Чайник Юта – Utah teapot

Чайник Юта – Utah teapot

Компьютерная графика 3D эталонная и тестовая модель

Производитель: Vitross.
Цена: 6026 RUR
Производитель: Rondell.Модель: 3 л RDS-088.
Цена: 3297.5 RUR
Производитель: Эмаль.
Цена: 3629 RUR

Современный рендеринг модели чайника из Юты

Utah чайник , или чайник Newell , является 3D тестовой модели , которая стала стандартной ссылкой на объект и в шутке в компьютерной графике 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 как OpenGL Utility Toolkit , даже имеют 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 . Он был одним из первых, который был смоделирован (с использованием кривых Безье ), а не измерен точно.

История

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. После этого он вернулся в компьютерную лабораторию и снова вручную отредактировал контрольные точки Безье на пробирке Tektronix .

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 примерно с 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 в качестве эталонного объекта для все более продвинутых графических технологий.

В течение следующих десятилетий выпуски журналов по компьютерной графике (например, ежеквартальный журнал ACM SIGGRAPH ) регулярно публиковали версии чайников: граненые или плавные, 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) компьютерной модели. 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.

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. Варианты чайника до сих пор продаются компанией Friesland Porzellan в Германии, которая была первоначальным производителем чайника, поскольку когда-то входила в состав Melitta Group.

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. Mac OS X Tiger и Leopard также включают чайник в состав 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 рендерера.

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. Первоначально он получил довольно простое название Haushaltsteekanne («бытовой чайник»); 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».

Появления

“Шесть Платоновых тел” – изображение, в котором чайник из Юты добавлен к пяти стандартным платоновым телам.

Одно известное изображение с трассировкой лучей , сделанное Джеймсом Арво и Дэвидом Кирком в 1987 году, показывает шесть каменных колонн, пять из которых увенчаны Платоновыми телами ( тетраэдр , куб , октаэдр , додекаэдр , икосаэдр ). Шестой столбик поддерживает чайник. Изображение называется «Шесть платоновых тел», а Арво и Кирк называют чайник «недавно обнаруженным чайным отростком ». Это изображение появилось на обложках нескольких книг и журналов по компьютерной графике.

Чайник из Юты иногда появляется в заставке «Pipes», поставляемой с Microsoft Windows , но только в версиях, предшествующих Windows XP, и с 2008 года был включен в «многогранник» XScreenSaver .

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.

В фильме Лорена Карпентера CGI 1980 года Vol Libre изображен чайник, ненадолго появляющийся в начале и в 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 .

С появлением первых короткометражных фильмов, созданных на компьютере, а затем и полнометражных художественных фильмов, скрывать чайник Юты в сценах из фильмов стало шуткой . Например, в фильме «История игрушек» чайник из Юты появляется в короткой сцене чаепития. Чайник также появляется в эпизоде Симпсонов « Дом ужасов VI », в котором Гомер открывает для себя «третье измерение». В The Sims 2 изображение чайника из Юты – одна из картин, доступных для покупки в игре, под названием «Ручка и носик».

Оригами версия чайника, свернута Tomohiro Тачи , был показан на Тикотин Музей японского искусства в Израиле в 2007-2008 годах экспоната.

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

3D модель чайника в формате STL

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.

В 2009 году бельгийская дизайнерская 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.

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.

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

Чайники