Пиксель. История одной точки - Элви Рэй Смит

что Феттер и Бернхарт из Boeing практиковали ее первыми. Но мир получил Центральную Догму не от них. Всеобщим достоянием она стала в форме, предложенной Тимом Джонсоном и Ларри Робертсом в 1963 году, о чем я подробно рассказываю в онлайн-комментариях на сайте.

Упоминание «компьютерной графики» в эпиграфе — одно из первых использований этого важного термина. В той же статье Феттер писал: «Компьютерная графика [курсив автора] родилась в Уичитском филиале отдела военных авиационных систем компании Boeing». Позже он пояснил, что этот термин впервые использовал его руководитель в Boeing Верн Л. Хадсон (1915–2001). Мы можем уверенно и консервативно заключить, что первым термин «компьютерная графика» использовал Хадсон в начале 1962-го. Феттер в том же году начал активно употреблять и популяризировать новое понятие.

Для нас особенно интересно следующее утверждение Феттера: «[Я] создал первый анимационный фильм с изображением в перспективе (вид из кабины в морской авиации) в 1960-м». Но в независимо полученном списке его фильмов самый ранний датирован «примерно» 1962 годом («A4B — F4B Посадка на авианосец»), а самый ранний из тех, что примерно подходят под описание, датирован 1964 годом («AMSA Вид из кабины пилота»). Самые осторожные датировки отдают должное Феттеру за первый трехмерный анимационный фильм, предположительно в перспективе и, вероятно, в 1962 году.

Рис. 6.32

Из главы «Восход Цифрового Света» мы узнали, что первые известные цифровые анимации появились на Whirlwind в 1951 году. Их даже показывали по телевидению, но не записывали на кинопленку. Анимация на Whirlwind транслировалась в прямом эфире, а значит, могла создаваться в режиме реального времени. Главное различие заключалось в том, что анимация Феттера основывалась на трехмерной модели, показанной в перспективе, а модели «Вихря» были только двумерными. Даже через 10 лет после Whirlwind, в 1962 году, единственным способом увидеть движение трехмерной модели была покадровая запись на пленку, а затем ее проецирование.

Рис. 6.33

Еще одна перспектива и еще один фильм

В знаменитой Bell Labs Эдвард Э. Заяц нашел еще одно решение для отображения перспективы. Он отправил его для публикации в журнале в октябре 1963-го, и оно вышло в марте следующего года. Согласно сноске в статье, к тому времени Заяц снял на 16-миллиметровую пленку фильм с изображением трехмерного движущегося объекта в перспективе. Поэтому ему иногда приписывают первый компьютерный анимационный фильм, датированный 1963 годом. Но поскольку фильм Феттера 1962-го (вероятно) уже существовал, мы присуждаем Заяцу лавры за второй анимационный фильм.

Кадры фильма Заяца вообще не отображались на экране компьютера. Они записывались прямо на кинопленку, кадр за кадром (и весьма медленно). На рисунке 6.33 показаны все кадры этого движущегося объекта, наложенные друг на друга на одном изображении.

Заяц сказал: «Формулировка основного преобразования, необходимого для создания изображения в перспективе, математически тривиальна». Это действительно так, и его решение математически эквивалентно тому, которое использовали Тим Джонсон и Ларри Робертс в том же 1963 году. Но современная компьютерная графика не выросла из решения Заяца, как и из решения Бернхарта — Феттера. Подробности, касающиеся перспективы Заяца, Бернхарта — Феттера и Робертса, приведены в комментариях на сайте.

Что именно сделал Сазерленд?

Если вы когда-нибудь сталкивались с Айвеном на совещании, вы знаете, что каждое совещание с участием Айвена — это столкновение.

— Стивен Э. Кунс

Я построил ТХ-2 для тебя, Айвен.

— Уэсли А. Кларк

Имя Айвена Сазерленда, как и имя Стивена Кунса, постоянно возникает в истории компьютерной графики. Мой коллега Эд Катмулл учился у Сазерленда и много лет рассказывал мне о нем. Я даже пару раз оказался в одной комнате с Сазерлендом, но так и не узнал этого человека по-настоящему. Поэтому 9 мая 2017 года в 5 часов утра я позвонил ему по скайпу в Портленд, штат Орегон, из своей квартиры в Кембридже. Он сам попросил связаться с ним в такое время, поскольку привык начинать свой рабочий день очень рано.

Мы проговорили полтора часа, а смеялись гораздо чаще, чем ожидалось. Сазерленд оказался вовсе не тем суровым человеком, которого я рассчитывал увидеть, судя по рассказам моих друзей. Да, сначала он показался очень угрюмым, но вскоре я заметил в уголках его глаз легкую, почти незаметную усмешку. Время от времени он отпускал весьма остроумные замечания. Прежде всего он напомнил, что программа Sketchpad разрабатывалась в эпоху огромных компьютеров-динозавров, занимавших целые машинные залы. Он сказал мне, что путь к Sketchpad пролегал через TX-2.

В то время компьютер TX-2, принадлежавший Массачусетскому технологическому институту, был, вероятно, самым мощным однопользовательским компьютером в мире. Он располагался в Лаборатории Линкольна, секретном подразделении с высоким уровнем безопасности (опять в нашей истории возникает обеспечивающий поддержку тиран, на этот раз — в лице военных). Но, как сотрудник Лаборатории Линкольна и студент Массачусетского технологического института, Сазерленд имел доступ к этому монстру. Он организовал дело так, что смог пользоваться TX-2 единолично, как своим персональным компьютером. Весь зал, набитый электроникой, работал только на него. TX-2 превратился в его личного домашного тираннозавра с графическим дисплеем и световым пером — Сазерленд манипулировал точками на дисплее с помощью пера.

Он сохранял модели отрезков линий в памяти ТХ-2 и написал программу, которая преобразовывала их из невидимых двумерных моделей в видимые двумерные изображения на растрово-векторном гибридном дисплее ТХ-2. Его программа позволяла, если он останавливал световое перо рядом с точкой на дисплее — скажем, рядом с концом отрезка, — «захватить» эту точку и переместить ее в другое место. Координаты конечной точки, хранящиеся во внутренней памяти, изменялись, и на дисплее отображалось обновленное изображение модели.

Сазерленд также впервые продемонстрировал эффект «резиновой нити». Он брал один конец отрезка и перетаскивал его в другое место. Старый отрезок исчезал, а вместо него мгновенно прорисовывался новый. Таким образом, отрезок линии изменялся по мере перемещения светового пера. Он удлинялся или укорачивался в соответствии с новым положением конечной точки, словно резиновая нить, привязанная одним концом к забитому в экран гвоздю. Тогда подобная техника и ее эффекты поражали зрителей. Сейчас она кажется очевидной, но люди видели нечто подобное впервые.

В двумерном Sketchpad Сазерленда впервые появились геометрические ограничения, а также возможность анализировать нагрузку и проводить другие физические тесты моделей. Таким образом, Сазерленд встал на главный магистральный путь разработки систем автоматизированного компьютерного проектирования.[36]

Тим Джонсон, еще один член триумвирата Массачусетского технологического института, поместил для меня Сазерленда,