动画作品中的致敬:
果壳网
简介
“犹他茶壶”(Utah Teapot)是最早被用于使用数学曲线而非多边形建模的3D模型之一,它的开发者叫做马丁·纽维尔(Martin Newell),所以也有称为“纽维尔茶壶”。因其具有较大的象征意义,也被视为计算机图形学中的“hello world”。
故事
1974年,马丁在犹他大学攻读他的博士学位,该校是1970年代计算机图形学发展的重要场所.
马丁非常担心自己毕不了业,有天在和妻子桑德拉一起喝茶的时候,他聊到自己现在的论文中缺乏一个有一定复杂度的三维建模对象,之前采用的甜甜圈或棋子这种过于简单,无法达到理想的贝塞尔工具测试效果,桑德拉指了指摆在他们面前的Melitta茶壶,说何不试试这个。
这个提醒可谓醍醐灌顶,没错,未经修饰的白色茶壶具有曲线和反射表面,既简单得易于处理,又足够富有挑战性。马丁当即决定就用它了,抓起一支笔就用草图把其特征描绘了下来。回到实验室,他对茶壶进行了一系列漂亮的建模,同时还创建了一个带有茶碟的杯子和一个勺子模型。他的同事吉姆·布林(Jim Blinn)也被这个茶壶所吸引,参与进来对其高度做了调整,使得它更平了一些,就这样,独一无二的犹他州茶壶诞生了。
接下来,纽维尔和布林公开分享他们的模型。这个出产于德国德累斯顿、出售于美国盐湖城一家百货商店的茶具,不仅拯救了纽维尔博士的论文,也惠泽了其他同行,很快传开来被同一领域的研究人员纷纷所采用。
果壳网
原因总结
在学科发展的早期,还没有3D建模程序,而犹他茶壶模型的出现,意味着所有内容都可以通过手工数字化或在方格纸上草绘,并使用文本编辑器输入数字,于是它成为一个流行图像。
- 茶壶整体呈圆形,且表面有鞍点(saddle points)
- 壶嘴和手柄形状是渲染和基准测试的好对象
- 可以在自己身上投射出阴影
- 茶壶模拟表面看上去很逼真,不需要叠加人造的纹理图案
The teapot shape contains a number of elements that made it ideal for the graphics experiments of the time: it is round , contains saddle points , has a genus greater than zero because of the hole in the handle, can project a shadow on itself, and looks reasonable when displayed without a complex surface texture.
评价
“任何对渲染和照明有新想法的人都会首先在茶壶上试用。”-动画师Tom Sito
而历史学家Cyrus CM Mody和Michael Lynch把犹他茶壶称为“测试对象”:一种用于测试实验者和实验,从而帮助创造新知识的对象。
果壳网
其他相关
如今的3D Max软件中还能找得到它的身影
茶壶真身
茶壶的真身迄今还珍藏在加州山景城的计算机历史博物馆中。
果壳网
(展览介绍牌:真正的茶壶比许多电脑生成的图形要瘦一点,因为起初创建的茶壶数据是为了早期的长方形像素显示)
茶壶渲染大赛
为了纪念这只茶壶对学科的贡献,近几年来,犹他大学每年都会举办茶壶渲染大赛,由该校计算机系的副教授Cem Yuksel组织,竞赛对所有参加了“射线追踪渲染”(CS 6620)课程的学生开放,参赛选手们要展示自己用软件绘制的原始场景,并以令人缭乱的视觉效果来渲染犹他茶壶!他们可以和其他人一起准备场景和相关艺术品,但必须自己编写渲染软件。