Konvice na čaj v Utahu - Utah teapot

Moderní vykreslení modelu konvice Utah

Utah konvice nebo Newell konvice , je 3D testovací model , který se stal standardní referenční objekt a in-vtip v rámci počítačové grafiky komunity. Je to matematický model běžného Melitta -brand konvici , která se objeví pevná látka se téměř rotačně symetrického tělesa. Použití modelu konvice je považováno za 3D ekvivalent „Hello, World!“ program , způsob, jak vytvořit snadnou 3D scénu s poněkud složitým modelem fungujícím jako základní geometrie pro scénu s nastavením světla. Některé programovací knihovny , například OpenGL Utility Toolkit , mají dokonce funkce věnované kreslení konvic.

Model konvice vytvořil v roce 1975 raný výzkumník počítačové grafiky Martin Newell , člen průkopnického grafického programu na univerzitě v Utahu . Byl to jeden z prvních, který byl modelován pomocí bézierových křivek , než aby byl přesně měřen.

Dějiny

Skutečná konvice Melitta, kterou modeloval Martin Newell , vystavená v Muzeu počítačové historie v Mountain View v Kalifornii (1990 -současnost)
Externí obrázek
ikona obrázku Skenování původního diagramu, který vypracoval Martin Newell, aby naplánoval čajník Utah před jeho digitálním vložením.
Obrázek s laskavým svolením Computer History Museum.

Pro svou práci potřeboval Newell jednoduchý matematický model známého objektu. Jeho manželka Sandra Newell navrhla modelování jejich čajové soupravy, protože v té době seděli u čaje. Načrtl konvici volnou rukou pomocí milimetrového papíru a tužky. Poté se vrátil do počítačové laboratoře a upravil bézierovy kontrolní body na skladovací trubici Tektronix , opět ručně.

Tvar čajové konvice obsahoval řadu prvků, díky nimž byl ideální pro tehdejší grafické experimenty: byl kulatý, obsahoval sedlové body , kvůli otvoru v držadle měl rod větší než nula, mohl na sebe promítat stín a lze zobrazit přesně bez povrchové textury.

Newell zveřejnil matematická data, která popisovala geometrii konvice (soubor trojrozměrných souřadnic ), a brzy stejná data začali používat i další vědci pro experimenty s počítačovou grafikou. Tito vědci potřebovali něco se zhruba stejnými vlastnostmi, jaké měl Newell, a použití dat konvice znamenalo, že nemuseli pracně zadávat geometrická data pro nějaký jiný objekt. Ačkoli technický pokrok znamenal, že vykreslení čajové konvice již není výzvou v roce 1975, konvice byla nadále používána jako referenční objekt pro stále pokročilejší grafické techniky.

V následujících desetiletích pravidelně vznikaly edice počítačových grafických časopisů (jako je čtvrtletník ACM SIGGRAPH ) verze konvice: fazetová nebo hladce stínovaná, drátová, hrbolatá, průsvitná, refrakční, dokonce i leopardí a chlupatá konvice .

Původní model konvice neměl žádný povrch, který by představoval její základnu, a nebyl zamýšlen tak, aby byl vidět zespodu. Pozdější verze datové sady to vyřešily.

Skutečná konvice je o 33% vyšší (poměr 4: 3) než počítačový model. Jim Blinn uvedl, že během ukázky v laboratoři zmenšil model na svislé ose, aby ukázal, že s ním mohou manipulovat. Dali přednost vzhledu této nové verze a rozhodli se soubor z této předvolby uložit.

Verze modelu konvice-nebo ukázkové scény, které ji obsahují-jsou distribuovány nebo volně dostupné pro téměř každý současný program vykreslování a modelování a dokonce i pro mnoho grafických API , včetně AutoCAD , Houdini , Lightwave 3D , MODO , POV-Ray , 3ds Max a na OpenGL a Direct3D pomocné knihovny. Některé renderery kompatibilní s RenderMan podporují konvici jako vestavěnou geometrii voláním . Spolu s očekávanými kostkami a koulemi knihovna GLUT dokonce poskytuje funkci grafického primitiva, stejně jako její protějšek Direct3D D3DX ( ). Přestože D3DX pro Direct3D 11 již tuto funkci neposkytuje, je podporován v sadě nástrojů DirectX. Mac OS X Tiger a Leopard také obsahují konvici jako součást Quartz Composer ; Konvice Leopard podporuje mapování nárazů . BeOS zahrnoval malou ukázku rotující 3D konvice, která měla předvést multimediální zařízení platformy. Později se objeví stejné demo a v Haiku . RiGeometry("teapot", RI_NULL)glutSolidTeapot()D3DXCreateTeapot()

Konvice od BeOS/Haiku

Scény čajníku se běžně používají pro autotesty rendereru a benchmarky.

Originální model konvice

Původní fyzická konvice byla zakoupena v ZCMI (obchodní dům v Salt Lake City ) v roce 1974. V roce 1984 byla darována Bostonskému počítačovému muzeu , kde byla vystavena do roku 1990. Nyní sídlí ve sbírce efeméry v počítači Muzeum historie v Mountain View v Kalifornii, kde je katalogizováno jako „Čajník používaný k vykreslování počítačové grafiky“ a nese katalogové číslo X00398.1984. Původní konvice, na které byla konvice v Utahu založena, je stále k dispozici od Friesland Porzellan, kdysi součástí německé skupiny Melitta. Původně dostal dost prostý název Haushaltsteekanne („domácí konvice“); společnost se o „slávě“ svých produktů dozvěděla až v roce 2017, načež ji oficiálně přejmenovali na „Utah Teapot“. Je k dispozici ve třech různých velikostech a různých barvách; ten, který použil Martin Newell, je bílý „1,4L Utah Teapot“.

Vystoupení

„The Six Platonic Solids“, obrázek, který vtipně přidává konvici z Utahu k pěti standardním platonickým tělesům

Jeden slavný paprskem vysledovaný snímek Jamese Arva a Davida Kirka z roku 1987 ukazuje šest kamenných sloupů, z nichž pět je převýšeno platonickými tělesy ( čtyřstěn , krychle , osmistěn , dodekaedr , ikosahedron ). Šestý sloupec podporuje konvici. Obrázek má název „Šest platonických těles“, přičemž Arvo a Kirk konvici nazývají „nově objevený Teapotahedron “. Tento obrázek se objevil na obálkách několika knih a počítačových grafických časopisů.

Konvice na čaj Utah se někdy objevuje v spořiči obrazovky „Pipes“ dodávaném se systémem Microsoft Windows , ale pouze ve verzích před Windows XP a od roku 2008 je součástí hacku „polyhedra“ XScreenSaver .

Jim Blinn (v jednom ze svých videí „ Project MATHEMATICS! “) Dokazuje zábavnou (ale triviální ) verzi Pythagorovy věty : sestrojte (2D) konvici na každé straně pravoúhlého trojúhelníku a oblast konvice na přeponě je rovnající se součtu ploch konvic na ostatních dvou stranách.

CGI film Vol Libre od Lorena Carpentera z roku 1980 představuje konvici, která se krátce objevuje na začátku a na konci filmu v popředí a za ním je fraktálně vykreslená horská krajina.

Grafická rozhraní API Vulkan a OpenGL obsahují na odznakech konvici Utah spolu se Stanfordským drakem a Stanfordským zajíčkem .

S příchodem prvních počítačově generovaných krátkých filmů a později celovečerních celovečerních filmů se stalo vtipem skrývání čajníku v Utahu ve scénách filmů. Například ve filmu Příběh hraček se čajovník v Utahu objevuje ve scéně krátkého večírku. Konvice se také objevuje v epizodě Simpsonových „ Treehouse of Horror VI “, ve které Homer objevuje „třetí dimenzi“. V The Sims 2 je obraz čajové konvice v Utahu jedním z obrazů dostupných ve hře s názvem „Klika a výtok“.

Origami verze konvice, sklopit Tomohiro Tachi , byl uveden na Tikotin Muzeum japonského umění v Izraeli v období 2007-2008 exponátu.

Převod OBJ

Ačkoli je původní čajovou sadu od společnosti Newell možné stáhnout přímo, tato čajová sada je specifikována pomocí sady Bézierových záplat ve vlastním formátu, což může být obtížné importovat přímo do mnoha populárních 3D modelovacích aplikací. Jako takový, tesselated konverze datové sady v oblíbeném formátu OBJ mohou být užitečné. Jedna taková konverze kompletního Newell teasetu je k dispozici na webových stránkách University of Utah.

3D tisk

3D STL model konvice

Díky 3D tisku se Utah Teapot dostal do kruhu od počítačového modelu založeného na skutečné čajové konvici až po skutečnou čajovou konvici založenou na počítačovém modelu. Je široce dostupný v mnoha provedeních z různých materiálů od malých plastových knoflíků až po plně funkční keramickou konvici. Někdy je záměrně vykreslen jako nízký poly objekt, aby oslavil svůj původ jako počítačový model.

V roce 2009 belgické designérské studio Unfold 3D vytisklo keramickou čajovou konvici Utah s cílem vrátit ikonografickou konvici ke kořenům jako kus funkčního nádobí a zároveň ukázat svůj status ikony digitálního světa.

V roce 2015 následovala kalifornská společnost Emerging Objects, ale tentokrát konvici spolu s šálky a čajovými lžičkami vytiskla ze skutečného čaje.

Galerie

Viz také

Reference

externí odkazy