Юта чайник
Чайник «Юта» , или чайник «Ньюэлл» , — это 3D- тестовая модель , ставшая стандартным эталонным объектом и шуткой-шуткой. [1] в сообществе компьютерной графики . Это математическая модель обычного Melitta марки чайника , который выглядит цельным и имеет почти вращательно-симметричный корпус. Использование модели чайника считается 3D-эквивалентом «Привет, мир!» программа , способ создать простую 3D-сцену с довольно сложной моделью, выступающей в качестве базовой геометрии для сцены с настройкой освещения. Некоторые библиотеки программирования , такие как OpenGL Utility Toolkit , [2] даже есть функции, посвященные рисованию чайников.
Модель чайника была создана в 1975 году одним из первых исследователей компьютерной графики Мартином Ньюэллом , участником новаторской графической программы в Университете Юты . [3] Это был один из первых проектов, которые моделировались с использованием кривых Безье , а не были точно измерены.
История [ править ]
| Внешний образ | |
|---|---|
 Отсканированная оригинальная схема, которую Мартин Ньюэлл составил для планирования чайника Юты, прежде чем вводить ее в цифровой форме. Изображение предоставлено Музеем истории компьютеров. |
Для своей работы Ньюэллу нужна была простая математическая модель знакомого объекта. Его жена Сандра Ньюэлл предложила смоделировать их чайный сервиз , поскольку в это время они садились пить чай. Он нарисовал чайник от руки, используя миллиметровую бумагу и карандаш. [4] После этого он вернулся в компьютерную лабораторию и отредактировал Безье контрольные точки Tektronix на накопительной трубке , опять же вручную. [ нужна ссылка ]
Форма чайника содержала ряд элементов, делавших ее идеальной для графических экспериментов того времени: она была круглой, содержала седла , имела род больше нуля из-за отверстия в ручке, могла проецировать на себя тень 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 требовалось что-то примерно с теми же характеристиками, что и Ньюэлл, и использование данных чайника означало, что им не нужно было кропотливо вводить геометрические данные для какого-то другого объекта. Хотя технический прогресс привел к тому, что визуализация чайника больше не является той проблемой, которая была в 1975 году, чайник продолжал использоваться в качестве эталонного объекта для все более продвинутых графических методов.
В последующие десятилетия в выпусках журналов по компьютерной графике (таких как ежеквартальный журнал ACM SIGGRAPH ) регулярно появлялись версии чайника: были созданы граненые или плавно затененные, каркасные, неровные, полупрозрачные, преломляющие, даже леопардовые и пушистые чайники. .
Не имея поверхности, изображающей основание, оригинальная модель чайника не предназначалась для того, чтобы ее можно было увидеть снизу. В более поздних версиях набора данных это было исправлено.
Настоящий чайник на 33% выше (соотношение 4:3). [5] чем компьютерная модель. Джим Блинн заявил, что во время демонстрации в лаборатории он масштабировал модель по вертикальной оси, чтобы продемонстрировать, что ею можно манипулировать. Им понравился внешний вид этой новой версии, и они решили сохранить файл из-за этого предпочтения. [6]
Версии модели чайника или образцы сцен, содержащие ее, распространяются или свободно доступны практически для всех существующих программ рендеринга и моделирования и даже для многих графических API , включая AutoCAD , Houdini , Lightwave 3D , MODO , POV-Ray , 3ds Max и библиотеки OpenGL Direct3D и вспомогательные . Некоторые RenderMan, совместимые с средства визуализации, поддерживают чайник как встроенную геометрию, вызывая RiGeometry("teapot", RI_NULL). Помимо ожидаемых кубов и сфер, библиотека GLUT предоставляет даже функцию glutSolidTeapot() как графический примитив, как и его Direct3D аналог D3DX ( D3DXCreateTeapot()). Хотя D3DX для Direct3D 11 больше не предоставляет эту функциональность, она поддерживается в наборе инструментов DirectX. [7] Mac OS X Tiger и Leopard также включают чайник в состав Quartz Composer ; Чайник Леопарда поддерживает рельефное отображение . BeOS и Haiku включают небольшую демонстрацию вращающегося 3D-чайника, призванную продемонстрировать мультимедийные возможности платформы.
Сцены с чайником обычно используются для самотестирования и тестов рендеринга. [8] [9]
Оригинальная модель чайника [ править ]
Оригинальный физический чайник был куплен в ZCMI (универмаг в Солт-Лейк-Сити ) в 1974 году. В 1984 году он был подарен Бостонскому компьютерному музею , где выставлялся до 1990 года. Сейчас он находится в коллекции однодневных товаров в Компьютерном музее. Исторический музей в Маунтин-Вью, Калифорния , где он занесен в каталог как «Чайник, используемый для рендеринга компьютерной графики» и имеет каталожный номер X00398.1984. [10] Оригинальный чайник, на основе которого был создан чайник из Юты, раньше продавался в компании Friesland Porzellan , когда-то входившей в состав немецкой группы 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 официально переименовала его в «Юта Чайник». Он был доступен в трех разных размерах и разных цветах; Мартин Ньюэлл использовал белый чайник «Юта объемом 1,4 л». [14]
Появления [ править ]
Одно известное изображение с трассировкой лучей , сделанное 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 озаглавлено «Шесть платоновых тел», а Арво и Кирк называют чайник «недавно открытым Чайотаэдром ». [15] Это изображение появилось на обложках нескольких книг и журналов компьютерной графики.
Чайник «Юта» иногда появляется в заставке «Трубы» , поставляемой с Microsoft Windows . [17] но только в версиях до Windows XP и включен в хак XScreenSaver «многогранники» с 2008 года. [18]
Джим Блинн (в одном из своих видеороликов « Проект МАТЕМАТИКА! ») доказывает забавную (но тривиальную ) версию теоремы Пифагора : постройте (2D) чайник на каждой стороне прямоугольного треугольника , а площадь чайника на гипотенузе равна равна сумме площадей чайников с двух других сторон. [19]
графических API Vulkan и OpenGL изображен чайник Юты, а также Стэнфордский дракон и Стэнфордский кролик . На значках [20]
С появлением первых короткометражных фильмов, созданных на компьютере, а затем и полнометражных художественных фильмов, стало шуткой . прятать чайник Юты в сценах фильмов [21] 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 «третье измерение». [22] В The Sims 2 изображение чайника из Юты — это одна из картин, доступных для покупки в игре, под названием «Ручка и носик».
Версия в технике оригами чайника , сложенная Томохиро Тачи , была показана в Музее японского искусства Тикотин в Израиле на выставке 2007–2008 годов. [23]
В октябре 2021 года в Дублине, Ирландия, был представлен «Смитфилд Юта» Алана Батлера, вдохновленный чайником из Юты. [24] [25]
В эпизоде The Amazing Digital Circus «Хаос с конфетами!» можно увидеть плавающие синие чайники Юты после того, как Помни и Гаммигу вылетели под карту за пределы поля.
Преобразование OBJ [ править ]
Хотя оригинальный чайный сервиз от Newell можно загрузить напрямую, этот чайный сервиз создан с использованием набора патчей Безье в специальном формате, который может быть сложно импортировать непосредственно во многие популярные приложения для 3D-моделирования. Таким образом, мозаичное преобразование набора данных в популярный формат файлов OBJ может оказаться полезным . Одно из таких преобразований полного чайного набора Newell доступно на веб-сайте Университета Юты.
3D printing [ edit ]
Благодаря 3D-печати чайник «Юта» прошел полный круг от компьютерной модели, основанной на реальном чайнике, до настоящего чайника, основанного на компьютерной модели. Он широко доступен во многих вариантах исполнения 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. [ нужна ссылка ]
В 2009 году бельгийская дизайн-студия Unfold напечатала на 3D-принтере чайник «Юта» из керамики с целью вернуть иконографический чайник к его истокам как функциональной посуды, одновременно продемонстрировав его статус символа цифрового мира. [26]
В 2015 году калифорнийская компания Emerging Objects последовала этому примеру, но на этот раз напечатала чайник, а также чайные чашки и чайные ложки из настоящего чая. [27]
Галерея [ править ]
Каркасный чайник Юта на плоттере Calcomp 1960-х годов
Чайник из Юты
Картирование окружающей среды на чайнике
См. также [ править ]
- 3D моделирование
- Стэнфордский кролик
- Стэнфордский дракон
- Suzanne (3D model)
- 3DБенчи
- Корнеллская коробка
- Список распространенных тестовых 3D-моделей
- Список подписей режиссера
- Летать
Ссылки [ править ]
- ^ Дуниц, Джесси (29 февраля 2016 г.). «Самый важный объект в истории компьютерной графики — этот чайник» . Наутилус . Проверено 3 марта 2019 г.
- ^ Марк Килгард (23 февраля 1996 г.). «11.9 «GlutSolidTeapot», «GlutWireTeapot» . www.opengl.org . Проверено 7 октября 2011 г.
- ^ Торренс, Энн (2006). «Оригинальный чайник Мартина Ньюэлла: ограничения авторских прав не позволяют ACM предоставить полный текст этой работы». ACM SIGGRAPH 2006 Чайник включен — SIGGRAPH '06 . п. 29. дои : 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 г.
- ^ «Чайник из Юты» . www.holmes3d.net . Проверено 10 июля 2021 г.
- ^ Сеймур, Майк (25 июля 2012 г.). «Серия основателей: легенда индустрии Джим Блинн» . fxguide.com . Архивировано из оригинала 29 июля 2012 года . Проверено 15 апреля 2015 г.
- ^ «Набор инструментов DirectX» . Гитхаб. 29 ноября 2022 г.
- ^ Вальд, 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 оригинала (PDF) 23 марта 2012 г.
- ^ Климашевский, К.; Седерберг, Т.В. (1997). «Ускоренная трассировка лучей с использованием адаптивных сеток» . IEEE Компьютерная графика и приложения . 17 (1): 42–51. дои : 10.1109/38.576857 . S2CID 29664150 .
- ^ Оригинальный чайник штата Юта в Музее истории компьютеров . 28 сентября 2001 г.
{{cite book}}:|website=игнорируется ( помогите ) - ^ Сандер, Антье; Симс, Марен; Вердеманн, Вильфрид; Мейер, Стефан; Янссен, Нина (2015). Симс, Марен (ред.). Мелитта и фрисландский фарфор - 60 лет производства керамики в Вареле [ Мелитта и фрисландский фарфор - 60 лет производства керамики в Вареле ]. Замок-музей Йевер (на немецком языке). Том Йевер, выпуск 33 (1-е изд.). Ольденбург, Германия: Isensee Verlag . ISBN 978-3-7308-1177-1 . Каталог к выставке: Джеверленд - обожжен в глине. (48 страниц)
- ^ Friesland Porzellan [@FrieslandPorzel] (24 марта 2017 г.). «Оригинальный чайник «Юта» всегда производился компанией Friesland. Когда-то мы были частью Melitta Group, верно. Ваш уже есть?» ( Твит ) – через Твиттер .
- ^ «Чайник как кинозвезда» (на немецком языке). Радио Бремена. Архивировано из оригинала 1 апреля 2019 года . Проверено 1 марта 2019 г.
- ^ «Чайник Teekanne 1,4 л Weiß Utah» (на немецком языке). Фрисланд Версанд ГмбХ. Архивировано из оригинала 29 марта 2023 года . Проверено 15 ноября 2023 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Арво, Джеймс; Кирк, Дэвид (1987). «Быстрая трассировка лучей по классификации лучей» . ACM SIGGRAPH Компьютерная графика . 21 (4): 55–64. дои : 10.1145/37402.37409 .
- ^ Карлсон, Уэйн (2007). «Критическая история компьютерной графики и анимации» . ОГУ.edu. Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 года . Проверено 15 апреля 2015 г.
- ^ «Пасхальное яйцо Windows NT — заставка «Трубы»» . Архив пасхальных яиц . Проверено 5 мая 2018 г.
- ^ «Журнал изменений (добавлен недостающий чайно-теапотаэдр Юты в многогранники)» . Xscreensaver . 10 августа 2008 г.
- ^ Проект Mathematica: Теорема Пифагора . НАСА. 1988 год. 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» . Сети Текгейдж . Проверено 18 января 2020 г.
- ^ «Буря в чайнике» . Континуум . Зима 2006–2007 гг. Архивировано из оригинала 12 июля 2014 года.
- ^ «Изображения Тихоокеанских данных – Гомер3 » . Архивировано из оригинала 24 июля 2008 года.
- ^ «Томохиро Тати» . Сокровища искусства оригами . Музей японского искусства Тикотин. 17 августа 2007 года . Проверено 18 июня 2021 г.
- ^ «Комиссия городского совета Дублина по созданию общественной скульптуры на Смитфилд-сквер» (PDF) . Проверено 23 апреля 2023 г.
- ^ «Центральная площадь: нижняя часть Смитфилд-сквер - скульптура Дублин» . Проверено 23 апреля 2023 г.
- ^ «Утаналог, керамический чайник Юта» . Разверните дизайн-студию . 28 октября 2009 года . Проверено 12 мая 2015 г.
- ^ Вирджиния Сан Фрателло и Рональд Раэль (2015). «Чайный сервиз Юта» . Возникающие объекты . Проверено 12 мая 2015 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Изображение чайника штата Юта в Музее истории компьютеров
- Эскиз чайника Ньюэлла в Музее истории компьютеров
- История чайника С. Дж. Бейкера. Архивировано 20 ноября 2014 г. в Wayback Machine , включая данные исправлений.
- История чайника и изображения из «Критической истории компьютерной графики и анимации» ( копия Wayback Machine )
- Демонстрация чайника WebGL
- Видео «История чайника» из онлайн-курса Udacity по интерактивной 3D-графике.
- Самый известный чайник в мире : Том Скотт рассказывает историю цифрового творения Мартина Ньюэлла (YouTube)