تاریخچه مختصری از محاسبات فضایی

جمعه آینده، اپل «Vision Pro» خود را عرضه میکند، دستگاهی که بسیار شبیه هر هدست واقعیت مجازی دیگری است که در دهه گذشته ساخته شده است – اما قیمت آن بسیار بیشتر است. اپل با توجه به “شکست” واقعیت مجازی در بیرون آمدن از بازار ویژه گیمرهای مرد جوان، جامعه توسعه دهندگان خود را از استفاده از کلمات “واقعیت مجازی”، “VR”، “واقعیت ترکیبی”، “MR” “واقعیت افزوده” منع کرد. ، “AR” یا حتی “metaverse” از نظر دستگاه آن.
در عوض، اپل اصرار دارد که این یک دستگاه کاملاً جدید است که عصر کاملاً جدیدی را از آنچه اپل “محاسبات فضایی” می نامد باز می کند. البته همه اینها مزخرف است. Vision Pro جدیدترین دستگاه در صف طولانی دستگاههای «غوطهور» است (کلمه دیگری که اپل نمیخواهد استفاده کند). در حالی که یک شرکت سه تریلیون دلاری همیشه میتواند تمام تلاش خود را برای کنترل روایت تلاش کند، یک قدم زدن سریع در تاریخ محاسبات این کیت جدید را در چارچوب خود قرار میدهد.
مانند هندسه، حساب دیفرانسیل و انتگرال کیفیت ابعادی دارد. در هندسه، یک خط یک شکل یک بعدی با مبدا و طول را می سازد. معادل آن در رایانه ها، «خط فرمان»، رابطی را برای رایانه فراهم می کند که هم خطی است – همه دستورالعمل ها برای رایانه در یک خط نوشته می شوند – و هم تعاملی. این بدان معناست که کامپیوتر به محض ارسال خط فرمان توسط کاربر – معمولاً با زدن کلید “Enter” پاسخ می دهد.
بسیاری از افرادی که امروزه از رایانه استفاده می کنند هرگز با خط فرمان مواجه نشده اند. با این حال، در اعماق ویندوز، MacOS، لینوکس و بسیاری از سیستمعاملهای دیگر، میتوانید برنامهای به نام «ترمینال» پیدا کنید. راه اندازی یک ترمینال یک رابط جعبه مانند را روی صفحه باز می کند و یک “مکان نما” چشمک زن را نشان می دهد که آماده پذیرش دستورات کاربر است. در دهه 1960، این تنها راه برای تعامل با یک کامپیوتر بود، و از برخی جهات قویترین رابطی باقی میماند که میتوانست به کاربر اجازه دهد تا با دستکاری قسمتهای داخلی دستگاه، فلز را لمس کند. من هنوز هم از خط فرمان هر روز استفاده می کنم – حتی اگر از همان زمان آمده ام فقط رابط به کامپیوتر من به آن عادت کرده ام. اما خط فرمان مرموز و بالقوه خطرناک است، بنابراین اکثر مردم از آن دوری می کنند.
شصت و یک سال پیش، یک دانشجوی کارشناسی ارشد در MIT به نام ایوان ساترلند با برنامه ای به نام بعد دوم را به رابط کامپیوتر اضافه کرد کتاب طرح. ساترلند نوشت: با استفاده از یک “قلم سبک” جدید – پیشآهنگی برای مدادهایی که با قرصهای امروزی همراه هستند. در ارتباط بودن یک برنامه ترسیمی که به کاربر اجازه میدهد با ضربه زدن روی یک قلم نوری برای نمایش، بخشهایی ایجاد کند، سپس به کاربر اجازه میدهد آن بخشها را روی هم بکشد تا اشکال ایجاد کند. SKETCHPAD به هیچ دانش محرمانه ای از خط فرمان نیاز ندارد. هر فرمان از یک فعالیت، مانند طراحی، یا یک حرکت، مانند کشیدن، ناشی می شود.
ساترلند با SKETCHPAD اولین “رابط کامپیوتر گرافیکی” را اختراع کرد و هر رابط گرافیکی که امروزه استفاده می کنیم، از نسل مستقیم SKETCHPAD است. گوشی خود را در دست بگیرید، روی نماد دوبار کلیک کنید یا در پنجره ای تایپ کنید که سعی می کند مانند یک تکه کاغذ به نظر برسد – همه اینها شرح ایده اصلی ساترلند است که تعامل دو بعدی می تواند طیف گسترده ای از فعالیت های انسانی را در بر گیرد و آن فعالیتها هم حسی و هم شهودی.
رابط کاربری گرافیکی به “اینترفیس” تبدیل شد. ما انتظار داریم هر رایانه ای را که لمس می کنیم، هر کجا که آنها را لمس می کنیم، از اصولی که در SKETCHPAD گذاشته شده است، پیروی کند. زیراکس تلاش کرد تا این ایده ها را به ذهن مخاطب برساند بازار انبوه; اپل با مکینتاش هم همینطور. هیچ یک از آنها موفق نشدند تا اینکه مایکروسافت صدها میلیون نسخه از ویندوز را فروخت و رایانه های شخصی را متحول کرد و این رابط را به استاندارد تبدیل کرد. این بیش از سی سال پیش بود. در دهه های بعد تغییر زیادی نکرده است. حتی تلفن های هوشمند ما به شدت از قوانین رابط های دو بعدی که توسط ایوان ساترلند در سال 1963 تعریف شده بود، پیروی می کنند.
اما ساترلند کاملاً آماده نبود. اگرچه SKETCHPAD نامی برای خود دست و پا کرد و جایزه تورینگ – جایزه نوبل محاسبات را برای او به ارمغان آورد – او میتوانست فراتر و از طریق رابط دو بعدی خود را به بعد سوم ببیند. در فضای. استدلال ساترلند در مورد نمایشگرها او را به این باور رساند که در نهایت باید کاربر را در نمایشگرها احاطه کنید – به معنای واقعی کلمه، آنها را حباب کنید – یا می توانید با قرار دادن نمایشگر در هر کجا که نگاه می کند کاربر را فریب دهید. ساترلند متوجه شد که می تواند این کار را با ساخت نمایشگری که حرکات بدن و سر کاربر را ردیابی می کند انجام دهد و پس از سه سال در سال 1965 نمونه اولیه آنچه را که تصور می کرد به آزمایشگاه خود در دانشگاه هاروارد برد.
در سال 1968، ساترلند از “نمایشگر نصب شده روی سر” خود رونمایی کرد. با نام مستعار “شمشیر داموکلس” به دلیل آرماتور ردیاب نصب شده در سقف، کاربر می تواند به بالا نگاه کند. از طریق بر روی صفحه نمایش برای مشاهده ترکیبی از دنیای واقعی و کامپیوتر تولید شده افزایش. وقتی در مورد واقعیت افزوده صحبت می کنیم (اصطلاحی که اپل از استفاده از دستگاه واقعیت افزوده خود، Vision Pro خودداری می کند)، منظور ما این است: یک محیط سه بعدی کاملاً تحقق یافته که در آن پیشرفت های تعاملی و دنیای واقعی همزیستی دارند.
در حالت ایدهآل، کاربر نباید بداند که کدام عناصر واقعی هستند و کدام یک توسط کامپیوتر تولید شدهاند. این موضوع در اولین اثبات مفهومی ساترلند بسیار دور از واقعیت بود، و تقریباً 20 سال بعد با سیستم VIEW ناسا – که برای کمک به فضانوردان برای تمرین برای EVA در مدار طراحی شده بود، هنوز هم فاصله زیادی دارد. در واقع، همه سیستمهای VR اولیه به روش خود دست و پا گیر بودند – زیرا محاسبات فضایی بسیار دشوار است، زیرا به دانش دقیق هم از بدن و هم از فضای اطراف بدن نیاز دارد. با این حال، به همان اندازه که درهم و برهم بودند، همه آنها با کاربر به عنوان یک بدن در فضا رفتار می کردند، نه فقط یک خط از متن خط فرمان، و نه یک کلیک و کشیدن ماوس. جسم به خودی خود در فضا وجود ندارد. ما تنها ساکنان جهان نیستیم. بنابراین داشتن سیستمی که رایانه ها را به بعد سوم منتقل می کند به این معنی است که سیستم از نظر فضایی آگاه است طبق تعریف. این خاستگاه محاسبات فضایی است. این به کار ایوان ساترلند در سال 1965 باز می گردد.
نه سال پیش، مایکروسافت تمام دنیای فناوری را حیرت زده کرد کههولولن ها” – یک سیستم واقعیت افزوده قابل حمل و کاملا تحقق یافته. من یکی از آنها را دارم و حتی در حال حاضر هنوز از عملکرد خوب آن شگفت زده هستم. هولولنز از مجموعهای از دوربینها برای نقشهبرداری از فضایی که در آن کار میکند استفاده میکند و به کاربر این امکان را میدهد تا «هولوگرامها» (اشکال سهبعدی که هیچ ارتباطی با هولوگرامهای تداخل امواج نور ندارند) را در هر کجا که میخواهد قرار دهد و با آن تعامل داشته باشد. اولین نمونه مدرن محاسبات فضایی، مایکروسافت هرگز منابعی را برای تبدیل شگفتی های با فناوری پیشرفته خود به دستگاهی با بازار انبوه اختصاص نداد و هولولن ها در تاک خشک شدند.
اپل ویژن پرو، با سنسورهای بهتر برای تشخیص بدن در فضا و نرم افزار بهتر برای ادغام بدن در محیط محاسباتی، نشان دهنده جهش بزرگ بعدی به سمت بعد سوم محاسبات است. فضایی است – اما اصلی نیست. آیا او این بار موفق خواهد شد؟ رویکرد “حفره حافظه” اپل به تاریخچه محاسبات سه بعدی به وضوح نیم قرن شکست و موفقیت های جزئی را نادیده می گیرد. آیا اپل می تواند دستاوردهای بیشتری داشته باشد؟ آیا آنها در نهایت به دیدگاه ساترلند در مورد محاسبات پی خواهند برد، جایی که بدن ما باید بیش از فشار دادن پیکسل ها به اطراف صفحه نمایش انجام دهد؟



