Чайник из Юты: история эталонной 3D-модели

11 октября 2019

Чайник из Юты: история эталонной 3D-модели

    Знаменитый чайник, ставший эталоном для тестирования компьютерной графики и типичным примером в учебниках.
    Чайник из Юты — трёхмерная модель реального чайника, которую часто применяют для тестирования или демонстрации в компьютерной графике. Своего рода «Hello World» в 3D-моделировании.
И этот чайник на самом деле существует! Более того, в Германии его даже всё ещё можно купить. А оригинал хранится в Музее истории компьютеров в Калифорнии.

    На заре становления компьютерной графики в университете Юты работал исследователь Мартин Ньюэлл. Ему нужен был какой-то привычный объект из реального мира, чтобы тестировать на нём визуализацию. Что-то не слишком простое и не слишком сложное. И при этом очень знакомое, чтобы легко понять, насколько графика близка к оригиналу. Так совпало, что разговор про это зашёл за чаем, и жена Мартина, Сандра, предложила использовать их чайный сервиз. В итоге в цифровой мир был перенесён не только чайник, но и чашка, блюдце, ложка. Но именно чайник стал таким популярным.
Идею с чайником подхватил Джеймс Блинн (да, именно тот, из модели освещения Блинна-Фонга) и сделал первые качественные визуализации. Другие исследователи могли взять ту же модель и попробовать получить похожий результат. Позже, конечно, задача отрисовки чайника перестала быть задачей в принципе, но его стали применять для проверки материалов, теней и других эффектов.

  Почему реальный чайник выше, чем его модель?


Потому что пиксели были не квадратные. На мониторах того времени модель чайника казалась слишком большой по высоте. И его специально «сплющили» в 1,3 раза, чтобы стало похоже на настоящий. Со временем характеристики мониторов улучшились, а чайник менять не стали, так как именно в такой версии он уже использовался везде.


 Почему именно чайник? Чем он хорош?


Чайник имеет округлую поверхность, содержит седловые точки, может отбрасывать тень сам на себя, у него есть отверстие в ручке, и его легко показать даже без текстуры. Проще говоря, на нём можно проверить очень много вещей из компьютерной графики.