
或许看过1991版《美人与野兽》的同学会对里边一只美丽的茶壶有形象,它也呈现在了先导海报中,有着金色的斑纹,还绘着美人的头像,从各方面来看,都是技艺精深的一只工艺品。
无独有偶的是,1995年的第一部《玩具总动员》里边也有一只粉色盖盖的茶壶,这个比较简练朴素,看起来是没有怎样上釉彩的一只。
假如你以为这仅仅场景需求或许偶然的话,那就错了。事实上,这两部闻名动画片都是在向一个计算机图形科学史上的闻名目标——犹他茶壶——问候。相同的问候也呈现在了许多文艺中青年特别喜爱的一部经典动画连续剧《辛普森一家》中,不过不是以茶壶的形象,而是荷马·辛普森的那只偏偏大腹——
“犹他茶壶”(Utah Teapot)是最早被用于运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)。1974年,这位老兄在犹他大学攻读他的博士学位,该校是1970年代计算机图形学开展的重要场所,因为两位重量级计算机科学家戴维·埃文斯(David Evans)和伊万·萨瑟兰(Ivan Sutherland)的到来,他们一会儿跻身为世界领先的计算机图形学研究中心。
同一时期的学生中有许多凶猛人物(咱们待会儿会讲到),马丁十分忧虑自己毕不了业,有天在和妻子桑德拉一同喝茶的时分,他聊到自己现在的论文中缺少一个好用的三维建模目标,之前选用的甜甜圈或棋子这种过于简略,无法到达抱负的贝塞尔东西测验效果,桑德拉指了指摆在他们面前的Melitta茶壶,说何不试试这个。
这个提示可谓醍醐灌顶,没错儿,未经润饰的白色茶壶具有曲线和反射外表,既简略得易于处理,又满足赋有挑战性。马丁当即决议就用它了,抓起一支笔就用草图把其特征描绘了下来。回到试验室,他对茶壶进行了一系列美丽的建模,一同还创立了一个带有茶碟的杯子和一个勺子模型。他的搭档吉姆·布林(Jim Blinn)也被这个茶壶所招引,参加进来对其高度做了调整,使得它更平了一些,就这样,绝无仅有的犹他州茶壶诞生了。
Martin Newell开始制造的犹他茶壶特征草图
接下来,纽维尔和布林揭露共享他们的模型。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,不只拯救了纽维尔博士的论文,也惠泽了其他同行,很快传开来被同一范畴的研究人员纷繁所选用。这是因为在学科开展的前期,还没有3D建模程序,而犹他茶壶模型的呈现,意味着一切内容都可以终究靠手艺数字化或在方格纸上草绘,并运用文本编辑器输入数字,所以它成为一个盛行图画。此外,壶嘴和手柄形状也是烘托和基准测验的好目标,茶壶和其他许多家居用品最大的不同点在于,其模仿外表看上去很传神,不需求叠加人工的纹路图画,这使得它一向被沿袭下来,现在的3D Max软件中还能找得到它的身影。动画师Tom Sito就曾言 “任何对烘托和照明有新主意的人都会首先在茶壶上试用。”而历史学家Cyrus CM Mody和Michael Lynch把犹他茶壶称为“测验目标”:一种用于测验试验者和试验,然后协助创造新知识的目标。
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。
为了留念这只茶壶对学科的奉献,近几年来,犹他大学每年都会举行茶壶烘托大赛,由该校计算机系的副教授Cem Yuksel安排,竞赛对一切参加了“ 射线追寻烘托”(CS 6620)课程的学生敞开,参赛选手们要展现自己用软件制造的原始场景,并以令人纷乱的视觉效果来烘托犹他茶壶!他们可以和其他人一同预备场景和相关艺术品,但有必要自己编写烘托软件。
竞赛中也收到了许多风趣的著作,有的参赛选手还乐此不疲地参加了好几届,而且都取得了好成绩,如2014年-2016年的优胜奖都被一位叫做Laura Marie Lediaev的学生给连任了,她关于玻璃质感茶壶外表的掌握可谓炉火纯青。
2014“犹他茶壶烘托大赛”优胜奖,创造者Laura Marie Lediaev
2015“犹他茶壶烘托大赛”优胜奖,创造者Laura Marie Lediaev
我还比较喜爱2015年的一个班级最佳奖和学生挑选奖,是由Venkata Kushal Ponnam和Victor Castro两人协作完结的,先几许建模后用V-Ray软件进行烘托,看上去十分有禅意。
2015年“犹他茶壶烘托大赛”学生挑选奖,创造者Venkata KushalPonnam/Victor Castro
他们还做了另一个更富通明质感的版别,如下——
好,回过头来简略说一下纽维尔一同期的其他牛逼人物,这个环节十分必要,因为正因为这一批人的存在,才会使得包含犹他茶壶在内的一系列模型如此风行于世。在茶壶之前,1967年的群众甲壳虫(Volkswagen Beetle)模型是有史以来第一个在物理上创立的3D模型目标,由计算机图形学前驱伊万·萨瑟兰所创立。他带领的团队开发了最早的3D显现算法和多边形映射技能以迫临杂乱的曲面,经过多边形映射到实践的实践甲壳虫的外表上,然后丈量每条线,并将数据输入计算机程序,然后生成世界上第一个轿车的3D线框模型。
甲壳虫项目的学生小组中包含了许多对这个范畴影响至关重要的关键人物,他们是后来的Adobe联合创始人约翰·沃诺克(John Warnock)、皮克斯动画联合创始人埃德·卡特姆(Ed Catmull)和面向目标编程环境言语的创造人之一,也是面向目标编程思维的创始人之一阿伦·凯(Alan Kay)。
1972年,艾德·卡特姆从前以自己的手为参照物,在计算机中创立了一个模型,可以用来模仿各种动作,这是电脑动画制造的雏形,对皮克斯后期的创造起到了奠基性的效果。风趣的是,皮克斯开发的烘托软件RenderMan中也很多选用了犹他茶壶,他们会在一年一度的美国计算机协会计算机图形专业组大会上赠送最新版的步行茶壶玩具,这成了一个传统。
正如未来学家、MIT媒体试验室的创办人尼古拉斯·尼葛洛庞帝(Nicholas Negroponte)所言:猜测未来的最好办法便是创造它,这批计算机图形学的领军人物,恰恰便是让这种创造在人们眼前变得立时可见的前驱。
References
https://simplymaya.com/sm-news-articles/74/why-is-there-a-teapot-in-3ds-max?
https://spectrum.ieee.org/geek-life/history/behold-the-worlds-most-famous-teapot
http://nautil.us/blog/the-most-important-object-in-computer-graphics-history-is-this-teapot
https:///articles/utah-teapot
https://graphics.cs.utah.edu/history/utah_teapot.php
https:///2016/01/teapot-rendering-competition.html
本文经授权转载自科学艺术研究中心(ID:Art_And_Science),如需二次转载请联络原作者。












