1938年5月16日,Ivan Sutherland出生于美国内布拉斯加州的黑斯廷斯(Hastings)。他的父亲是一名土木工程师。受其父亲职业的影响,它总是认为自己也会成为一个工程师。Sutherland离开中西部到卡内基理工学院学习,1959年获得学士学位。随后,1960年他在加州理工学院获得硕士学位,1963年在麻省理工学院获得电子工程博士学位。在麻省理工学院,它很幸运地被信息论的开创者Claude Shannon选作学生。

   在Shannon的指导下,Sutherland进行了图形编程的开发,作为他博士研究的一部分。这一研究工作的目的是简化人与计算机之间的信息交互。它的研究还向相关领域扩展,在1960年代早期Sutherland被邀请参加MIT和ARPA资助的一个会议。这两所机构中的研究人员都在积极探索计算机与人之间更好的交流渠道。作为一名研究生,Sutherland没有被邀请提交论文,但研究小组听说了Claude Shannon的这个天才学生的研究工作,产生了浓厚的兴趣。要知道,作为著名的科学家,Claude Shannon以前是不会和一个研究生共同工作的。

   Sutherland没有使他的导师失望。虽然没有被安排进行正式的陈述,但他在会议结束时问了一个问题,这个问题使会议组织者认识到他可能会为这次会议添加某些重要的内容。第二天,他被邀请在研究小组内发言。发言中,他展示了他的研究工作,不仅描述了处理计算机图形的新方法,还阐述了操作计算机的更好的新方法。

    Sutherland的计算机编程,被称为Sketchpad,可以通过使用手持物体(如光笔)直接在显示屏幕上创建图形图像。可视的图样随即被存入计算机内存,它们可以被重新调用,并同其他数据一样可以进行后期的处理。虽然今天我们把这看成是想当然的,但Sketchpad是第一个可以在显示屏幕上直接构造图形图像的系统,不用再通过键盘向计算机输入代码和公式。更具革命性的是,它考虑到了在显示屏幕上作某些改动后,存储在计算机中的信息可以被改变和更新。从此,除了数据处理,计算机又有了新的用途。Sketchpad开创了计算机辅助设计的一个新领域,即我们所熟知的CAD。 

    Sketchpad的成功使Sutherland顺理成章地进入了ARPA的研究人员名册,并在1964年成为ARPA的信息处理技术办公室主任。在那里,他继续研究人机交互的模型。他在1966年离开那里,到哈佛大学担任电子工程专业的副教授。      

Ivan Sutherland在TX-2的控制台前
Sketchpad计划,MIT,1963

   在哈佛,Sutherland研究了许多在ARPA萌发的想法,尤其是通过把用户放入计算机生成的三维世界中进一步集成人脑与计算机的可能性。Sketchpad使得人手在显示屏幕上设计世界成为可能;现在,Sutherland提出把人融入到那个世界中。这一方案的实现是通过在戴在用户头上的双目眼镜内的小计算机屏幕上放映图像而完成的——这就是第一台头盔式显示器。这就像在1968年的一篇论文("A Head-Mounted Three-Dimensional Display")中写到的:“...将向用户提供一种你移动它也变化的透视图景。”

  

头盔式显示器,1967

    理论是完善的,但实现却比Sutherland想象的要困难得多。专门设计的头盔的重量超出了大多数人的承受能力,用来跟踪用户的视线以反馈给计算机的设备也太重了。这就需要在墙上或天花板上安装一套装置,用来吊挂着头盔显示器。Sutherland的第一台头盔显示器很快就赢得了一个绰号“达摩克利斯之剑”,它通过一个巨大的、看起来很危险的吊臂悬挂在天花板上。当用户改变他们的头的位置时,吊臂关节的移动就传输到计算机中,计算机则相应地更新屏幕显示。

    Sutherland的头盔显示器中的双目显示器提供了一个三维情景。下一步要做的就是实现显示图形的实时化。为此,Sutherland和他的助手开发了几种其他的系统,如剪辑驱动、矩阵乘法器和向量生成器。把它们与头盔显示器结合起来,这些元素形成了一个集成的系统,就可以提供一个虚拟的无缝的世界。

   1968年,Sutherland到位于盐湖城的犹他大学担任电子工程教授。在那里,他继续研究头盔显示器系统。同时,他和David Evans创立了Evans & Sutherland,这是早期以计算机模型系统和软件为主的公司之一,如今已成为业内的主导设计者和制造商。

    1975年,Sutherland离开了犹他大学和Evans & Sutherland,返回加州理工学院,在那里担任计算机科学系的系主任,直到1980年。此后,他离开加州理工,建立了Sutherland, Sproull, and Associates,一个顾问和资本投资公司,即现今Sun微系统实验室的五家伙伴公司之一。

    尽管Ivan Sutherland对于计算机技术的贡献在当初看起来可能属于异类,但一条主线始终贯穿它们,就像在1989年关于ACM通信的综述中Sutherland自己说的,这篇综述发表在1988年他获得A. M. 图灵奖(A. M. Turing Award)之后。当问到他什么时候产生了Sketchpad的想法时,Sutherland指出他后来做的每一件事都与早期对于他父亲的设计蓝图和机械图纸的兴趣有关。Sutherland说:“当有机会接触计算机时,想用计算机把它们画出来就是非常自然的事了。”

Ivan Sutherland在教室中
加州理工大学,1976

    

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