#5.1.1 在科学研究中诞生（before 1950）

By ANIANIMA26 8 月, 2025#5 计算机动画技术的诞生, #5.1 在科学研究中诞生, 动画的故事

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计算机也有着悠久的溯源历史，但1930年代之前，它们由很多遥远又零碎的故事组成……

现代计算机史在1930年代正式启航，而所谓计算机生成图像（CGI）技术，则在1950年代启航。

至于CG动画技术，可以理解为CGI技术与一系列传统动画技术的技术的融合演进体。

Before 1930：

古老的日晷、水钟、指南车、记里车、天文仪等都被视为是模拟计算机的祖先。

约公元前150-100年间：
- “安提基特拉机械”有时候被认为是世界上第一台模拟计算机。

算盘作为公认的人类最早的计算器，其确切起源无考，世界各地都有零星证物。

15世纪末16世纪初：
- 达·芬奇也留下了一些关于机械计算器的手稿。

1610年代：
- 苏格兰数学家约翰·纳皮尔（John Napier）提出了对数概念，并发明了“纳皮尔骨头”计算系统。

1623年：
- 德国数学家、科学家威廉·席卡德（Wilhelm Schickard）制造了世界上第一台机械计算器，基于钟表的齿轮技术和纳皮尔骨头的想法。

1804年：
- 法国发明家约瑟夫·雅卡尔（Joseph Jacquard）制造了世界上第一台全自动可编程织布机，
  - 利用打孔卡上孔的有和无（即1和0）控制机器编织不同的花样，成为计算机发展史的重要一步。

1820年代：
- 数学家查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）开始尝试制作他的第一台自动机械计算机“差分机1号”，
  - 他的设计是可行的，但当时的金属加工技术未能胜任，导致成本不断跃升而中断。
- 后来巴贝奇转而开发一种更通用的、使用打孔卡作为记忆和编程的“分析机”，并利用该想法重新设计了“差分机2号”。
- 虽然巴贝奇的“计算机”们最终都未能真正成功，但其本身的设计逻辑成为100年后电子计算机的先驱。

1840年代：
- 电子图像技术拉开帷幕，电子显示屏和电视共同经历和分享了一段历史，前文已述发展便不再重复。

1850年代：
- 佩尔·舍茨（Per G. Scheutz）等建造了世界上第一台可销售的打印计算机“差分机3号”。

1884年：
- 统计学家赫尔曼·何乐礼（Herman Hollerith）发明了使用打孔卡的制表机，标志着机械化二进制代码和半自动数据处理时代的开始，
  - 直到1970年代，不少电脑仍然使用打孔卡作为处理媒介。
  - 他后来创办的制表机器公司，成为“国际商业机器公司”（IBM）的前身之一。

20世纪初：
- 发明家们已经开始探索印刷电路板。

1930年代：

1930：
- 美国科学家范尼瓦尔·布什（Vannevar Bush）发明了首批实用的模拟计算机“微分分析器”。

1936：
- 被誉为“计算机科学之父”和“人工智能之父”的艾伦·图灵（Alan Turing）提交了关于图灵机概念的重要论文，
  - 为现代计算机科学奠定了基础。
  - Turing, A.M. (1937), On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem. Proceedings of the London Mathematical Society, s2-42: 230-265.
- 最初他称之为“自动机”，术语“图灵机”是图灵的导师后来创造的。
- 美国计算机协会自1966年开始以图灵的名字颁发🏆“图灵奖”，表彰对计算机领域作出贡献的人。

1938：
- 世界上第一台使用“布尔逻辑”和“二进制”浮点运算的可编程计算机“Z1”面世
  - 由德国工程师康拉德·楚泽（Konrad Zuse）设计，它并不成熟，在1943年被战火摧毁。

1940：
- 爱德华·康登（Edward U. Condon）在世界博览会上展示了已知第一台可以玩游戏的计算机“拿子游戏机”，
  - 玩家在游戏中尽量避免捡起最后一根火柴棒，原设备已丢失，如今仅存专利文件。
  - Condon E等. Machine to play game of NIM: US2215544A[P]. 1940-09-24.
- 尽管它只是由一些指示灯显示，还没有动画，但它是游戏动画的一个重要起步。

拿子游戏机专利图
© 1940 Edward U. Condon

1941：
- 康拉德·楚泽制造了机电计算机“Z3”，是世界上第一台可编程全自动数字计算机，
  - 原型在1943年被摧毁。楚泽后来制作了一个复制品，它被认为基本上具有图灵完备性。

1942：
- 约翰·阿塔纳索夫（John V. Atanasoff）和克利福德·贝瑞（Clifford Berry）开发了世界上第一台电子数字计算机“阿塔纳索夫-贝瑞计算机”（Atanasoff–Berry Computer）。
  - 项目自1937年开始，1942年成功测试，为现代计算机奠定了基础。

1943：
- 奥地利发明家保罗·艾斯勒（Paul Eisler）发明的印制电路板在美国开始规模生产用于近炸引信制造，
  - 二战结束后开始用于商业用途。

1944：
- 第一批可编程电子计算机“巨人”（Colossus）在英国运行，
  - 用作破译密码。
- 第一台全自动电子计算机“哈佛一号”（Harvard Mark I）落户哈佛大学，
  - 由科学家霍华德·艾肯（Howard H. Aiken）设计，IBM制造，
  - 严格来说仍属于机电计算机，且没有分支结构。

1946：
- 世界上第一台通用电子计算机“埃尼阿克”（ENIAC）诞生，
  - 项目最初由宾夕法尼亚大学的约翰·莫奇利（John Mauchly）于1942年提出设想，美军方资助建造，
  - 两年后升级为第一台存储程序计算机，被认为是大多数现代计算机原型。
- 弗雷迪·威廉姆斯（Freddie Williams）和汤姆·基尔本（Tom Kilburn）发明了数据存储设备“威廉姆斯管”，
  - 只能储存12840个二进制位（bit）。
  - Williams F. 用于存储脉冲序列的装置: US2951176 [P]. 1960-08-30.
  - Williams F. C., Kilburn T. 信息存储装置: US2777971[P]. 1957-01-15.
  - 英国专利（GB645,691和GB657,591）

1947：
- 贝尔实验室成员威廉·肖克利（William Shockley）、约翰·巴丁（John Bardeen）和沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）发明了第一个“晶体管”，
  - 很大程度上减小了计算机的体积，它至今仍被电子产品使用。
- 小托马斯·戈德史密斯（Thomas T. Goldsmith Jr.）和埃斯特尔·曼（Estle R. Mann）带来了第一个视频游戏的候选者“阴极射线管娱乐装置”（Cathode-Ray Tube Amusement Device，1947）
  - 基于模拟电路，使用阴极射线管显示器，射击模拟游戏，从未向公众销售，仅余专利文件幸存。
  - Jr. Goldsmith T G, Mann E R. 阴极射线管娱乐装置: US2455992[P]. 1947申请，1948-12-14获批.

1948：
- 基尔本在曼彻斯特大学制造了世界上第一台存储程序计算机“小型实验机器”（SSEM）。
- 艾伦·图灵（Alan Turing）和大卫·尚珀诺韦（David Champernowne）开发了首款国际象棋程序“图罗冠军”（Turochamp），
  - 但由于它的算法对于当时的计算机来说太复杂，该项目直到图灵去世（1954年）仍未能真正在一台计算机上运行。

1949：
- 哈佛大学的华裔计算机科学家王安开发了已知最早的磁芯存储器
  - 但专利直到1955年才获批，这引发了一系列的诉讼，最终IBM以50万美元的价格买下了这项专利。
- 王安后来创立了王安电脑公司，一度成为行业巨头。

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