Пиксель. История одной точки - Элви Рэй Смит

основе тумблеров. Рисунок 4.12, изображающий параболу и кривую четвертой степени с осями, сделан 18 мая 1950 года и представляет собой типичное раннее изображение, созданное на Whirlwind. Модель для каждого из этих изображений хранилась в памяти в виде математического уравнения.

Большинство изображений, созданных Whirlwind, двумерны. Но на рисунке 4.13 показаны два снимка экрана, сделанные 6 марта 1950 года, — на них, вероятно, впервые изображены трехмерные поверхности. Они дают некоторое представление о будущих реалистичных компьютерных изображениях, хотя стоит отметить, что здесь не учитывается линейная перспектива. До этого фундаментального шага в компьютерной графике оставалось более десяти лет, и он ожидал своего Брунеллески.

Осциллограф — это векторное устройство отображения. Он, перемещая электронный луч в любом направлении, рисовал пятно в произвольной точке экрана и с произвольным интервалом, а не только в регулярно расположенных точках сетки вдоль горизонтальных линий. Такое описание — еще один способ напомнить, что эти пятна не были ни битами, ни отображенными пикселями. Так началось разделение Цифрового Света на вектор и растр. Основное направление компьютерной графики — главное подразделение Цифрового Света — расцвело на этой каллиграфической ветви спустя примерно десятилетие. Оно включится в растровую ветвь к началу нового тысячелетия во время Великой цифровой конвергенции.

Ранние претенденты

Гарри Хаски создавал цифровое изображение, показанное на рисунке 4.14, именно как картинку. Это фотография с монитора еще одного, но уже американского компьютера с памятью, основанной на трубках Уильямса. Хаски нелегко отнести к янки или британцам, потому что сначала он работал в команде ENIAC в Америке, а затем участвовал в проекте Pilot Ace Тьюринга в Англии. Вернувшись в США, он создал для Национального бюро стандартов машину, которую вначале назвал Zephyr — эта фотография как раз ее рекламирует — по образцу EDVAC фон Неймана. Я познакомился с доктором Хаски в 2013 году, когда ему присудили премию Fellow Awards Музея компьютерной истории в Маунтин-Вью, штат Калифорния. Ему было 97 лет. Он рассказал, что работал над этим изображением в конце 1948 года — и вручную заносил биты в память трубки Уильямса, используя ту же технику, что и Килбурн. Это третье цифровое изображение сделано в начале разработки Zephyr. Компьютер позже переименовали в SWAC и запустили в работу в августе 1950 года.

Рис. 4.12

Рис. 4.13

Хотя к 1948 году лампы Selectron еще не были готовы, чтобы служить устройствами памяти в MANIAC фон Неймана, они все равно включились в забег раннего Цифрового Света, потому что кто-то вручную создал изображение (рис. 4.15) на лампе Selectron. На ней горела аббревиатура RCA Laboratories, где Зворыкин и Райхман разрабатывали Selectron. Поскольку Райхман сыграл наиболее важную роль, возможно, именно он создал эту картинку.

Джон Преспер Эккерт, участник команды ENIAC и EDVAC, — еще один американец, попытавшийся создать память на базе электронно-лучевой трубки в 1946 году. У него и его коллег получилось записывать биты на экране ЭЛТ, но не удалось сохранять их достаточно долго, чтобы устройство смогло использоваться как надежная память. Усилия Эккерта стали еще одним сетом в матче янки против британцев за первенство в разработке компьютерной памяти, и американцы снова проиграли.

Хотя команде Эккерта не удалось создать свою конструкцию запоминающего устройства, она изготовила работающий прототип, как только узнала о результатах наработок Уильямса и Килбурна. Герман Лукофф, инженер из группы Эккерта, проводя тесты на надежность хранения, вручную вводил в память свои инициалы H. L. Эту картинку Лукофф сделал где-то между декабрем 1948 и мартом 1949 года, но у нас нет ее фотографии. Эта память, однако, никогда не использовалась в компьютере.

Каллиграфия против растра — конфликт становится публичным

Руководство по программированию Ferranti Mark I от марта 1951 года, написанное Тьюрингом, содержит фотографию, показанную слева на рисунке 4.16. Килбурн представил его на компьютерной конференции в декабре того же года. Справа на рисунке показана, возможно, цифровая картинка, созданная под управлением программы, но она грубая и неубедительная. С левой стороны вы видите случайный набор точек, показывающий состояние битов памяти. Он не имеет двумерной когерентности и определенно не относится к цифровым изображениям.

Участникам конференции также продемонстрировали векторное изображение, созданное на компьютере Whirlwind. Оно показано справа на рис. 4.16. Его определенно сгенерировала программа. Это были единственные цифровые изображения в материалах конференции. По сути, произошло публичное объявление о расколе между векторной каллиграфией и растром. По крайней мере, изображение, сгенерированное на Whirlwind, считается примером компьютерной графики, потому что для управления его отображением на дисплее (не важно, векторном или растровом) компьютер с программой, хранимой в памяти, использовал внутреннюю модель. В данном случае — математическое уравнение многочлена седьмого порядка, лаконичное, абстрактное и невидимое. Фотография свидетельствует, что команда Whirlwind в начале 1950-х годов приступила к созданию компьютерной графики.

Рис. 4.14

Цифровой Свет становится серьезным…

Композиция из двух изображений на рисунке 4.17, а также подпись к ней взяты из рекламной брошюры Ferranti Mark I, выпущенной в декабре 1952 года. Из подписи понятно, что уже на этом этапе производители осознавали коммерческий потенциал компьютерных изображений. Картинки наконец признали серьезным делом. Мне известно, что картинку с галочками сгенерировала программа, мне рассказал об этом Дай Эдвардс, член исходной команды манчестерского компьютера. Вероятно, его запрограммировал Дитрих Принц, еврей, бежавший из Берлина в Британию в 1938 году.

Рис. 4.15

…И несерьезным: первые видеоигры

Игры сопровождают компьютер с момента его появления. В общих чертах, с момента рождения его сопровождает интерактивность. Поразительно, что уже на заре Цифрового Света инновации в компьютерах стимулировало желание играть. Непреодолимое желание взаимодействовать с самыми сложными из созданных нами машин возникло сразу, как только они появились.

Кристофер Стрейчи, однокурсник Тьюринга по Кембриджу, пытался сделать программу для игры в шашки на Pilot Ace. В письме Тьюрингу от 15 мая 1951 года он утверждал, что она работает. Затем Стрейчи узнал, что у манчестерского Мark I, потомка Baby, гораздо больше памяти. Наверняка возможность визуализировать память тоже произвела на него впечатление. Он переписал свою программу с использованием руководства по программированию Тьюринга и запустил ее на коммерческой версии Ferranti Mark I не позднее 9 июля 1952 года.

«Он сам писал руководство [по программированию Ferranti Mark I], и, когда я заполучил копию, я понял, почему оно славится тем, что его никто не понимает, — рассказывал Стрейчи о Тьюринге. — Люди просто