猶他茶壺

猶他茶壺（英語：Utah teapot），或稱紐維爾茶壺（Newell teapot），是在計算機圖形學界廣泛採用的標準參照物體（有時也是個內行幽默）。其造型來自於生活中常見的造型簡單的茶壺，被製成數學模型，外表為實心、柱狀和部分曲面。

用現代手段渲染的猶他茶壺，建模者是馬丁·紐維爾 (1975).

以一個茶壺作為基本物體的想法，與計算機程序設計領域裡的「Hello World」程序如出一轍。目的是，方便快捷地建立一個最簡單的三維場景，使其含有相對複雜的模型，以此模型為基本參考幾何物體，用以輔助安排場景和設定燈光。

有許多庫甚至包含專門用來繪製茶壺的函數。

這個茶壺的模型是在1975年由早期的計算機圖形學研究者馬丁·紐維爾（Martin Newell）製作的，他是猶他大學先鋒圖形項目小組的一員。

歷史

在工作中，紐維爾需要一個的造型來源於生活的簡單的數學模型來作為參考物體。恰逢他和妻子桑德拉·紐維爾正坐着喝茶，妻子遂建議他以自家的茶具為原型進行建模。他便取來繪圖紙和鉛筆，憑藉目測繪製了一張茶壺的草圖。回到實驗室後，他在一台有存儲顯像管的泰克（Tektronix）牌單色示波器上徒手修改了茶壺造型的貝茲曲線控制點。

這個茶壺的形態包含有許多在當時計算機圖形實驗領域看起來非常理想的多邊形形態：— 表面圓滑、有較多鞍點、把手部位的洞使表面虧格大於0、能在自身表面形成投影、而且在沒有複雜表面材質時看起來非常合理。

早期版本的猶他茶壺模型因為並未考慮到從下往上觀看的角度，因此在茶壺底部是沒有面的；之後版本的數據設置修正了這一問題。

真實版本的茶壺很明顯看得出來要比計算機三維模型的茶壺高，這是因為紐維爾使用的畫面幀緩存器（Framebuffer）是長方形像素的。為了在不改變畫面長寬比例的情況下糾正茶壺的高度問題，紐維爾的同事吉姆·布林（Blinn）曾試圖將茶壺的幾何體模型重新縮放，但當時紐維爾的猶他茶壺模型已經在其它領域的用戶中廣泛分享流傳了，布林的比例修正計劃也因此擱置。 猶他茶壺模型高度為實際原型茶壺高度的3/4。

猶他茶壺的場景被廣泛用於三維渲染測試和硬件性能測試。

軼事

從第一部計算機製作的動畫短片的誕生，到完整長度的電影，猶他茶壺某種意義上成為了一個內行幽默，常有猶他茶壺被藏在電影的某個場景中以資調侃。 例如，在三維動畫電影《玩具總動員》（Toy Story）里，猶他茶壺出現在了一個茶話會場面里。

猶他茶壺有時還會出現在Microsoft Windows自帶的「三維管道」屏幕保護程序中， 但僅僅在Windows XP版本之前才存在，另出現於2008年後破解的"polyhedra"Xscreensaver屏幕保護程序中 。

猶他茶壺在《辛普森一家》（The Simpsons）的「萬聖節特輯」——Treehouse of Horror VI中也出現，當時一向只存在於二維空間世界裡的卡通角色荷馬·辛普森意外地發現了三維空間。

猶他茶壺亦出現於電子遊戲《重裝武力》（Serious Sam）的技術測試關卡，用以展示該遊戲引擎的諸多特性。

另外，在物理模擬軟件Universe Sandbox中，猶他茶壺作為比例參照物體存在。

圖集

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  猶他茶壺
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  被馬丁·紐維爾作為建模參考的Melitta牌茶壺原型。1984年至1990年陳列於美國波士頓的計算機博物館（The Computer Museum）
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  1990年至今陳列於美國加利福尼亞州山景城的計算機歷史博物館（Computer History Museum）
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  猶他茶壺的3D模型

參看

• 三維模型
• 斯坦福兔子
• Blender
• Cornell Box
• 羅素的茶壺
• 三維測試模型列表
• 萊娜圖

外部連結（英文）

• 計算機歷史博物館中的猶他茶壺圖片
• 猶他茶壺簡史
• 原始數據設置(tgz格式) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 猶他茶壺的交互式Java渲染 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• The Six Platonic Solids （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）