Пиксель. История одной точки - Элви Рэй Смит

но не видит свечение люминофора. Мы, люди, видим свечение люминофора, но не считываем соответствующий заряд.

Коллекторная пластина на основной трубке памяти Baby была сделана из «металлической марли» — тонкой проволочной сетки. В принципе, сквозь нее действительно получалось увидеть биты — конечно, не очень отчетливо. На самом деле это не имеет значения, потому что драгоценная трубка Уильямса помещалась в металлический кожух для защиты от случайных электрических разрядов (скажем, от проезжающего мимо трамвая), способных повредить ее или исказить биты. Инженеры считали невидимый электрический заряд на коллекторной пластине более важным, чем светящийся люминофор на экране.

Поэтому биты, хранившиеся на трубке Уильямса, демонстрировались на другой электронно-лучевой трубке. Ничего сложного. Каждый раз, когда считывалась строка трубки Уильямса (скажем, пять раз в секунду), она напрямую копировалась в соответствующую строку трубки дисплея. Трубка дисплея представляла собой не память, а точную видимую копию скрытого светящегося экрана памяти. Поскольку этот экран предназначался только для демонстрации содержимого памяти, а не для вычислений, его не требовалось защищать от проезжающих мимо трамваев. Мы тоже используем такой дисплей для наблюдения или мониторинга памяти и называем его монитором.

Строго говоря, первые биты уже были первыми «разбросанными» пикселями, но инженеры спрятали их под защитным кожухом. Отображенные пиксели уже находились на своем месте, но оставались невидимыми — тут как в философской загадке о том, раздается ли звук, если деревья падают в лесу, где никого нет. Человек мог их увидеть, только если они отображались на мониторе для людей.[20]

Важные исключения

EDSAC Уилкса в Кембридже был важным исключением из тенденции повсеместно использовать победившую в гонке памяти трубку Уильямса. Уилкс отказался от видимой — пусть даже только потенциально — памяти. Как и в Pilot Ace Тьюринга, в его машине применялись ртутные линии задержки.

Но инженеры, разработавшие EDSAC, тоже хотели видеть, что находится в ртутных линиях задержки, поэтому они тоже снабдили свою машину монитором. Электронная схема преобразовывала последовательность импульсов, проходящих через линию задержки, в набор пятен, отображавшийся на экране электронно-лучевой трубки. Электронная схема получала цепочку импульсов из линии задержки и превращала их в горизонтальные ряды матрицы — делала из одной длинной последовательности (512 бит) аккуратные прямоугольники из более коротких рядов (по 32 бита в каждом). Затем они просто воспроизводились на экране обычной электронно-лучевой трубки растровым массивом. Благодаря такому монитору EDSAC из британского Кембриджа тоже включился в гонку за первенством в Цифровом Свете. Обратите внимание, что с тем же успехом основой для монитора мог стать один длинный ряд лампочек, а не двумерный. Лишь по удачному стечению обстоятельств технология мониторов привела к растровому отображению.

Еще одним заметным исключением стал Whirlwind из Массачусетского технологического института в американском Кембридже. Команда Джея Форрестера решила переработать идею Уильямса, поскольку Whirlwind предъявлял более высокие требования к пропускной способности памяти. Началась разработка конкурирующей конструкции, хотя хранить биты предполагалось также на электронно-лучевой трубке. Однако, очевидно, использовать ее как дисплей для изображений не предполагалось.

Поскольку на совершенствование «электростатической памяти», основанной на идее Уильямса, требовалось много времени, Форрестер и его команда сначала использовали в качестве запоминающего устройства Whirlwind то, что они назвали «тестовым хранилищем». Большая его часть состояла из обычных электрических тумблеров! Люди «записывали» в память машины данные и команды при помощи комбинаций из включенных и выключенных тумблеров. Whirlwind считывал эти комбинации, но, естественно, не записывал — если говорить на компьютерном жаргоне, он обладал памятью только для чтения. Команда Форрестера разработала специальный монитор для отображения содержимого тестового хранилища.

Хотя тестовую конфигурацию Whirlwind не называли полноценным компьютером, а процедура его программирования оказалась крайне трудоемка, его впервые успешно использовали 19 августа 1949 года. Назовем тестовую конфигурацию Whirlwind— (Whirlwind-минус), потому что сам Whirlwind без минуса разрабатывался как компьютер с полной хранимой программой. Обычно промежуточные тестовые запуски вычислительных машин не рассматривают отдельно, но эта тестовая конфигурация очень важна для истории Цифрового Света.

В процессе моих изысканий я обнаружил настоящее сокровище — фотоархив разработчиков Whirlwind. Он хранился не в Массачусетском технологическом институте, где я рассчитывал его обнаружить, а в управляющей самыми секретными научно-технологическими лабораториями американского правительства корпорации MITRE в соседнем Бедфорде. Криста Ферранте, архивариус корпорации, пригласила меня в хранилище 11 октября 2016 года. В процессе работы над этой книгой редко выдавались более захватывающие и полезные дни. Архивариус подготовила для меня целую тележку с коробками, полными тщательно каталогизированных фотографий. Их было очень-очень много. Даже первые пользователи Whirlwind без зазрения совести создавали картинки. Криста и я в течение нескольких часов с удовольствием рассматривали фотографии, и мне удалось найти среди них кое-что впечатляющее.

На рисунке 4.10 вы видите, вероятно, первое цифровое изображение из проекта Whirlwind. Оно создано в июне 1949 года, вероятно, при помощи памяти с ручным набором, так как даже Whirlwind— еще не предполагал возможности полноценного программирования. Инициалы на рисунке означают Whirlwind I, полное официальное название будущего компьютера, работа над которым официально завершилась в апреле 1951 года.

Рис. 4.10

Чтобы определить, какая ячейка памяти соответствует точке на дисплее, инженер Массачусетского технологического института Боб Эверетт изобрел «световой пистолет», который взаимодействовал с дисплеем, выключая определенные точки. Что как раз и происходит на рисунке 4.11 — съемка датирована апрелем 1952 года. Для американцев это были самые ранние опыты взаимодействия с цифровым изображением, но, как мы вскоре увидим, британцы их опередили.

Каллиграфический прорыв

В сентябре 1949 года к Whirlwind— добавили «специальный дисплей». Его тоже сделали на основе электронно-лучевой трубки. Осциллоскоп, как они его называли (позаимствовав название у контрольно-измерительного инструмента инженеров-электронщиков), мог нарисовать точку в любом месте своего двумерного экрана, не соблюдая ограничения растровой сетки. Он отображал световые пятна, но Whirlwind не считывал их, они не были частью его памяти. Не были они и изображением битов его памяти. Осциллоскоп — не монитор, как в случае с Baby или EDSAC. Это устройство стало первым в истории компьютеров, предназначавшимся только для отображения графической информации. Любое изображение на графическом устройстве отображения — это преднамеренно созданная двумерная картинка.

Рис. 4.11

Это очень важное событие в истории Цифрового Света. Устройство позволяло создавать изображение из невидимого описания или модели, которая хранилась в памяти компьютера. Это то, что мы подразумеваем под компьютерной графикой.

Программисты Whirlwind во главе с Чарли Адамсом начали создавать изображения в конце 1949 года, сперва — при помощи программ, хранившихся в тестовой памяти на