Пиксель. История одной точки - Элви Рэй Смит

так сказать, в историческую перспективу. Я не затрагиваю тему инженерии (автоматизированного проектирования) в следующей истории, которая напоминает еще и о важнейшей роли Кунса в нашем повествовании:

Стив Кунс зашел однажды ночью к Сазерленду, чтобы взглянуть на реализацию графических ограничений Айвена в действии. Кунса особенно заинтересовало ограничение «постоянной длины», фиксировавшее длину отрезка. Он [Кунс] походя заметил, что нарисует мостовую ферму и покажет нагрузку на нее, просто добавив для каждого соединенного отрезка текстовые выноски, показывающие степень растяжения/сжатия, которому тот подвергался. Айвен никогда не задумывался о таком использовании. К следующей демонстрации он добавил текстовые выноски, и Стив нарисовал классические структуры, чтобы протестировать их. Этот момент подтверждает огромную силу изобретения Айвена.

Даже если не брать концепцию ограничений, хотя уровень графического отображения в Sketchpad кажется тривиальным по сегодняшним меркам, в 1962 году никто ничего подобного не видел. Или видел? Как обычно, история технологии не так проста, как изображает ее общепринятая версия. В то же самое время разрабатывалась еще одна интерактивная программа компьютерной графики и автоматизированного проектирования. САПР под названием Design Augmented by Computers (DAC-1) создана с помощью компании IBM, специально (и эксклюзивно) для дизайнеров и инженеров General Motors в Детройте. Контракт на ее разработку заключили в 1960 году, и ею занимались в подразделении IBM, расположенном в Кингстоне, штат Нью-Йорк. IBM закончила эту программу для General Motors в апреле 1963 года. С самого начала она разрабатывалась как система трехмерного проектирования. В General Motors знали о существовании Sketchpad, но считали рисование двумерных линейных сегментов недостаточным для своих целей. Им требовались трехмерные кривые.

Поначалу в General Motors не видели причин делать свою САПР общедоступной. Точнее, до тех пор, пока в 1963 году не состоялась публикация Sketchpad и Sketchpad III. Разработчики из General Motors быстро добились разрешения на обнародование DAC-1, чтобы разделить славу изобретателей САПР. DAC-1 представили общественности в 1964 году, но не многие помнят о ней или о ее создателях Эдвине Джексе, Барретте Харгривзе и других.

Вот что рассказал мне сам Барретт Харгривз, когда я готовил эту главу:

Да, можно было использовать световое перо для ввода сегментов линий. Дизайнер мог ввести два местоположения и дать команду построить прямую линию между ними. Или было несколько компьютерных графических диалогов, которые позволяли ему создавать изогнутые линии. Например, он вводил координаты существующей трехмерной поверхности и сопоставлял линию или поверхность с ней или с заданным расстоянием от исходной поверхности. В результате появлялась перфолента для управления станком с числовым программным управлением.

Система DAC-1 была очень ранней разработкой, над которой автомобильные инженеры и дизайнеры трудились вместе с компьютерными специалистами и математиками из General Motors Research. Инженеры говорили нам, что им нужно, а мы программировали систему в ответ на их запросы. Инженеры использовали DAC-1 для работы над дизайном кузовных деталей автомобиля, в основном таких, как капоты и крылья.

Вероятно, самым важным значением DAC-1 для General Motors было то, что в самом начале 1960-х он продемонстрировал инженерам и инженерному руководству эффективность использования компьютерной графики в дизайне и проектировании. Было уже множество примеров, когда компьютеры использовались для расчетов экономии топлива или управляемости автомобиля, анализа нагрузки на распределительные валы и так далее, но DAC-1 доказал, что с помощью компьютера можно значительно облегчить работу с деталями кузова и другим графически ориентированным проектированием.

По словам Харгривза, General Motors работала над программным обеспечением для DAC-1 и светового пера совместно с Массачусетским технологическим институтом. Группы из MIT и General Motors знали друг о друге. Здесь есть интригующие исторические намеки по поводу DAC-1, которые заслуживают дальнейшего изучения. В отчетах о разработке DAC-1 не хватает точных дат. Например, были ли в нем трехмерные кривые уже тогда, когда Sketchpad позволял делать только двумерные рисунки из отрезков прямых линий? Была ли в нем трехмерная интерактивная графика до появления Sketchpad III Джонсона? Сдача работ по DAC-1 в апреле 1963 года предшествовала публикации Sketchpad III в мае 1963-го, но обе эти даты — внешние по отношению к процессу разработки и не обязательно указывают на внутреннее состояние проекта. Мы знаем также, что DAC-1 не отображал трехмерные модели в перспективе.

Харгривз преподнес мне еще один сюрприз — привел доказательство существования ранней компьютерной анимации, которая разрабатывалась в General Motors, причем с демонстрацией самому Уолту Диснею, но не на DAC-1:

Уолт Дисней посетил отдел компьютерных технологий General Motors Research Laboratories где-то в начале 1960-х. Программист по имени Хью Брауз, занимавшийся компьютерной графикой, разработал автоматизированный мультик с Микки Маусом для мистера Диснея. Мистер Дисней был очарован. Мы все стояли и смотрели на него разинув рты, пока он бродил по нашему маленькому компьютерному отделу.

И снова сомнительные датировки и отсутствие деталей. И Хью Брауз, к сожалению, уже умер. Поэтому, не имея более веских доказательств обратного и используя нашу консервативную схему датирования для установления приоритета, давайте впредь будем считать, что в соревновании Sketchpad и DAC-1 Сазерленд оказался первым. Тем более что его Sketchpad получил широкую огласку, а DAC-1 — нет. Но при этом совершенно очевидно, что DAC-1 был интерактивной программой автоматизированного проектирования, созданной примерно в то же время.

Но что именно сделал первым Сазерленд, раз уж мы присудили ему первенство? Это не интерактивная компьютерная графика. Ее уже создали десятью годами ранее Кристофер Стрейчи, написавший видеоигру в шашки, и Сэнди Дуглас, создавший видеоигру в крестики-нолики. Обе программы, появившиеся в начале 1950-х, позволяли пользователю в интерактивном режиме изменять, скажем, квадрат доски с пустого на квадрат с крестиком или ноликом. Внутренняя модель доски обновлялась, а дисплей перерисовывался, чтобы отобразить новую конфигурацию доски с грубой визуализацией крестиков и ноликов.

На самом деле новаторство Сазерленда заключалось в интерактивном рендеринге изображения — с акцентом на рендеринг. Программа интерактивно обновляла внутреннюю геометрическую модель. Но ведь игры Стрейчи и Дугласа делали то же самое? Важное нововведение на Sketchpad состояло в визуализации обновленной модели на дисплее по мере того, как вы двигали рукой. Это не просто изменение модели. Это также ее отрисовка. Sketchpad не имел ни малейшего представления, где будет нарисована следующая линия, какой длины и под каким углом. Дисплей отображал ее настолько же быстро, насколько быстро рука пользователя перемещала местоположения конечных точек. Таким образом у пользователя возникало ощущение полной свободы действий при интерактивном изменении геометрической модели.

Программа Стрейчи работала на древнем компьютере Mark I в Манчестере, отображая предварительно визуализированные геометрические элементы — доску, черные шашки Х и