Cây công nghệ · thế giới ảo đã trở nên khả thi như thế nào

Cảnh vẽ (ít nhất 51.200 năm trước)

Một bức tranh đất đỏ ở hang Leang Karampuang, Sulawesi, vẽ những hình giống người và một con lợn rừng. Định tuổi bằng chuỗi uranium của lớp canxit phủ lên nó cho thấy nó ít nhất 51.200 năm tuổi. Đó là cảnh cổ nhất được biết kể một câu chuyện. Vậy con người đã vẽ những thế giới tưởng tượng hay được nhớ lại từ rất lâu rồi.

Dẫn đến: Phối cảnh tuyến tính

Nguồn: Oktaviana et al., ‘Narrative cave art in Indonesia by 51,200 years ago’, Nature 631 (2024)

Địa chỉ: /trees/technology?n=cave-painting

Giải thích buồng tối (camera obscura) (c. 1011–1021)

Trung Quốc đã ghi lại từ sớm rằng ánh sáng qua một lỗ nhỏ tạo ra hình ảnh lộn ngược. Mặc Kinh Hậu (biên soạn từ cuối thế kỷ 4 đến giữa thế kỷ 3 TCN) giải thích sự đảo ngược bằng các tia giao nhau ở lỗ. Mộng Khê Bút Đàm của Thẩm Quát (1088) nói lại điều đó, gọi sự đảo ngược sau lỗ nhỏ là một nguyên lý thông thường. Ibn al-Haytham viết Kitāb al-Manāẓir (Sách Quang học) ở Cairo vào đầu thế kỷ 11. Ông kiểm tra hình ảnh qua lỗ bằng thí nghiệm. Ông cũng lập luận rằng ta thấy bằng cách nhận ánh sáng, không phải phát nó ra từ mắt. Quang học của ông về sau đã góp vào các lý thuyết phối cảnh thời Phục hưng.

Dẫn đến: Phối cảnh tuyến tính; Đèn lồng ma thuật; Nhiếp ảnh

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Kitab al-manazir’ (and ‘Ibn al-Haytham’)

Địa chỉ: /trees/technology?n=camera-obscura

Sân khấu bóng (thế kỷ 11 (có ghi chép chắc chắn))

Trong sân khấu bóng, các hình phẳng sau một màn sáng diễn các câu chuyện. Nó được ghi nhận ở Java qua bài thơ Arjunawiwaha thế kỷ 11 (khoảng 1035), so sánh thế giới với một màn rối. Nó được ghi nhận ở Trung Quốc qua các ghi chép thời Bắc Tống (960–1127). Những khẳng định sớm hơn là truyền thuyết, hoặc chỉ nêu tên một buổi diễn mà không mô tả. Ví dụ là chuyện Hán Vũ Đế và các bia Jaha và Wukajana khoảng 840–907. Vì vậy niên đại sớm nhất không chắc chắn.

Nguồn: Istari, Wukayana inscription of Balitung (907 CE), Berkala Arkeologi (BRIN); Wikipedia, ‘Wayang’ for the Jaha/Arjunawiwaha dates; Hanshu 97A tale as discussed by Gao Cheng

Địa chỉ: /trees/technology?n=shadow-theatre

Phối cảnh tuyến tính (c. 1415–1425)

Filippo Brunelleschi chỉ ra một cách hình học để vẽ một cảnh như nó trông từ một vị trí. Alberti ghi lại phương pháp này trong De pictura (1435). Quy tắc là các đường song song đều gặp nhau tại một điểm tụ. Phần mềm đồ họa thời gian thực dùng đúng phép chiếu đó ở mỗi khung hình.

Xây dựng trên: Cảnh vẽ; Giải thích buồng tối (camera obscura)

Dẫn đến: Toàn cảnh; Nhiếp ảnh; Kính nổi (stereoscope)

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Linear perspective’

Địa chỉ: /trees/technology?n=perspective

Đèn lồng ma thuật (c. 1659)

Năm 1659 Christiaan Huygens vẽ một bộ hình bộ xương để chiếu bằng một chiếc đèn lồng có thấu kính lồi. Đó là bản ghi sớm nhất còn tồn tại về thiết bị này. Nó là cách đầu tiên được dùng rộng rãi để chiếu một hình ảnh vẽ hay chụp lên tường cho khán giả. Hơn hai thế kỷ, nó là công cụ tiêu chuẩn cho các buổi trình chiếu hình ảnh công cộng.

Xây dựng trên: Giải thích buồng tối (camera obscura)

Dẫn đến: Phim chiếu chuyển động

Nguồn: Magic Lantern Society (UK), ‘A brief history of the Magic Lantern’

Địa chỉ: /trees/technology?n=magic-lantern

Toàn cảnh (1787–1788)

Robert Barker được cấp bằng sáng chế toàn cảnh năm 1787 và trình chiếu bức đầu tiên, một cảnh Edinburgh, vào năm 1788. Các rotunda sau này chứa những bức tranh tròn rộng khoảng 18 mét hoặc hơn. Người xem đứng giữa một đường chân trời được vẽ không bao giờ bị đứt. Đó là một thử nghiệm thương mại sớm trong việc đổi môi trường xung quanh của khách tham quan bằng một cảnh được dựng.

Xây dựng trên: Phối cảnh tuyến tính

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Robert Barker’ and ‘Panorama’

Địa chỉ: /trees/technology?n=panorama

Nhiếp ảnh (c. 1826–1827)

Nicéphore Niépce chụp bức ảnh bằng máy ảnh sớm nhất còn tồn tại vào khoảng 1826–27. Đó là một heliograph trên tấm thiếc, cảnh nhìn từ cửa sổ của ông ở Le Gras, sau nhiều giờ phơi sáng. Nó cố định một hình ảnh quang học vĩnh viễn. Vậy lần đầu tiên một hình ảnh giống thế giới thông qua một cỗ máy, không phải qua bàn tay.

Xây dựng trên: Giải thích buồng tối (camera obscura); Phối cảnh tuyến tính

Dẫn đến: Phim chiếu chuyển động

Nguồn: Harry Ransom Center, University of Texas, ‘The First Photograph’ (Niépce heliograph)

Địa chỉ: /trees/technology?n=photography

Chuyển động từ ảnh tĩnh (1832)

Joseph Plateau ở Ghent và Simon Stampfer ở Vienna mỗi người độc lập nghĩ ra phenakistiscope năm 1832. Đó là một đĩa có khe với các hình vẽ theo thứ tự. Quay nó và nhìn vào gương, các hình vẽ dường như chuyển động. Nó cho thấy mắt hòa một chuỗi nhanh các hình tĩnh thành chuyển động mượt. Đó là nguyên lý đằng sau mọi khung phim và video.

Dẫn đến: Phim chiếu chuyển động

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Phenakistoscope’

Địa chỉ: /trees/technology?n=phenakistiscope

Kính nổi (stereoscope) (1838)

Năm 1838 Charles Wheatstone chỉ ra rằng hai bức vẽ phẳng hơi khác nhau, một cho mỗi mắt, hòa vào một hình ảnh duy nhất có chiều sâu trông như thật. Ông chế tạo một kính nổi dùng gương để chứng minh. Sự khác biệt giữa hai góc nhìn của hai mắt trở thành thứ bạn có thể điều khiển. Mọi kính VR kể từ đó vẫn dùng nó.

Xây dựng trên: Phối cảnh tuyến tính

Dẫn đến: Phim nổi; Sensorama; Màn hình tối thượng; Telesphere Mask

Nguồn: Wheatstone, ‘Contributions to the physiology of vision, Part I’, Phil. Trans. R. Soc. 128 (1838), 371–394

Địa chỉ: /trees/technology?n=stereoscope

Âm thanh nổi (1881)

Tại Triển lãm Điện quốc tế Paris năm 1881, hệ thống của Clément Ader truyền các buổi biểu diễn trực tiếp từ Nhà hát Opera qua đường dây điện thoại đến khách tham quan. Nó dùng các cặp máy phát và máy thu, tạo ra hiệu ứng không gian hai tai. Một dịch vụ đăng ký theo sau vào năm 1890. Đó là dấu hiệu sớm cho thấy cảm giác về một nơi chốn có thể được gửi bằng điện đến một người nghe ở xa.

Dẫn đến: Sensorama

Nguồn: Bob’s Old Phones / Telephone Collecting, ‘Clément Ader’

Địa chỉ: /trees/technology?n=theatrophone

Phim chiếu chuyển động (1895)

Ngày 28 tháng 12 năm 1895 anh em Lumière trình chiếu Cinématographe cho một đám đông trả tiền tại Grand Café ở Paris. Nó là máy quay, máy in và máy chiếu trong một. Chiếu phim cho khán giả chung khiến chuyển động được ghi lại trở thành thứ mọi người cùng trải nghiệm. Đó là khuôn mẫu cho các màn hình và phòng chung sau này.

Xây dựng trên: Nhiếp ảnh; Chuyển động từ ảnh tĩnh; Đèn lồng ma thuật

Dẫn đến: Phim nổi; Sensorama; Aspen Movie Map; Telesphere Mask

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Cinématographe’

Địa chỉ: /trees/technology?n=cinema

Phim nổi (1922; bùng nổ 1952–54; hồi sinh 2009 · Bế tắc)

Điện ảnh nổi lấy ý tưởng của Wheatstone và đưa nó lên phim. Các phim anaglyph được chiếu vào đầu thập niên 1920. Quy trình Natural Vision phân cực châm ngòi cơn sốt năm 1952 với Bwana Devil. Khán giả mất hứng thú trong khoảng một năm. Định dạng này trở lại cùng điện ảnh kỹ thuật số vào năm 2009.

Vì sao nó bế tắc: Nó bế tắc vì hình ảnh cố định. Mọi người xem đều thấy cùng hai góc nhìn bất kể họ nhìn đâu. Kính và việc căn chỉnh máy chiếu gây phiền. Và hình ảnh không có cách nào phản ứng với người xem.

Xây dựng trên: Phim chiếu chuyển động; Kính nổi (stereoscope)

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘3-D’ (film process) and ‘Natural Vision’

Địa chỉ: /trees/technology?n=3d-film

Mô phỏng bay (1929)

Edwin Link chế tạo một buồng lái chạy bằng áp suất không khí. Nó chúc, lắc và xoay theo khi phi công di chuyển cần điều khiển, để học viên có thể luyện bay bằng thiết bị ngay trên mặt đất. Quân Đồng minh dùng Blue Box của Link trong Thế chiến thứ hai, và có báo cáo cho rằng hơn 500.000 phi công đã luyện tập trên những thiết bị như vậy. Nó cho thấy cảm giác bay đáng tin có thể thay cho một máy bay thật trong huấn luyện.

Nguồn: ASME Landmark #210, ‘Link C-3 Flight Trainer’

Địa chỉ: /trees/technology?n=link-trainer

Ốc tai điện tử (1957; đa kênh 1977–84)

Djourno và Eyries ở Paris báo cáo năm 1957 rằng họ đã kích thích bằng điện dây thần kinh thính giác của một bệnh nhân điếc. House và Doyle cấy một thiết bị một kênh năm 1961. Các thiết bị nhiều kênh (Hochmair, Clark) được cấy vào năm 1977–78 và được FDA phê duyệt cho người lớn vào giữa thập niên 1980. Âm thanh đến được não mà không cần tai hoạt động. Đó là ca lâm sàng đầu tiên về một giác quan được cung cấp bằng kích thích điện trực tiếp lên hệ thần kinh.

Dẫn đến: Giao diện não-máy tính

Nguồn: Lasker Foundation, ‘Modern cochlear implant’ (2013 Clinical Medical Research Award)

Địa chỉ: /trees/technology?n=cochlear

Telesphere Mask (1960)

Morton Heilig được cấp bằng sáng chế cho một thiết bị xem đeo đầu cho mỗi mắt một hình ảnh riêng, kèm âm thanh nổi. Đó là nhiều năm trước khi có máy tính nào điều khiển một màn hình như vậy. Nó chiếu phim quay sẵn và không theo dõi đầu.

Xây dựng trên: Kính nổi (stereoscope); Phim chiếu chuyển động

Dẫn đến: Màn hình đeo đầu

Nguồn: Heilig, US Patent 2,955,156, “Stereoscopic-television apparatus for individual use” (1960)

Địa chỉ: /trees/technology?n=telesphere

Sensorama (1962 (bằng sáng chế; nguyên mẫu 1957–62) · Bế tắc)

Sensorama Simulator của Morton Heilig (bằng sáng chế Mỹ 3,050,870, nộp 1961, cấp 1962) là một buồng giải trí. Nó phát cảnh phim nổi màu đã quay sẵn kèm âm thanh nổi, rung, gió và mùi hương. Đó là lần thử đầu tiên huy động nhiều giác quan cùng lúc trong một máy. Nó là điểm xuất phát thường được dùng cho lịch sử thực tế ảo.

Vì sao nó bế tắc: Nó bế tắc vì mọi thứ được ghi sẵn trên phim. Không máy tính nào tạo hay thay đổi cảnh, nên người xem có thể nhìn nhưng không bao giờ thay đổi được gì.

Xây dựng trên: Phim chiếu chuyển động; Kính nổi (stereoscope); Âm thanh nổi

Nguồn: US Patent 3,050,870, M. L. Heilig, ‘Sensorama Simulator’ (filed 10 Jan 1961, granted 28 Aug 1962)

Địa chỉ: /trees/technology?n=sensorama

Những trò chơi điện tử đầu tiên (1958; 1962)

Tennis for Two của William Higinbotham (tháng 10 năm 1958, Brookhaven) vẽ đường bay của quả bóng trên máy hiện sóng dưới sự điều khiển của máy tính tương tự. Spacewar! (1962) là trò chiến đấu không gian hai người chơi viết cho máy tính số PDP-1 của MIT. Cả hai cho thấy một cỗ máy có thể chứa một thế giới chung nhỏ với những luật mà người chơi hành động trong đó.

Xây dựng trên: Máy tính lưu chương trình

Dẫn đến: Trò chơi điện tử thùng

Nguồn: Computer History Museum, ‘Spacewar!' (see also CHM timeline 1958 for Tennis for Two)

Địa chỉ: /trees/technology?n=tennis-for-two

Đồ họa tương tác (1963)

Luận án tiến sĩ của Ivan Sutherland tại MIT (1963) mô tả Sketchpad. Nó chạy trên TX-2 và cho người dùng vẽ và chỉnh sửa sơ đồ nét bằng bút sáng, với các ràng buộc và bản vẽ gốc dùng lại được. Nó biến màn hình tương tác thành một cách làm việc trên một mô hình được lưu trong máy tính.

Xây dựng trên: Máy tính lưu chương trình

Dẫn đến: Màn hình tối thượng; Thế giới mạng góc nhìn thứ nhất; Đổ bóng chân thực

Nguồn: I. E. Sutherland, ‘Sketchpad: a man-machine graphical communication system’, MIT PhD thesis (1963), University of Cambridge reprint, TR-574

Địa chỉ: /trees/technology?n=sketchpad

Simulacron-3 (1964 · Ý tưởng)

Tiểu thuyết Simulacron-3 (1964; tựa Anh Counterfeit World) của Daniel F. Galouye mô tả một thành phố được mô phỏng trên máy tính. Người dân của nó không biết họ là chương trình. Đây là một trong những tiểu thuyết sớm nhất về một thế giới chạy bên trong máy tính. Nó cũng là điểm tham chiếu quen thuộc trong các bài viết về lập luận mô phỏng.

Xây dựng trên: Máy tính lưu chương trình

Nguồn: The Encyclopedia of Science Fiction, ‘Galouye, Daniel F.'

Địa chỉ: /trees/technology?n=simulacron

Màn hình tối thượng (1965 · Ý tưởng)

Trong bài báo năm 1965 gửi Đại hội IFIP, Sutherland đề xuất một màn hình điều khiển bằng máy tính hoàn thiện đến mức có thể điều khiển vật chất trong phòng. Ông viết rằng một chiếc ghế hiển thị ở đó sẽ đủ tốt để ngồi lên. Nó đặt ra mục tiêu của thực tế ảo là một thế giới mà bạn không thể phân biệt với thực tại theo bất kỳ nghĩa nào.

Xây dựng trên: Đồ họa tương tác; Kính nổi (stereoscope)

Dẫn đến: Màn hình đeo đầu

Nguồn: I. E. Sutherland, ‘The Ultimate Display’, Proc. IFIP Congress 1965, vol. 2, pp. 506–508 (scan)

Địa chỉ: /trees/technology?n=ultimate

Màn hình đeo đầu (1968)

Năm 1968 Sutherland và Bob Sproull chế tạo một màn hình đeo đầu. Nó cho người dùng thấy đồ họa 3D khung dây đơn giản, mà máy tính vẽ lại khi đầu người dùng di chuyển. Phần quang học treo từ trần nhà (‘Gươm Damocles’). Đây là hệ thống đầu tiên kết hợp màn hình đeo đầu, hình ảnh do máy tính tạo và theo dõi đầu.

Xây dựng trên: Màn hình tối thượng; Telesphere Mask

Dẫn đến: Găng tay dữ liệu; “thực tế ảo”; CAVE; Virtual Boy; Kính VR hiện đại

Nguồn: I. E. Sutherland, ‘A head-mounted three dimensional display’, AFIPS Fall Joint Computer Conference (1968)

Địa chỉ: /trees/technology?n=damocles

Đổ bóng chân thực (1971–1980)

Henri Gouraud (1971) và Bui Tuong Phong (1973–75) đã nghĩ ra phương pháp đổ bóng mượt và một mô hình chiếu sáng cho bề mặt đa giác. Turner Whitted (1980) trình bày kỹ thuật dò tia đệ quy với phản xạ và khúc xạ. Mỗi bước đưa hình ảnh máy tính đến gần cách ánh sáng ứng xử hơn. Các kỹ thuật này trở thành nền tảng của kết xuất trong phim và trò chơi.

Xây dựng trên: Đồ họa tương tác

Dẫn đến: CAVE; Thế giới 3D thời gian thực

Nguồn: Gouraud, ‘Continuous shading of curved surfaces’, IEEE Trans. Computers C-20 (1971); also Phong, CACM 18 (1975), and Whitted, CACM 23 (1980)

Địa chỉ: /trees/technology?n=shading

Trò chơi điện tử thùng (1972)

Pong của Atari do Allan Alcorn thiết kế từ ý tưởng của Nolan Bushnell. Nó lần đầu được đặt trong một quán bar ở Sunnyvale vào cuối năm 1972 và bán rất chạy. Nó được làm từ các chip logic, không phải bộ vi xử lý. Nó biến trò chơi điện tử thành thú vui công cộng mang tính thương mại. Nó cũng tài trợ cho ngành công nghiệp sau này thúc đẩy phần cứng đồ họa.

Xây dựng trên: Những trò chơi điện tử đầu tiên; Mạch tích hợp

Dẫn đến: Không gian mạng

Nguồn: The Strong National Museum of Play, ‘Pong’

Địa chỉ: /trees/technology?n=pong

Thế giới mạng góc nhìn thứ nhất (1973–74)

Maze được viết tại NASA Ames năm 1973 bởi Steve Colley, Greg Thompson và Howard Palmer trên máy Imlac PDS-1. Nó cho thấy góc nhìn dọc hành lang từ vị trí của chính người chơi. Nó bắt đầu với hai máy nối với nhau, rồi thêm bắn súng và bot. Đây là một không gian 3D chung góc nhìn thứ nhất đời đầu. Nhiều khả năng nó là tổ tiên của game bắn súng góc nhìn thứ nhất qua mạng.

Xây dựng trên: Mạng gói; Đồ họa tương tác

Các nguồn không chắc chắn về ngày tháng hoặc tuyên bố này.

Nguồn: DigiBarn Computer Museum, Steve Colley, ‘Maze War’ history

Địa chỉ: /trees/technology?n=maze-war

Colossal Cave Adventure (1975–76)

Will Crowther viết trò chơi văn bản này năm 1975, và Don Woods mở rộng nó năm 1976. Người chơi khám phá một hang động được mô tả bằng văn xuôi bằng cách gõ lệnh. Nó thiết lập thế giới có thể khám phá, bị ràng buộc bởi luật, được mô tả bằng văn bản. Các thế giới nhiều người dùng đầu tiên được xây dựng trên nó.

Xây dựng trên: Máy tính lưu chương trình

Dẫn đến: Thế giới văn bản chung

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, “Adventure”

Địa chỉ: /trees/technology?n=adventure

Thế giới văn bản chung (1978–1980)

Roy Trubshaw bắt đầu MUD tại Đại học Essex vào mùa thu năm 1978, và Richard Bartle tham gia công việc. Khi Essex được nối với ARPANET vào mùa xuân năm 1980, người ngoài có thể kết nối. Đó là một thế giới nhiều người dùng bền vững gồm các căn phòng và đồ vật mà nhiều người cùng chiếm giữ. Nó đặt khuôn mẫu cho các thế giới trực tuyến sau này.

Xây dựng trên: Mạng gói; Colossal Cave Adventure

Dẫn đến: Thế giới trực tuyến đồ họa; Thế giới trực tuyến bền vững

Nguồn: Richard Bartle, ‘Early MUD history’

Địa chỉ: /trees/technology?n=mud

Aspen Movie Map (1978–79)

Nhóm Architecture Machine của MIT quay phim Aspen từng con phố vào năm 1978–79. Người dùng có thể lái xe qua đoạn phim đã lưu trên hệ thống đĩa laser màn hình cảm ứng, rẽ trái, rẽ phải hoặc dừng tùy ý. Đó là một bức tranh tương tác, có thể điều hướng đời đầu về một nơi có thật. Nó là tiền thân của bản đồ cấp đường phố.

Xây dựng trên: Phim chiếu chuyển động; Máy tính lưu chương trình

Nguồn: MIT Media Lab, ‘The Aspen Movie Map beat Google Street View by 34 years’

Địa chỉ: /trees/technology?n=aspen

Không gian mạng (1982–84 · Ý tưởng)

William Gibson đặt ra từ ‘cyberspace’ (không gian mạng) trong truyện ‘Burning Chrome’ (Omni, tháng 7 năm 1982). Ông làm nó phổ biến trong tiểu thuyết Neuromancer (1984), như một không gian đồ họa chung của dữ liệu mà bạn có thể di chuyển trong đó. Nó cho ý niệm về một thế giới trực tuyến một cái tên và một hình ảnh, và các kỹ sư sau này đã trích dẫn nó.

Xây dựng trên: Trò chơi điện tử thùng

Dẫn đến: Metaverse

Nguồn: The Encyclopedia of Science Fiction, ‘Cyberspace’

Địa chỉ: /trees/technology?n=cyberspace

Găng tay dữ liệu; “thực tế ảo” (1985–1987)

Jaron Lanier thành lập VPL Research năm 1985. DataGlove (1987) và kính EyePhone của nó là những sản phẩm VR thương mại đầu tiên. Britannica ghi công Lanier đặt ra thuật ngữ ‘thực tế ảo’ năm 1987. Công ty đưa đầu vào theo dõi cơ thể và màn hình đeo đầu đến tầm tay bên ngoài các phòng thí nghiệm quân sự và học thuật.

Xây dựng trên: Màn hình đeo đầu

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Jaron Lanier’

Địa chỉ: /trees/technology?n=vpl

Thế giới trực tuyến đồ họa (1986–88)

Habitat do Chip Morningstar và Randy Farmer xây dựng tại Lucasfilm Games cho Commodore 64, qua dịch vụ Quantum Link. Nó chạy thí điểm vào năm 1986. Người dùng xuất hiện dưới dạng các nhân vật hoạt hình gọi là avatar trong một thế giới đồ họa chung. Nó thử nghiệm ở quy mô lớn điều gì xảy ra khi hàng nghìn người sống trong một nơi ảo được thiết kế. Những người xây dựng đã công bố các bài học.

Xây dựng trên: Thế giới văn bản chung

Dẫn đến: Metaverse; Thế giới trực tuyến bền vững

Nguồn: Morningstar and Farmer, ‘The Lessons of Lucasfilm’s Habitat’ (1990)

Địa chỉ: /trees/technology?n=habitat

CAVE (1992)

CAVE được Cruz-Neira, Sandin, DeFanti và đồng nghiệp mô tả năm 1992 tại Đại học Illinois ở Chicago. Nó chiếu hình ảnh nổi lên các bức tường và sàn của một căn phòng. Nhiều người có thể đứng bên trong một cảnh ảo chung, đeo kính nhẹ. Nó cho thấy một lựa chọn nhập vai thay cho màn hình đeo đầu.

Xây dựng trên: Màn hình đeo đầu; Đổ bóng chân thực

Nguồn: Cruz-Neira, Sandin and DeFanti et al., ‘The CAVE: audio visual experience automatic virtual environment’, CACM 35(6) (1992)

Địa chỉ: /trees/technology?n=cave

Metaverse (1992 · Ý tưởng)

Tiểu thuyết Snow Crash (1992) của Neal Stephenson đặt ra từ ‘metaverse’. Nó có nghĩa là một thế giới trực tuyến 3D chung nơi mọi người xuất hiện dưới dạng avatar. Các hãng công nghệ làm sống lại thuật ngữ này hàng chục năm sau để làm tên cho giai đoạn tiếp theo của các thế giới trực tuyến.

Xây dựng trên: Không gian mạng; Thế giới trực tuyến đồ họa

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Snow Crash’

Địa chỉ: /trees/technology?n=metaverse

Thế giới 3D thời gian thực (1993–1996)

Doom của Id Software (tháng 12 năm 1993) đưa những người chơi qua mạng vào các màn góc nhìn thứ nhất có ánh xạ kết cấu trên PC thông thường. Quake (1996) vẽ 3D đa giác thực sự với ánh sáng thời gian thực. 3D góc nhìn thứ nhất nhanh trên phần cứng tiêu dùng đã tạo ra thị trường và các kỹ thuật cho các thế giới ảo sau này.

Xây dựng trên: Đổ bóng chân thực; Bộ vi xử lý

Dẫn đến: Thế giới trực tuyến bền vững

Nguồn: The Strong National Museum of Play, ‘Quake’ (with Encyclopaedia Britannica, ‘Doom’)

Địa chỉ: /trees/technology?n=doom

Virtual Boy (1995–96 · Bế tắc)

Virtual Boy của Nintendo (Nhật Bản tháng 7 năm 1995, Bắc Mỹ tháng 8 năm 1995) là một máy chơi game nổi đặt trên bàn. Nó hiển thị hình ảnh màu đỏ kiểu khung dây. Nó bị rút khỏi thị trường trong vòng một năm. Chính Iwata của Nintendo sau này gọi nó là một thất bại thương mại.

Vì sao nó bế tắc: Nó bế tắc vì vào năm 1995 chưa có màn hình đủ màu gọn, giá phải chăng và chưa có theo dõi đầu. Hình ảnh đơn sắc đỏ, vị trí xem cố định và độ vừa vặn khó chịu khiến người dùng mệt nhanh.

Xây dựng trên: Màn hình đeo đầu; Mạch tích hợp

Nguồn: Iwata Asks, ‘Shigeru Miyamoto talks Virtual Boy’, Nintendo

Địa chỉ: /trees/technology?n=virtualboy

Thế giới trực tuyến bền vững (1997–2003)

Ultima Online (1997), EverQuest (1999) và Second Life (2003) đưa một số lượng rất lớn người vào các thế giới đồ họa bền vững. Các thế giới này vẫn tiếp tục khi bất kỳ người chơi nào đăng xuất. Chúng có nền kinh tế và cấu trúc xã hội riêng. Chúng là bằng chứng tốt nhất chúng ta có về cách con người cư xử ở những nơi ảo tồn tại lâu dài.

Xây dựng trên: Thế giới trực tuyến đồ họa; Thế giới văn bản chung; Thế giới 3D thời gian thực; World Wide Web

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Ultima Online’ and ‘Online gaming’

Địa chỉ: /trees/technology?n=mmo

Giao diện não-máy tính (2004–2006)

Năm 2006 Hochberg và đồng nghiệp báo cáo về một người đàn ông bị liệt từ cổ trở xuống. Ông có thể di chuyển con trỏ máy tính và điều khiển một bàn tay robot đơn giản bằng tín hiệu từ một mảng vi điện cực cấy vào vỏ não vận động. Nó cho thấy hoạt động thần kinh có chủ ý có thể được đọc ra như một tín hiệu điều khiển.

Xây dựng trên: Ốc tai điện tử; Bộ vi xử lý

Dẫn đến: VR nhập vai hoàn toàn; Mô phỏng toàn bộ não

Nguồn: Hochberg et al., ‘Neuronal ensemble control of prosthetic devices by a human with tetraplegia’, Nature 442 (2006)

Địa chỉ: /trees/technology?n=bci

Kính VR hiện đại (2012–13 (bộ phát triển); 2016 (người tiêu dùng))

Oculus huy động 2,4 triệu đô la trên Kickstarter năm 2012. Nó giao bộ phát triển Rift DK1 từ cuối tháng 3 năm 2013. Rift bản tiêu dùng theo sau vào ngày 28 tháng 3 năm 2016. Nó ghép màn hình và cảm biến cỡ điện thoại với một GPU và theo dõi đầu độ trễ thấp. Điều đó khiến một chiếc kính góc rộng đủ rẻ cho lập trình viên và người tiêu dùng.

Xây dựng trên: Màn hình đeo đầu; Bộ xử lý đồ họa; Điện thoại thông minh

Dẫn đến: Theo dõi trong phòng

Nguồn: Road to VR, ‘3 years ago the Oculus Rift DK1 shipped, here’s a quick look back’

Địa chỉ: /trees/technology?n=rift

Theo dõi trong phòng (2015–2016)

HTC và Valve công bố Vive vào tháng 3 năm 2015 và giao hàng vào ngày 5 tháng 4 năm 2016. Nó dùng hệ thống Lighthouse của Valve, quét các tia laser hồng ngoại khắp khu vực chơi. Một kính VR và hai tay cầm có thể được theo dõi chính xác trong khoảng bốn mét. Việc đi bộ và với tay trong không gian ảo, không chỉ quay đầu, trở thành tiêu chuẩn.

Xây dựng trên: Kính VR hiện đại

Dẫn đến: Kính độc lập

Nguồn: Road to VR, ‘HTC, Valve and SteamVR: a 2015 retrospective and CES 2016 preview’

Địa chỉ: /trees/technology?n=roomscale

Kính độc lập (2018–2019)

Oculus Quest (21 tháng 5 năm 2019) là một kính VR tự đủ. Nó dùng bốn camera để theo dõi kính và cả hai tay cầm từ bên trong, không cần PC hay trạm gốc. Các thiết bị độc lập trước đó (Oculus Go, Lenovo Mirage Solo, Vive Focus, 2018) nhiều nhất chỉ theo dõi vị trí đầu. Quest khiến việc theo dõi đầy đủ trở nên di động.

Xây dựng trên: Theo dõi trong phòng; Điện thoại thông minh

Dẫn đến: VR nhập vai hoàn toàn

Nguồn: Road to VR, ‘Oculus announces Quest, the high-end standalone headset starting at $400’

Địa chỉ: /trees/technology?n=standalone

Kết xuất nơ-ron (2020–2023)

Trường Bức xạ Nơ-ron (Neural Radiance Fields, 2020) của Mildenhall và cộng sự học một cảnh từ các bức ảnh và vẽ các góc nhìn mới của nó. 3D Gaussian Splatting (Kerbl et al., 2023) làm được điều đó theo thời gian thực. Các cảnh 3D chân thực mà bạn có thể khám phá giờ có thể được ghi lại, không phải dựng thủ công.

Xây dựng trên: Học sâu trên GPU; Bộ xử lý đồ họa

Dẫn đến: Thế giới tương tác được tạo sinh; Hình ảnh chân thực theo thời gian thực

Nguồn: Mildenhall et al., ‘NeRF: Representing scenes as neural radiance fields for view synthesis’, ECCV 2020, arXiv:2003.08934

Địa chỉ: /trees/technology?n=neural-rendering

Thế giới tương tác được tạo sinh (2024–2025)

Năm 2024, các hệ thống nghiên cứu như Genie của Google DeepMind và mô hình khuếch tán GameNGen tạo ra từng khung hình của một môi trường chơi được từ đầu vào của người chơi. Chúng không có engine trò chơi viết tay. GameNGen mô phỏng trò chơi Doom ở trên 20 khung hình mỗi giây. Đến 2025 các bản trình diễn chạy được hàng phút ở tốc độ tương tác. Chúng vẫn là các nguyên mẫu nghiên cứu.

Xây dựng trên: Kiến trúc Transformer; Kết xuất nơ-ron; Mô hình thế giới học được; Mô hình khuếch tán

Nguồn: Valevski et al., ‘Diffusion Models Are Real-Time Game Engines’ (GameNGen), arXiv:2408.14837 (2024)

Địa chỉ: /trees/technology?n=world-models

Hình ảnh chân thực theo thời gian thực (2029–2034 · Dự báo)

Những người có tiếng trong ngành đã dự báo hình ảnh thời gian thực mà bạn không thể phân biệt với ảnh chụp. Năm 2024 một nhà cung cấp lớn nêu một khoảng 5 đến 10 năm. Một dự báo năm 2013 về mười năm cho cùng cột mốc đã đến hạn năm 2023. Không ai tuyên bố nó đã đạt được.

Xây dựng trên: Kết xuất nơ-ron

Địa chỉ: /trees/technology?n=photoreal

VR nhập vai hoàn toàn (2029–2030s · Dự báo)

Một nhà tương lai học được nêu đích danh đã công bố các mốc thời gian cho VR hoạt động ở cấp hệ thần kinh. Ông đặt nó vào cuối thập niên 2020 đến thập niên 2030, thông qua các robot nano trong não. Chúng tôi không tìm thấy khảo sát chuyên gia hay dự báo độc lập nào về cột mốc này. Chưa có hệ thống nào như vậy được chứng minh.

Xây dựng trên: Giao diện não-máy tính; Kính độc lập; Công nghệ nano phân tử

Địa chỉ: /trees/technology?n=fulldive

Mô phỏng toàn bộ não (2050–2075 · Cầu nối)

Cũng có trong Cây mô phỏng và Trở thành tổng hợp.

Lộ trình FHI năm 2008 nhận định rằng mô phỏng chỉ khả thi trước giữa thế kỷ nếu các mô hình ở mức điện sinh lý là đủ. Chi tiết mịn hơn sẽ cần các mốc muộn hơn. Một mô hình Monte Carlo năm 2014 cho trung vị là 2064, nếu nó có đến. Trung vị của cộng đồng Metaculus là khoảng 2073.

Xây dựng trên: AI ngang con người; Giao diện não-máy tính

Địa chỉ: /trees/technology?n=wbe

Máy tính cỡ ngôi sao (khoảng 2250 hoặc muộn hơn · Dự báo)

Dyson (1960) đề xuất rằng các nền văn minh tiên tiến sẽ thu lấy ánh sáng sao. Bradbury (1997–99) mở rộng ý đó thành các lớp vỏ lồng nhau chạy máy tính bằng nhiệt thải của ngôi sao. Ước tính có ngày duy nhất chúng tôi tìm thấy là của Bradbury. Đó là khoảng năm 2250 nếu xu hướng sản xuất silicon hiện nay tiếp tục, và nhiều nhất là trong vài nghìn năm.

Xây dựng trên: Định luật Moore; Công nghệ nano phân tử

Địa chỉ: /trees/technology?n=matrioshka

Bàn tính (không chắc; bàn đếm Lưỡng Hà thiên niên kỷ 3 TCN (còn tranh cãi); bàn cổ nhất còn tồn tại khoảng 300 TCN)

Bàn tính đếm, hay abacus, là một bề mặt mà các quân đếm đại diện cho giá trị hàng. Bằng cách di chuyển chúng, bạn có thể cộng, trừ, nhân và chia. Người ta thường cho rằng có những ví dụ ở Lưỡng Hà, nhưng không cái nào còn lại và nhận định đó còn tranh cãi. Bàn cổ nhất còn tồn tại là bảng Salamis (khoảng 300 TCN), dù một số người xem nó là bàn chơi trò chơi. Nó cho thấy phép tính có thể được chuyển vào một trạng thái vật lý mà một cơ cấu, và sau này một mạch điện, có thể lưu giữ.

Dẫn đến: Máy tính cơ học

Các nguồn không chắc chắn về ngày tháng hoặc tuyên bố này.

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Abacus’

Địa chỉ: /trees/technology?n=abacus

Số không như một con số (628 SCN (Brahmagupta); dấu chấm giữ chỗ có sớm hơn, ngày còn tranh cãi · Ý tưởng)

Brāhmasphuṭasiddhānta của Brahmagupta (628 SCN) là văn bản sớm nhất còn tồn tại coi số không như một con số có quy tắc riêng. Cộng hoặc trừ số không thì con số vẫn giữ nguyên. Một số nhân với không bằng không. Quy tắc chia cho không của ông chưa đầy đủ, và 0 ÷ 0 = 0 của ông là sai. Một dấu chấm dùng để giữ chỗ xuất hiện sớm hơn trong bản thảo Bakhshali. Nhưng niên đại carbon phóng xạ của các tờ trong đó trải từ sớm nhất là thế kỷ 3–4 SCN đến thế kỷ 9–10. Vì vậy niên đại số không của nó còn tranh cãi.

Dẫn đến: Số học nhị phân; Thuật toán (al-Khwārizmī)

Nguồn: O’Connor and Robertson, ‘Brahmagupta’, MacTutor History of Mathematics (rules); Bodleian Libraries / University of Oxford, Bakhshali manuscript carbon dating release (2017) (dating caveat)

Địa chỉ: /trees/technology?n=zero

Thuật toán (al-Khwārizmī) (khoảng thập niên 820 SCN (bản gốc tiếng Ả Rập đã mất); bản Latin thế kỷ 12 · Ý tưởng)

Đầu thế kỷ 9 ở Baghdad, al-Khwārizmī viết một luận thuyết về các chữ số giá trị vị trí của Ấn Độ, gồm cả số không, và về cách tính với chúng. Văn bản tiếng Ả Rập đã mất. Bản dịch Latin, Algoritmi de numero Indorum, được biết là khác nhiều so với nó. Qua đó, và qua các văn bản algorismus sau này, các chữ số Ấn-Ả Rập và số học viết của chúng đến châu Âu. Từ ‘algorithm’ (thuật toán) bắt nguồn từ dạng Latin hóa của tên ông.

Xây dựng trên: Số không như một con số

Dẫn đến: Máy tính cơ học

Nguồn: O’Connor and Robertson, ‘Abu Ja’far Muhammad ibn Musa Al-Khwarizmi’, MacTutor History of Mathematics (see also Encyclopaedia Britannica, ‘al-Khwarizmi’ and ‘algorismus’)

Địa chỉ: /trees/technology?n=algorithm

Sáo tự chơi (Baghdad) (thế kỷ 9)

Anh em Banū Mūsā viết Book of Ingenious Devices ở Baghdad thế kỷ 9. Nó mô tả một cây sáo tự chơi. Một cơ chế chạy bằng nước đẩy không khí đến các ống phát âm dưới một trụ quay, và đổi trụ sẽ đổi giai điệu. Koetsier (2001) xếp nó vào số những cỗ máy có thể lập trình sớm nhất. Cuốn sách năm 1206 của Al-Jazari mô tả các automata âm nhạc về sau. Nhưng không có mối liên hệ nào được ghi chép giữa hai tác phẩm này với trụ có chốt của châu Âu hay khung dệt Jacquard.

Nguồn: Koetsier, ‘On the prehistory of programmable machines: musical automata, looms, calculators’, Mechanism and Machine Theory 36(5), 2001, pp. 589–603; Hill (transl.), The Book of Ingenious Devices (Reidel, 1979)

Địa chỉ: /trees/technology?n=banu-musa-flute

Máy tính cơ học (1642–1644)

Từ 1642 Blaise Pascal chế tạo một máy cộng bánh răng để giúp việc thuế của cha ông. Ông làm khoảng năm mươi chiếc. Britannica gọi đó là máy tính đầu tiên được chế tạo với số lượng và thực sự được sử dụng. Phép tính số học chuyển từ đôi tay sang bánh răng.

Xây dựng trên: Bàn tính; Thuật toán (al-Khwārizmī)

Dẫn đến: Máy Phân tích; Máy Sai phân

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Pascaline’

Địa chỉ: /trees/technology?n=pascaline

Số học nhị phân (1703 (in năm 1705) · Ý tưởng)

Trong một bản thảo đề ngày 15 tháng 3 năm 1679 (De progressione dyadica), Leibniz trình bày số học trong hệ cơ số hai. Ông cũng phác thảo một máy tính không có bánh xe. Trong đó, các viên bi rơi qua các lỗ mà các khe trượt mở và đóng, và việc đó làm các phép tính. Ông không bao giờ chế tạo nó, dù một mô hình hoạt động đã được làm tại Deutsches Museum vào đầu những năm 2000. Bài viết của ông được đọc tại Viện Hàn lâm Paris năm 1703 và in năm 1705. Nó cũng nối ký hiệu 0–1 với các hình quẻ của Kinh Dịch, được cho là của Phục Hy, mà Joachim Bouvet đã gửi cho ông từ Bắc Kinh (nhận tháng 4 năm 1703). Một sơ đồ Ấn Độ sớm hơn xuất hiện trong Chandaḥśāstra của Piṅgala (niên đại không chắc chắn, khoảng thế kỷ 3 đến 2 TCN). Nó liệt kê các thể thơ gồm âm tiết ngắn và dài theo cách mà các độc giả sau này phân tích là nhị phân.

Xây dựng trên: Số không như một con số

Dẫn đến: Zuse Z3

Nguồn: Leibniz, ‘Explanation of Binary Arithmetic’ (1703), English translation

Địa chỉ: /trees/technology?n=binary

Khung dệt thẻ đục lỗ (1804)

Khung dệt năm 1804 của Joseph Marie Jacquard dùng một chuỗi thẻ đục lỗ để chọn những sợi dọc nào được nâng lên. Muốn đổi hoa văn, bạn đổi thẻ. Bouchon (1725) và Falcon (1728) đã dùng giấy hoặc thẻ đục lỗ trước ông. Nhưng phiên bản của Jacquard được áp dụng rộng rãi, và Babbage mượn ý tưởng đọc thẻ của nó.

Dẫn đến: Máy Phân tích

Nguồn: Science Museum Group, ‘Model of Falcon’s loom’ (Jacquard refined Falcon’s method in 1804)

Địa chỉ: /trees/technology?n=jacquard

Máy Sai phân (1822 (đề xuất); chế tạo 1991 · Bế tắc)

Babbage thiết kế một cỗ máy để tính và in các bảng toán học bằng phương pháp sai phân hữu hạn. Nó sẽ loại bỏ sai sót của con người khỏi phép tính. Một phần nhỏ hoạt động được đã được trình diễn. Toàn bộ cỗ máy không được chế tạo trong đời ông.

Vì sao nó bế tắc: Công việc dừng lại năm 1833 sau một tranh chấp với kỹ sư của ông, Joseph Clement. Bảo tàng Khoa học hoàn thành Difference Engine No. 2 từ bản vẽ của ông vào năm 1991. Điều đó cho thấy bản thiết kế tự nó là đúng đắn.

Xây dựng trên: Máy tính cơ học

Dẫn đến: Máy Phân tích

Nguồn: Science Museum, “Charles Babbage’s Difference Engines and the Science Museum”

Địa chỉ: /trees/technology?n=difference-engine

Máy Phân tích (1837 (hình thành 1834) · Bế tắc)

Charles Babbage thiết kế một máy tính cơ khí có thể lập trình. Nó có kho lưu trữ (store), bộ tính toán số học (mill), rẽ nhánh có điều kiện và các lệnh trên thẻ đục lỗ. Nó đi trước cách bố trí của các máy tính sau này một thế kỷ. Chỉ có một mẫu thử được chế tạo trước khi ông qua đời năm 1871.

Vì sao nó bế tắc: Nó bế tắc vì cần hàng nghìn bộ phận, và nước Anh những năm 1840 không thể cung cấp kỹ thuật chính xác, nguồn vốn ổn định và thiết kế đã ổn định mà việc đó đòi hỏi. Bảo tàng Lịch sử Máy tính liệt kê chi phí vượt tầm kiểm soát, yêu cầu độ chính xác cao, tranh chấp với kỹ sư của ông và nguồn tài chính chắp vá.

Xây dựng trên: Khung dệt thẻ đục lỗ; Máy tính cơ học; Máy Sai phân

Dẫn đến: Chú thích G

Nguồn: Computer History Museum, ‘Babbage: a brief history’

Địa chỉ: /trees/technology?n=analytical-engine

Chú thích G (1843 · Ý tưởng)

Ada Lovelace đã dịch bài báo của Menabrea và thêm các chú thích. Chú thích G là một bảng thao tác hoàn chỉnh để tính các số Bernoulli trên Máy Phân tích. Bà cũng nhận xét rằng cỗ máy có thể tác động lên những thứ không phải số, như sáng tác âm nhạc, nếu các quan hệ của chúng có thể được diễn đạt. Nhận định thứ hai đó là phát biểu rõ ràng đầu tiên rằng một cỗ máy tính toán xử lý ký hiệu, chứ không chỉ các đại lượng.

Xây dựng trên: Máy Phân tích

Nguồn: Menabrea and Lovelace, ‘Sketch of the Analytical Engine’, Taylor’s Scientific Memoirs (1843), text at Fourmilab

Địa chỉ: /trees/technology?n=lovelace

Logic Boole (1847; 1854 · Ý tưởng)

Mathematical Analysis of Logic (1847) và An Investigation of the Laws of Thought (1854) của George Boole coi các mệnh đề logic như một đại số hai giá trị. Điều đó có nghĩa là suy luận có thể được tính toán. Shannon sau này cho thấy các mạch điện thực hiện đại số này. Vì vậy hệ thống của Boole trở thành nền tảng logic của phần cứng kỹ thuật số.

Dẫn đến: Máy vạn năng; Logic trong mạch

Nguồn: George Boole, An Investigation of the Laws of Thought (1854), Project Gutenberg

Địa chỉ: /trees/technology?n=boole

Ống chân không (1904–1907)

Đèn hai điện cực của John Ambrose Fleming (1904) biến tín hiệu radio thành dạng dùng được. Lee de Forest thêm một lưới để tạo ra Audion ba điện cực (1906–07), có thể khuếch đại và chuyển mạch tín hiệu điện. Triode là bộ phận hoạt động chủ lực của radio, điện thoại và những máy tính điện tử đầu tiên.

Dẫn đến: Máy tính điện tử; Transistor; Colossus

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Thermionic valve’

Địa chỉ: /trees/technology?n=vacuum-tube

Máy vạn năng (1936–37 · Ý tưởng)

Bài ‘On Computable Numbers’ của Alan Turing (đọc năm 1936, xuất bản 1936–37) đã định nghĩa một cỗ máy trừu tượng. Nó cho thấy một cỗ máy vạn năng có thể làm công việc của bất kỳ cỗ máy nào khác, nếu được cung cấp mô tả của cỗ máy kia làm đầu vào. Đó là lý do lý thuyết cho việc một máy tính tổng quát có thể chạy bất kỳ thế giới mô phỏng nào. Nó cũng đặt ra giới hạn về những gì một mô phỏng như vậy có thể tính.

Xây dựng trên: Logic Boole

Dẫn đến: Thiết kế lưu chương trình

Nguồn: A. M. Turing, ‘On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem’, Proc. London Math. Soc. s2–42 (1937)

Địa chỉ: /trees/technology?n=turing

Logic trong mạch (1937–38 · Ý tưởng)

Luận văn thạc sĩ của Claude Shannon tại MIT (1937, xuất bản 1938) cho thấy các mạng rơ-le và công tắc có thể được phân tích và thiết kế bằng đại số Boole. Nó nối logic trừu tượng với các mạch vật lý. Các kỹ sư giờ có một cách bài bản để thiết kế máy kỹ thuật số.

Xây dựng trên: Logic Boole

Dẫn đến: Máy tính điện tử

Nguồn: C. E. Shannon, ‘A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits’, MIT thesis (1937)

Địa chỉ: /trees/technology?n=shannon

Zuse Z3 (1941)

Konrad Zuse hoàn thành Z3 ở Berlin năm 1941. Nó có khoảng 2.400 rơ-le, hệ số nhị phân và các từ dấu phẩy động 22 bit. Chương trình được đọc tuần tự từ băng đục lỗ. Trang lịch sử của IEEE Computer Society gọi nó là máy tính số cơ điện điều khiển bằng chương trình hoạt động hoàn chỉnh đầu tiên trên thế giới. Nó không có rẽ nhánh có điều kiện, và nó giữ chương trình bên ngoài bộ nhớ của máy.

Xây dựng trên: Số học nhị phân

Nguồn: IEEE Computer Society, ‘Konrad Zuse’, Computer Pioneers; Rojas, ‘Konrad Zuse’s Legacy: The Architecture of the Z1 and Z3’, IEEE Annals of the History of Computing 19(2), 1997

Địa chỉ: /trees/technology?n=z3

Colossus (1943–44)

Những cỗ máy điện tử của Tommy Flowers tại Bletchley Park đọc văn bản mã hóa từ băng giấy. Chúng dùng đèn chân không (2.500 chiếc trong Mark 2) để tìm các thiết lập bánh xe của mật mã Lorenz của Đức. Chúng là điện tử và cấu hình được, nhưng được chế tạo cho một nhiệm vụ. Chúng được giữ bí mật nhiều năm sau chiến tranh.

Xây dựng trên: Ống chân không

Nguồn: The National Museum of Computing, “Colossus”

Địa chỉ: /trees/technology?n=colossus

Máy tính điện tử (1945–46)

ENIAC được hoàn thành tại Đại học Pennsylvania năm 1945 và được công bố rộng rãi vào tháng 2 năm 1946. Nó dùng khoảng 18.000 ống chân không. Bạn có thể nối lại dây để giải nhiều loại bài toán số. Nó cho thấy tốc độ điện tử là khả thi cho tính toán đa dụng. Nhưng việc lập trình lại mất nhiều ngày.

Xây dựng trên: Ống chân không; Logic trong mạch

Dẫn đến: Thiết kế lưu chương trình

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘ENIAC’

Địa chỉ: /trees/technology?n=eniac

Máy tính lưu chương trình (1945 (thiết kế); 1948 (lần chạy đầu tiên))

Ngày 21 tháng 6 năm 1948 Manchester Small-Scale Experimental Machine (‘Baby’), do Williams và Kilburn chế tạo, chạy chương trình đầu tiên từ bộ nhớ điện tử của chính nó. Chương trình dài 17 lệnh và tìm ước số thực sự lớn nhất của một số. Giữ lệnh và dữ liệu trong cùng một bộ nhớ là điều cho phép phần mềm thay đổi với tốc độ điện tử. Đó cũng là điều cho phép nạp các mô phỏng.

Xây dựng trên: Thiết kế lưu chương trình

Dẫn đến: Mạng gói; Đồ họa tương tác; Simulacron-3; Những trò chơi điện tử đầu tiên; Aspen Movie Map; Colossal Cave Adventure

Nguồn: University of Manchester, ‘Manchester Baby computer’ (Computer 50 archive)

Địa chỉ: /trees/technology?n=stored-program

Thiết kế lưu chương trình (1945 · Ý tưởng)

First Draft of a Report on the EDVAC của John von Neumann mô tả một máy tính giữ chương trình trong cùng bộ nhớ với dữ liệu. Hầu như mọi máy tính kể từ đó đều dùng cách bố trí này.

Xây dựng trên: Máy tính điện tử; Máy vạn năng

Dẫn đến: Máy tính lưu chương trình

Nguồn: von Neumann, First Draft of a Report on the EDVAC (30 June 1945), Internet Archive

Địa chỉ: /trees/technology?n=edvac

Transistor (1947–48)

John Bardeen và Walter Brattain trình diễn một transistor tiếp xúc điểm tại Bell Laboratories vào tháng 12 năm 1947. William Shockley sớm phát triển dạng tiếp giáp. Ba người cùng nhận Giải Nobel Vật lý 1956. Đó là một bộ khuếch đại và công tắc thể rắn, không dây tóc nung và không chân không. Máy tính trở nên nhỏ hơn, nhanh hơn và đáng tin cậy hơn nhiều.

Xây dựng trên: Ống chân không

Dẫn đến: Mạch tích hợp

Nguồn: Nobel Prize in Physics 1956, summary

Địa chỉ: /trees/technology?n=transistor

Mạch tích hợp (1958–59)

Jack Kilby tại Texas Instruments chế tạo một mạch tích hợp hoạt động được vào tháng 9 năm 1958. Robert Noyce tại Fairchild nghĩ ra một phiên bản silicon phẳng có thể sản xuất vào năm 1959. Kilby cùng nhận Giải Nobel Vật lý 2000. Việc đặt nhiều bộ phận lên một mảnh vật liệu khiến điện tử phức tạp trở nên rẻ. Điều đó mở đường cho việc nâng quy mô sức mạnh tính toán.

Xây dựng trên: Transistor

Dẫn đến: Định luật Moore; Bộ vi xử lý; Trò chơi điện tử thùng; Virtual Boy

Nguồn: Nobel Prize in Physics 2000, Jack S. Kilby facts

Địa chỉ: /trees/technology?n=ic

Định luật Moore (1965 (sửa đổi 1975) · Ý tưởng)

Trong một bài viết tháng 4 năm 1965 trên Electronics, Gordon Moore nhận xét rằng số linh kiện trên mỗi mạch tích hợp đã tăng gấp đôi khoảng mỗi năm. Ông dự phóng xu hướng này trong một thập niên. Năm 1975 ông đổi tốc độ thành khoảng hai năm một lần. Dự phóng này đúng xấp xỉ suốt năm thập niên. Nó đặt ra nhịp độ mà các thế giới mô phỏng có thể trở nên phong phú hơn.

Xây dựng trên: Mạch tích hợp

Dẫn đến: Máy tính cỡ ngôi sao; Công nghệ nano phân tử; Tính toán thuận nghịch

Nguồn: Computer History Museum, ‘Moore’s Law predicts the future of integrated circuits’

Địa chỉ: /trees/technology?n=moores-law

Mạng gói (1969)

ARPANET gửi thông điệp đầu tiên giữa các máy chủ từ UCLA đến SRI vào ngày 29 tháng 10 năm 1969. Các máy tính mini gọi là IMP định tuyến các gói tin. Nó phát triển thành một mạng nghiên cứu quốc gia. Không gian ảo chia sẻ cần những máy trao đổi dữ liệu theo thời gian thực. ARPANET là mạng lớn đầu tiên xây dựng trên chuyển mạch gói.

Xây dựng trên: Máy tính lưu chương trình

Dẫn đến: Thế giới mạng góc nhìn thứ nhất; Thế giới văn bản chung; Internet

Nguồn: Computer History Museum, ‘October 29, 1969: Happy 40th birthday to a radical idea’

Địa chỉ: /trees/technology?n=arpanet

Bộ vi xử lý (1971)

4004 của Intel ra mắt vào tháng 11 năm 1971. Hoff, Mazor, Faggin và Shima thiết kế nó cho một máy tính bỏ túi của Busicom. Nó đặt một bộ xử lý trung tâm có thể lập trình lên một con chip duy nhất. Tính toán đa dụng trở nên đủ rẻ cho máy cá nhân, máy chơi game và cuối cùng là điện thoại.

Xây dựng trên: Mạch tích hợp

Dẫn đến: Bộ xử lý đồ họa; Điện thoại thông minh; Thế giới 3D thời gian thực; Giao diện não-máy tính

Nguồn: Encyclopaedia Britannica, ‘Intel 4004’

Địa chỉ: /trees/technology?n=microprocessor

Internet (1983)

Tháng 1 năm 1983 ARPANET chuyển sang các giao thức TCP/IP. Đó là ngôn ngữ chung cho phép các mạng riêng biệt kết nối. Các thế giới trực tuyến chung chạy trên mạng của các mạng này.

Xây dựng trên: Mạng gói

Dẫn đến: World Wide Web

Nguồn: Computer History Museum, “Internet History of 1980s”

Địa chỉ: /trees/technology?n=internet

World Wide Web (1989–1991)

Tim Berners-Lee đề xuất một hệ thống siêu văn bản liên kết tại CERN vào tháng 3 năm 1989. Đến cuối năm 1990 ông đã chạy được máy chủ và trình duyệt đầu tiên ở đó. Ông công bố phần mềm ra công chúng vào tháng 8 năm 1991. Nó khiến Internet dùng được cho người không chuyên. Nó trở thành cách phổ biến để đến các không gian trực tuyến chung.

Xây dựng trên: Internet

Dẫn đến: Thế giới trực tuyến bền vững

Nguồn: CERN, ‘A short history of the Web’

Địa chỉ: /trees/technology?n=web

Bộ xử lý đồ họa (1999)

GeForce 256 của Nvidia (tháng 10 năm 1999) đặt phép biến đổi hình học và chiếu sáng lên một con chip. Nó được quảng bá là bộ xử lý đồ họa đầu tiên. Điều đó chuyển công việc theo từng điểm ảnh và từng đỉnh ra khỏi CPU. Phần cứng đồ họa song song giá rẻ là thứ đưa các thế giới 3D thời gian thực vào tầm tay. Sau này nó làm điều tương tự cho tính toán nơ-ron quy mô lớn.

Xây dựng trên: Bộ vi xử lý

Dẫn đến: Tính toán GPU đa dụng; Kính VR hiện đại; Kết xuất nơ-ron

Nguồn: NVIDIA press release, ‘NVIDIA launches the world’s first graphics processing unit: GeForce 256’ (1999)

Địa chỉ: /trees/technology?n=gpu

Tính toán GPU đa dụng (2006–2007)

Nvidia công bố CUDA năm 2006 và phát hành vào tháng 6 năm 2007. Nó cho lập trình viên viết mã giống C thông thường cho hàng nghìn luồng song song của một GPU. Phần cứng đồ họa trở thành một máy tính song song đa dụng. Chính điều đó sau này khiến việc huấn luyện các mạng nơ-ron lớn trở nên thực tế.

Xây dựng trên: Bộ xử lý đồ họa

Dẫn đến: Học sâu trên GPU

Nguồn: Nickolls, Buck, Garland and Skadron, ‘Scalable Parallel Programming with CUDA’, ACM Queue 6(2) (2008)

Địa chỉ: /trees/technology?n=gpgpu

Điện thoại thông minh (2007)

Apple công bố iPhone vào tháng 1 năm 2007 và phát hành vào tháng 6. Nó đặt một màn hình cảm ứng, một bộ xử lý mạnh và các cảm biến chuyển động vào một thiết bị bỏ túi, và việc sản xuất hàng loạt các linh kiện đó theo sau. Kết quả là nguồn cung màn hình mật độ cao giá rẻ, cảm biến chuyển động và chip di động. Điều đó khiến kính thực tế ảo dành cho người dùng trở nên khả thi.

Xây dựng trên: Bộ vi xử lý

Dẫn đến: Kính VR hiện đại; Kính độc lập

Nguồn: Apple Newsroom, ‘Apple reinvents the phone with iPhone’ (9 January 2007)

Địa chỉ: /trees/technology?n=smartphone

Học sâu trên GPU (2012)

Tháng 9 năm 2012 AlexNet thắng cuộc thi phân loại ảnh ImageNet với cách biệt lớn. Đó là một mạng tích chập mà Krizhevsky, Sutskever và Hinton huấn luyện trên hai GPU. Kết quả cho thấy các mạng nơ-ron lớn được huấn luyện trên phần cứng song song vượt các phương pháp thiết kế thủ công ở các tác vụ tri giác.

Xây dựng trên: Tính toán GPU đa dụng

Dẫn đến: Kiến trúc Transformer; Kết xuất nơ-ron; Mô hình thế giới học được; Mô hình khuếch tán

Nguồn: Krizhevsky, Sutskever and Hinton, ‘ImageNet classification with deep convolutional neural networks’, NeurIPS 25 (2012)

Địa chỉ: /trees/technology?n=deep-learning

Kiến trúc Transformer (2017)

Vaswani và đồng nghiệp tại Google giới thiệu Transformer năm 2017. Đó là một mạng xây dựng trên cơ chế chú ý. Nó xử lý các chuỗi song song và mở rộng tốt theo dữ liệu và sức mạnh tính toán. Đó là kiến trúc đằng sau các mô hình ngôn ngữ lớn, vốn có thể tạo ra hành vi mở, mang tính hội thoại.

Xây dựng trên: Học sâu trên GPU

Dẫn đến: Thế giới tương tác được tạo sinh; AI ngang con người

Nguồn: Vaswani et al., ‘Attention Is All You Need’, NeurIPS (2017), arXiv:1706.03762

Địa chỉ: /trees/technology?n=transformer

Mô hình thế giới học được (2018)

Ha và Schmidhuber huấn luyện một mạng nơ-ron mô hình hóa một môi trường trò chơi. Rồi họ huấn luyện một tác tử bên trong phiên bản tưởng tượng của chính mô hình. Giờ đây một thế giới có thể được học từ việc quan sát, không phải viết tay.

Xây dựng trên: Học sâu trên GPU

Dẫn đến: Thế giới tương tác được tạo sinh

Nguồn: Ha and Schmidhuber, “World Models”, arXiv:1803.10122 (2018)

Địa chỉ: /trees/technology?n=learned-worlds

Mô hình khuếch tán (2020)

Ho, Jain và Abbeel cho thấy một mạng được huấn luyện để loại nhiễu từng bước có thể tạo ra hình ảnh chất lượng cao từ đầu vào ngẫu nhiên. Phương pháp này nằm bên dưới hầu hết các trình tạo ảnh, video và thế giới tương tác về sau.

Xây dựng trên: Học sâu trên GPU

Dẫn đến: Thế giới tương tác được tạo sinh

Nguồn: Ho, Jain and Abbeel, “Denoising Diffusion Probabilistic Models”, arXiv:2006.11239 (2020)

Địa chỉ: /trees/technology?n=diffusion

Công nghệ nano phân tử (2010–2030s · Dự báo)

Các nhà dự báo những năm 1990–2000 xác định thời điểm lắp ráp phân tử có thể lập trình và các robot nano đi vào não vào khoảng 2010–2029. Việc lắp ráp kim cương được dự báo cho 2010–2015 và chưa được chứng minh. Vì vậy đây là một bản ghi các mốc đã trôi qua.

Xây dựng trên: Định luật Moore

Dẫn đến: VR nhập vai hoàn toàn; Máy tính cỡ ngôi sao

Địa chỉ: /trees/technology?n=nanotech

AI ngang con người (2027–2047 · Dự báo)

Các dự báo về máy móc thắng con người ở mọi nhiệm vụ trải từ 2026–2030, trong phát biểu của lãnh đạo các phòng thí nghiệm AI, đến trung vị 2047 trong khảo sát năm 2023 với 2.778 nhà nghiên cứu. Kết quả các khảo sát đã nhích về sớm hơn theo thời gian. Họ đưa ra 2040–2050 vào 2012–13, 2060 vào 2022 và 2047 vào 2023.

Xây dựng trên: Kiến trúc Transformer

Dẫn đến: Mô phỏng toàn bộ não; Siêu trí tuệ

Địa chỉ: /trees/technology?n=agi

Tính toán thuận nghịch (2027–2040 · Dự báo)

Logic thuận nghịch tránh được chi phí năng lượng tối thiểu Landauer để xóa bit. Nó được đề xuất như con đường dẫn đến nhiều tính toán hơn rất nhiều trên mỗi watt. Một công ty khởi nghiệp dự phóng một chip suy luận đầu tiên vào năm 2027 và mức tăng hiệu quả 4.000 lần sau 10 đến 15 năm. Một cuộc phỏng vấn chuyên gia năm 2014 không kỳ vọng nó được dùng rộng rãi vào 2030.

Xây dựng trên: Định luật Moore

Địa chỉ: /trees/technology?n=reversible

Siêu trí tuệ (2027–2045+ · Dự báo)

Các chuyên gia được khảo sát kỳ vọng siêu trí tuệ trong vòng 30 năm sau trí tuệ máy ngang con người. Các tác giả kịch bản và Kurzweil đưa ra các mốc giữa 2027 và 2045. Các nhà nghiên cứu được khảo sát năm 2023 cho khả năng đáng kể nhưng không phải đa số về một ‘bùng nổ trí tuệ’ nhanh.

Xây dựng trên: AI ngang con người

Địa chỉ: /trees/technology?n=asi