сцену с несколько сложной моделью, выступающей в качестве базовой геометрии для сцены с настройкой освещения. Некоторые библиотеки программирования , такие какOpenGL Utility Toolkit , [2] даже имеет функции, предназначенные для рисования чайников.
Модель чайника была создана в 1975 году одним из первых исследователей компьютерной графики Мартином Ньюэллом , участником новаторской графической программы в Университете Юты . [3] Он был одним из первых, который был смоделирован (с использованием кривых Безье ), а не измерен точно.
История
Внешний образ | |
---|---|
Сканирование оригинальной схемы, составленной Мартином Ньюэллом, чтобы спланировать чайник из штата Юта, прежде чем вводить его в цифровой формат. Изображение любезно предоставлено Музеем истории компьютеров. |
Для работы Ньюэллу потребовалась простая математическая модель знакомого объекта. Его жена, Сандра Ньюэлл, предложила моделировать их чайный сервиз, так как они в это время сидели пить чай. Он нарисовал чайник на миллиметровой бумаге и карандашом от руки. [4] После этого он вернулся в компьютерную лабораторию и вручную отредактировал контрольные точки Безье на пробирке Tektronix . [ необходима цитата ]
Форма чайника содержала ряд элементов, которые делали его идеальным для графических экспериментов того времени: он был круглым, содержал седловые точки , имел род больше нуля из-за отверстия в ручке, мог отбрасывать тень на себя и может отображаться точно без текстуры поверхности.
Ньюэлл сделал общедоступными математические данные, описывающие геометрию чайника (набор трехмерных координат ), и вскоре другие исследователи начали использовать те же данные для своих экспериментов с компьютерной графикой. Этим исследователям нужно было что-то с примерно такими же характеристиками, как у Ньюэлла, и использование данных чайника означало, что им не нужно было кропотливо вводить геометрические данные для какого-то другого объекта. Хотя технический прогресс означал, что процесс рендеринга чайника больше не является проблемой, как это было в 1975 году, чайник продолжал использоваться как эталонный объект для все более совершенных графических технологий.
В течение следующих десятилетий выпуски журналов по компьютерной графике (например, ежеквартальный журнал ACM SIGGRAPH ) регулярно публиковали версии чайников: граненые или с гладкой заливкой, каркасные, неровные, полупрозрачные, преломляющие, даже из кожи леопарда и пушистых чайников .
Первоначальная модель чайника, не имеющая поверхности для представления основания, не предназначалась для того, чтобы быть видимой снизу. Более поздние версии набора данных исправили это.
Настоящий чайник на ~ 33% выше (соотношение 4: 3) [ необходима цитата ], чем компьютерная модель. Джим Блинн заявил, что он масштабировал модель по вертикальной оси во время демонстрации в лаборатории, чтобы продемонстрировать, что они могут манипулировать ею. Они предпочли внешний вид этой новой версии и решили сохранить файл без этой настройки. [5]
Оригинальный, физический чайника был приобретен у ZCMI (универмаге в Солт - Лейк - Сити ) в 1974 году была передана в дар Boston Computer Museum в 1984 году, где она была на экране до 1990 года В настоящее время она проживает в коллекции Ephemera на компьютере Исторический музей в Маунтин-Вью, Калифорния, где он внесен в каталог как «Чайник, используемый для рендеринга компьютерной графики» и имеет каталожный номер X00398.1984. [6] Варианты чайников до сих пор продаются компанией Friesland Porzellan в Германии [7], которые были первыми производителями чайников, поскольку когда-то входили в состав Melitta Group. [8]
Версии модели чайника - или примеры сцен, содержащих ее - распространяются или бесплатно доступны почти для всех текущих программ рендеринга и моделирования и даже для многих графических API , включая AutoCAD , Houdini , Lightwave 3D , MODO , POV-Ray , 3ds Max и в OpenGL и Direct3D вспомогательные библиотеки. Некоторые RenderMan -совместимых рендеры поддерживают чайник как встроенный в геометрии с помощью вызова RiGeometry("teapot", RI_NULL)
. Наряду с ожидаемыми кубами и сферами библиотека GLUT даже предоставляет эту функцию glutSolidTeapot()
в качестве графического примитива, как и ее аналог Direct3D D3DX ( D3DXCreateTeapot()
). Хотя D3DX для Direct3D 11 больше не поддерживает эту функцию, она поддерживается в наборе инструментов DirectX. [9] Mac OS X Tiger и Leopard также включают чайник как часть Quartz Composer ; Чайник Leopard поддерживает отображение рельефа . BeOS включила небольшую демонстрацию вращающегося трехмерного чайника, предназначенную для демонстрации мультимедийных возможностей платформы.
Сцены чайника обычно используются для самотестирования и тестов рендеринга. [10] [11]
Оригинальная модель чайника
Оригинальный чайник, на котором был основан чайник из Юты, до сих пор доступен в Friesland Porzellan, когда-то входившей в состав немецкой группы Melitta. [8] Первоначально он получил довольно простое название Haushaltsteekanne («домашний чайник»); [12] компания узнала о «известности» своего продукта только в 2017 году, после чего официально переименовала его в «Utah Teapot». Доступен в трех размерах и разных цветах; Мартин Ньюэлл использовал белый «1,4-литровый чайник Utah Teapot». [7]
Появления
Одно известное изображение с трассировкой лучей , сделанное Джеймсом Арво и Дэвидом Кирком в 1987 году [13], показывает шесть каменных колонн, пять из которых увенчаны Платоновыми телами ( тетраэдр , куб , октаэдр , додекаэдр , икосаэдр ). Шестой столбик поддерживает чайник. [14] Изображение озаглавлено «Шесть Платоновых тел», где Арво и Кирк называют чайник «недавно обнаруженным Чайотэдром ». [13] Это изображение появилось на обложках нескольких книг и журналов по компьютерной графике.
Юта чайник иногда появляется в «Трубе» заставка поставляется с Microsoft Windows , [15] , но только в версиях до Windows XP, и была включена в «многогранниках» XScreenSaver халтура с 2008 года [16]
Джим Блинн (в одном из своих видеороликов « Project MATHEMATICS! ») Доказывает забавную (но тривиальную ) версию теоремы Пифагора : постройте (2D) чайник с каждой стороны прямоугольного треугольника, и площадь чайника на гипотенузе равна равна сумме площадей чайников с двух других сторон. [17]
В фильме Лорена Карпентера 1980 года CGI Vol Libre изображен чайник, ненадолго появляющийся в начале и конце фильма на переднем плане с фрактальным горным пейзажем позади него.
В графических API Vulkan и OpenGL на значках изображен чайник из Юты, а также Стэнфордский дракон и Стэнфордский кролик . [18]
С появлением первых короткометражных фильмов, созданных на компьютере, а затем и полнометражных художественных фильмов, скрывать чайник Юты в сценах из фильмов стало шуткой . [19] Например, в фильме «История игрушек» чайник из штата Юта появляется в короткой сцене чаепития. Чайник также появляется в эпизоде Симпсонов « Дом ужасов VI », в котором Гомер открывает для себя «третье измерение». [20] В The Sims 2 изображение чайника из Юты - одна из картин, доступных для покупки в игре, под названием «Ручка и носик».
Преобразование OBJ
Хотя оригинальный чайный сервиз Newell можно загрузить напрямую, этот чайный сервиз определяется с помощью набора патчей Безье в настраиваемом формате, который может быть трудно импортировать напрямую во многие популярные приложения для 3D-моделирования. По существу, мозаичное преобразование набора данных в популярном формате файл OBJ может быть полезным. Одно такое преобразование полного тизета Ньюэлла доступно на веб-сайте Университета Юты.
3D печать
Благодаря 3D-печати чайник из Юты прошел полный цикл от компьютерной модели, основанной на реальном чайнике, до настоящего чайника, основанного на компьютерной модели. Он широко доступен во многих рендерингах из разных материалов, от небольших пластиковых безделушек до полнофункционального керамического чайника. Иногда его намеренно визуализируют как низкополигональный объект, чтобы отметить его происхождение как компьютерную модель. [ необходима цитата ]
В 2009 году бельгийская дизайн-студия Unfold напечатала на 3D-принтере чайник Utah из керамики с целью вернуть иконографический чайник к его истокам как функциональную посуду, одновременно продемонстрировав его статус символа цифрового мира. [21]
В 2015 году калифорнийская компания и самопровозглашенная компания «Make-Tank» Emerging Objects последовали их примеру, но на этот раз напечатали чайник вместе с чашками и чайными ложками из настоящего чая. [22]
Галерея
Чайник Юты
Отображение окружающей среды на чайнике
Смотрите также
- 3D моделирование
- Стэнфордский кролик
- Стэнфордский дракон
- Сюзанна (3D модель)
- Коробка Корнелла
- Список распространенных тестовых 3D-моделей
- Список подписей режиссера
- Ленна
Рекомендации
- ^ Dunietz, Jesse (29 февраля 2016). «Самый важный объект в истории компьютерной графики - этот чайник» . Наутилус . Проверено 3 марта 2019 года .
- ^ Марк Килгард (23 февраля 1996 г.). «11.9 glutSolidTeapot, glutWireTeapot» . www.opengl.org . Проверено 7 октября 2011 года .
- ^ Торренс, Энн (2006). «Оригинальный чайник Мартина Ньюэлла». ACM SIGGRAPH 2006 Чайник . п. 29. DOI : 10,1145 / 1180098,1180128 . ISBN 978-1-59593-364-5. S2CID 23272447 . Статья № 29.
- ^ "Чайник Юты - Революция CHM" . Музей истории компьютеров . Проверено 20 марта 2016 года .
- ^ Сеймур, Майк (25 июля 2012 г.). «Серия основателей: легенда индустрии Джим Блинн» . fxguide.com . Архивировано из оригинального 29 июля 2012 года . Проверено 15 апреля 2015 года .
- ^ «Оригинальный чайник из Юты в Музее компьютерной истории» . Музей истории компьютеров . 28 сентября 2001 г.
- ^ а б "Teekanne 1,4l Weiß Utah Teapot" (на немецком языке). Friesland Versand GmbH . Проверено 5 мая 2018 года .
- ^ а б Friesland Porzellan [@FrieslandPorzel] (24 марта 2017 г.). «Оригинальный чайник Utah всегда производился компанией Friesland. Когда-то мы были частью Melitta Group, верно. У тебя уже есть?» (Твитнуть) - через Твиттер .
- ^ «Набор инструментов DirectX» . GitHub.
- ^ Уолд, Инго; Бентин, Карстен; Слусаллек, Филипп (2002). «Простой и практичный метод интерактивной трассировки лучей динамических сцен» (PDF) . Технический отчет, Группа компьютерной графики . Саарский университет. Архивировано из оригинального (PDF) 23 марта 2012 года.
- ^ Климашевский, К .; Седерберг, TW (1997). «Более быстрая трассировка лучей с использованием адаптивных сеток» . Компьютерная графика и приложения IEEE . 17 (1): 42–51. DOI : 10.1109 / 38.576857 .
- ^ "Eine Teekanne как Filmstar" (на немецком языке). Радио Бремена . Проверено 1 марта 2019 года .
- ^ а б Арво, Джеймс; Кирк, Дэвид (1987). «Быстрая трассировка лучей по классификации лучей» . СИГГРАФ . 21 (4): 55–64. DOI : 10.1145 / 37402.37409 .
- ^ Карлсон, Уэйн (2007). «Критическая история компьютерной графики и анимации» . OSU.edu. Архивировано из оригинального 12 февраля 2012 года . Проверено 15 апреля 2015 года .
- ^ "Пасхальное яйцо Windows NT - Заставка трубок" . Архив пасхальных яиц . Проверено 5 мая 2018 года .
- ^ «список изменений (Добавлен недостающий чайник Юты в многогранники)» . Xscreensaver . 10 августа 2008 г.
- ^ Проект Mathematica: Теорема Пифагора . НАСА. 1988. Событие происходит в 14:00 . Проверено 28 июля 2015 г. - через archive.org.
- ^ Роб Уильямс (8 марта 2018 г.). «Группа Хронос объявляет о выпуске Vulkan 1.1» . Techgage Networks . Проверено 18 января 2020 года .
- ^ «Буря в чайнике» . Континуум . Зима 2006–2007 гг. Архивировано 12 июля 2014 года.
- ^ «Изображения данных Тихоокеанского региона - Homer3 » . Архивировано 24 июля 2008 года.
- ^ "Утаналог, керамический чайник Юта" . Раскройте . 28 октября 2009 . Проверено 12 мая 2015 года .
- ^ Вирджиния Сан Фрателло и Рональд Раэль (2015). "Чайный сервиз Юты" . Новые объекты . Проверено 12 мая 2015 года .
Внешние ссылки
- Изображение чайника Юты в Музее компьютерной истории
- Эскиз чайника Ньюэлла в Музее компьютерной истории
- История чайника SJ Baker , включая данные патча
- История чайника и изображения, из Критической истории компьютерной графики и анимации ( копия Wayback Machine )
- Демонстрация чайника WebGL
- Видео об истории чайника из онлайн-курса Udacity по интерактивной 3D-графике
- Самый известный чайник в мире - Том Скотт объясняет историю создания цифрового контента Мартина Ньюэлла (YouTube)