stringtranslate.com

чайник из Юты

3D STL -модель чайника
Рендеринг модели чайника из Юты, 2008 г.

Чайник из Юты , или чайник из Ньюэлла , является одной из стандартных эталонных тестовых моделей в 3D-моделировании и шуткой [1] в сообществе компьютерной графики . Это математическая модель обычного чайника марки Melitta , который выглядит сплошным с почти вращательно-симметричным корпусом. Использование модели чайника считается 3D-эквивалентом программы «Hello, World!» , способом создания простой 3D-сцены с довольно сложной моделью, выступающей в качестве базовой геометрии для сцены с настройкой освещения. Некоторые библиотеки программирования , такие как OpenGL Utility Toolkit , [2] даже имеют функции, предназначенные для рисования чайников.

Модель чайника была создана в 1975 году одним из первых исследователей компьютерной графики Мартином Ньюэллом , членом пионерской графической программы в Университете Юты . [3] Это была одна из первых моделей, созданных с использованием кривых Безье, а не точных измерений.

История

Настоящий чайник Melitta , смоделированный Мартином Ньюэллом , экспонируется в Музее истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния (с 1990 г. по настоящее время)

Для своей работы Ньюэллу нужна была простая математическая модель знакомого объекта. Его жена Сандра Ньюэлл предложила смоделировать их чайный сервиз , поскольку в то время они сидели за чашкой чая. Он набросал чайник от руки, используя миллиметровую бумагу и карандаш. [4] После этого он вернулся в компьютерную лабораторию и отредактировал контрольные точки Безье на трубке памяти Tektronix , снова вручную. [ требуется 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 проецировать тень на себя и мог точно отображаться без текстуры поверхности.

Ньюэлл сделал математические данные, описывающие геометрию чайника (набор трехмерных координат ), общедоступными, 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 о чайнике означало, что им не нужно было кропотливо вводить геометрические данные для какого-то другого объекта. Хотя технический прогресс привел к тому, что процесс визуализации чайника больше не является такой сложной задачей, как в 1975 году, чайник продолжал использоваться в качестве эталонного объекта для все более совершенных графических методов.

В течение последующих десятилетий в выпусках журналов по компьютерной графике (например, в ежеквартальном издании ACM SIGGRAPH ) регулярно появлялись версии чайника: граненые или с плавными штрихами, каркасные, бугристые, полупрозрачные, преломляющие, были созданы даже чайники из леопардовой кожи и меха.

Не имея поверхности, которая могла бы представлять его основание, оригинальная модель чайника не была предназначена для просмотра снизу. Более поздние версии набора данных исправили это.

Настоящий чайник на 33% выше (соотношение 4:3) [5] , чем компьютерная модель. Джим Блинн заявил, что он масштабировал модель по вертикальной оси во время демонстрации в лаборатории, чтобы продемонстрировать, что они могут ею управлять. Они предпочли внешний вид этой новой версии и решили сохранить файл с учетом этого предпочтения. [6]

Версии модели чайника — или образцы сцен, содержащие ее — распространяются вместе или свободно доступны практически для каждой текущей программы рендеринга и моделирования и даже для многих графических API , включая AutoCAD , Houdini , Lightwave 3D , MODO , POV-Ray , 3ds Max и вспомогательные библиотеки OpenGL и Direct3D . Некоторые рендереры , совместимые с RenderMan, поддерживают чайник как встроенную геометрию, вызывая . Наряду с ожидаемыми кубами и сферами, библиотека GLUT даже предоставляет функцию как графический примитив, как и ее аналог Direct3D D3DX ( ). Хотя D3DX для Direct3D 11 больше не предоставляет эту функциональность, она поддерживается в DirectX Tool Kit. [7] Mac OS X Tiger и Leopard также включают чайник как часть Quartz Composer ; чайник Leopard поддерживает bump mapping . BeOS и Haiku включают небольшую демонстрацию вращающегося 3D-чайника, призванную продемонстрировать мультимедийные возможности платформы.RiGeometry("teapot", RI_NULL)glutSolidTeapot()D3DXCreateTeapot()

Сцены чайника обычно используются для самотестирования и тестирования рендерера. [8] [9]

Оригинальная модель чайника

Оригинальный, физический чайник был куплен в ZCMI (универмаг в Солт-Лейк-Сити ) в 1974 году. Он был передан в дар Бостонскому компьютерному музею в 1984 году, где экспонировался до 1990 года. Сейчас он находится в коллекции эфемеров в Музее компьютерной истории в Маунтин-Вью, Калифорния , где он каталогизирован как «Чайник, используемый для рендеринга компьютерной графики» и имеет каталожный номер X00398.1984. [10] Оригинальный чайник, на котором был основан чайник Utah, раньше был доступен в Friesland Porzellan , когда-то входившей в немецкую группу Melitta. [11] [12] Первоначально ему было дано довольно простое название Haushaltsteekanne («домашний чайник»); [13] компания узнала о репутации своего продукта только в 2017 году, после чего они официально переименовали его в «Чайник Utah». Он был доступен в трех разных размерах и разных цветах; Мартин Ньюэлл использовал белый «чайник Юта 1,4 л». [14]

Появления

«Шесть Платоновых тел» — изображение, которое в юмористической форме добавляет чайник из Юты к пяти стандартным Платоновым телам.

На одном известном изображении, полученном с помощью трассировки лучей Джеймсом Арво и Дэвидом Кирком в 1987 году, [15] изображены шесть каменных колонн, пять из которых увенчаны Платоновыми телами ( тетраэдр , куб , октаэдр , додекаэдр , икосаэдр ). Шестая колонна поддерживает чайник. [16] Изображение называется «Шесть Платоновых тел», а Арво и Кирк называют чайник «недавно открытым Чайпотаэдром ». [15] Это изображение появилось на обложках нескольких книг и журналов по компьютерной графике.

Чайник из Юты иногда появляется в заставке «Pipes» , поставляемой с Microsoft Windows , [17], но только в версиях до Windows XP, и был включен в хак «polyhedra» XScreenSaver с 2008 года. [18]

Джим Блинн (в одном из своих видеороликов « Проект МАТЕМАТИКА! ») доказывает забавную (но тривиальную ) версию теоремы Пифагора : постройте (двумерный) чайник на каждой стороне прямоугольного треугольника , и площадь чайника на гипотенузе будет равна сумме площадей чайников на двух других сторонах. [19]

Графические API Vulkan и OpenGL имеют на своих значках чайник из Юты, а также дракона и кролика из Стэнфорда . [20]

С появлением первых короткометражных фильмов, созданных на компьютере, а затем и полнометражных художественных фильмов, стало шуткой прятать чайник из Юты в сценах фильмов. [21] Например, в фильме « История игрушек » чайник из Юты появляется в короткой сцене чаепития. Чайник также появляется в эпизоде ​​« Treehouse of Horror VI » сериала «Симпсоны », в котором Гомер открывает «третье измерение». [22] В The Sims 2 изображение чайника из Юты является одной из картин, доступных для покупки в игре, под названием «Handle and Spout».

Оригами - версия чайника, сложенная Томохиро Тачи , была представлена ​​в Музее японского искусства Тикотин в Израиле на выставке 2007–2008 годов. [23]

«Смитфилд, штат Юта» — общественная скульптура в Дублине, Ирландия

В октябре 2021 года в Дублине, Ирландия, была представлена ​​модель «Смитфилд Юта» Алана Батлера, вдохновленная чайником из Юты. [24] [25]

Преобразование OBJ

Хотя оригинальный чайный сервиз Ньюэлла можно загрузить напрямую, этот чайный сервиз указан с использованием набора патчей Безье в пользовательском формате, который может быть трудно импортировать напрямую во многие популярные приложения для 3D-моделирования. Таким образом, мозаичное преобразование набора данных в популярный формат файла OBJ может быть полезным. Одно из таких преобразований полного чайного сервиза Ньюэлла доступно на веб-сайте Университета Юты.

3D-печать

Благодаря 3D-печати чайник из Юты прошел полный круг 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 полностью функционального керамического чайника. Иногда его намеренно рендерят как низкополигональный объект, чтобы отметить его происхождение как компьютерной модели. [ требуется цитата ]

В 2009 году бельгийская дизайн-студия Unfold напечатала на 3D-принтере чайник Utah Teapot из керамики с целью вернуть иконографический чайник к его истокам как функциональной посуды, одновременно демонстрируя его статус символа цифрового мира. [26]

В 2015 году калифорнийская компания Emerging Objects последовала этому примеру, но на этот раз напечатала чайник, а также чашки и чайные ложки из настоящего чая. [27]

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Дунитц, Джесси (29 февраля 2016 г.). «Самый важный объект в истории компьютерной графики — это чайник». Nautilus . Получено 3 марта 2019 г. .
  2. ↑ Марк Килгард (23 февраля 1996 г.). "11.9 glutSolidTeapot, glutWireTeapot". www.opengl.org . Получено 7 октября 2011 г. .
  3. ^ Торренс, Энн (2006). «Оригинальный чайник Мартина Ньюэлла: ограничения авторских прав не позволяют ACM предоставить полный текст этой работы». ACM SIGGRAPH 2006 Чайник на - SIGGRAPH '06 . стр. 29. doi :10.1145/1180098.1180128. ISBN 978-1-59593-364-5. S2CID  23272447. Статья № 29.
  4. ^ "The Utah Teapot - CHM Revolution". Музей истории компьютеров . Получено 20 марта 2016 г.
  5. ^ "The Utah Teapot". www.holmes3d.net . Получено 10 июля 2021 г. .
  6. ↑ Сеймур, Майк (25 июля 2012 г.). «Серия Founders: Легенда отрасли Джим Блинн». fxguide.com . Архивировано из оригинала 29 июля 2012 г. Получено 15 апреля 2015 г.
  7. ^ "DirectX Tool Kit". GitHub. 29 ноября 2022 г.
  8. ^ Вальд, Инго; Бентин, Карстен; Слусаллек, Филипп (2002). "Простой и практичный метод интерактивной трассировки лучей динамических сцен" (PDF) . Технический отчет, Группа компьютерной графики . Университет Саара. Архивировано из оригинала (PDF) 23 марта 2012 г.
  9. ^ Климашевский, К.; Седерберг, Т.В. (1997). «Быстрая трассировка лучей с использованием адаптивных сеток». IEEE Computer Graphics and Applications . 17 (1): 42–51. doi :10.1109/38.576857. S2CID  29664150.
  10. ↑ Оригинальный чайник из Юты в Музее истории компьютеров. 28 сентября 2001 г. {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  11. ^ Сандер, Антье; Симс, Марен; Вердеманн, Вильфрид; Мейер, Стефан; Янссен, Нина (2015). Симс, Марен (ред.). Melitta und Friesland Porzellan – 60 лет керамического производства в Вареле [ Melitta и Friesland Porzellan – 60 лет производства керамики в Вареле ]. Замок-музей Йевер  [ де ] (на немецком языке). Том. Джевер Хефт 33 (1-е изд.). Ольденбург, Германия: Isensee Verlag  [de] . ISBN 978-3-7308-1177-1. Begleitkatalog zur Ausstellung: Jeverland - в хорошем состоянии.(48 страниц)
  12. ^ Friesland Porzellan [@FrieslandPorzel] (24 марта 2017 г.). «Оригинальный чайник Utah всегда производился компанией Friesland. Когда-то мы были частью Melitta Group, верно. Уже получили свой?» ( Твит ) – через Twitter .
  13. ^ "Eine Teekanne als Filmstar" (на немецком языке). Радио Бремена. Архивировано из оригинала 1 апреля 2019 года . Проверено 1 марта 2019 г.
  14. ^ "Teekanne 1,4l Weiß Utah Teapot" (на немецком языке). Friesland Versand GmbH . Архивировано из оригинала 29 марта 2023 г. Получено 15 ноября 2023 г.
  15. ^ ab Арво, Джеймс; Кирк, Дэвид (1987). «Быстрая трассировка лучей с помощью классификации лучей». ACM SIGGRAPH Computer Graphics . 21 (4): 55–64. doi : 10.1145/37402.37409 .
  16. ^ Карлсон, Уэйн (2007). «Критическая история компьютерной графики и анимации». OSU.edu. Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 г. Получено 15 апреля 2015 г.
  17. ^ "Пасхальное яйцо Windows NT – Заставка Pipes". Архив пасхальных яиц . Получено 5 мая 2018 г.
  18. ^ "changelog (Добавлен отсутствующий Utah Teapotahedron в polyhedra)". Xscreensaver . 10 августа 2008 г.
  19. ↑ Project Mathematica: Теорема Пифагора. NASA. 1988. Событие происходит в 14:00 . Получено 28 июля 2015 г. – через archive.org.
  20. ^ Роб Уильямс (8 марта 2018 г.). "Khronos Group анонсирует Vulkan 1.1". Techgage Networks . Получено 18 января 2020 г. .
  21. ^ "Буря в чайнике". Continuum . Зима 2006–2007. Архивировано из оригинала 12 июля 2014 года.
  22. ^ "Pacific Data Images – Homer3". Архивировано из оригинала 24 июля 2008 г.
  23. ^ "Томохиро Тачи". Сокровища искусства оригами . Музей японского искусства Тикотин. 17 августа 2007 года . Проверено 18 июня 2021 г.
  24. ^ "Заказ городского совета Дублина по общественной скульптуре для площади Смитфилд" (PDF) . Получено 23 апреля 2023 г. .
  25. ^ "Центральная зона: нижняя часть Смитфилд-сквер – скульптура Дублин" . Получено 23 апреля 2023 г. .
  26. ^ "Utanalog, Ceramic Utah Teapot". Unfold Design Studio . 28 октября 2009 г. Получено 12 мая 2015 г.
  27. ^ Вирджиния Сан Фрателло и Рональд Раэль (2015). «Чайный сервиз Юта». Возникающие объекты . Проверено 12 мая 2015 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Чайник из Юты» .