1963年，伊凡.蘇澤蘭（IvanSutherland）在麻省理工學院發表了名為《畫板》的博士論文，其互動式電腦製圖的構想猶如給全世界投下了「一枚炸彈」。畫板是一個實時的素描系統，使用者可以利用「光筆」，直接和電腦屏幕進行互動式交流。這個成就太偉大了，意義也極為深遠，我們中的一些人，直到10年後才開始領會它的全部價值所在。畫板為我們帶來了許多新概念，隨便舉幾個例子，就可以說出動態圖形、視覺模擬、有限分辨率、光筆追蹤以及無限可用協調系統等等。畫板可以說是電腦製圖的「創世大爆炸」。
接下來的10年裡，許多研究人員似乎對電腦製圖的實時和互動層面失去了興趣。相反，大多數人把創造力投入到脫機的，非實時的真實影像合成技術上。蘇澤蘭自己也稍稍偏離了原本的方向，轉而研究圖像逼真度，也就是要尋找能夠讓電腦像變得栩栩如生、刻劃入微的方法。這種研究的重心完全放在陰影、明暗、反射、折射、隱蔽的物體表面等等諸如此類的問題上。繪製精美的國際象棋棋於和茶壺成了後畫板時代的象徵。
就在同一段時間裡，我越來越覺得，人類如何能夠簡單而輕鬆地表述他們的圖形構想，這是一個比機器能否合成如照片般逼真的影像重要得多的問題。在好的人機界面設計中，電腦應該能夠理解不完整的，模糊不清的想法——這類想法常常會在任何一個設計的初始階段出現——而不是只懂得那些以比較完整和連貫的方式表達的複雜化的，己成形的東西。在電腦上實時追蹤手繪草圖，為我提供了一個絕佳的領域，我得以在這一領域開展研究，把電腦製圖作為一種動態更強的、互動性更好的而且表達能力更佳的媒介來加以理解，並推動這種媒介的發展。
我的一個至關重要的工作思想是，你必須瞭解一個人的繪圖「意識」。如果一位用戶慢慢地畫了一條輕輕的、但似乎是有意畫出的曲線，電腦會假定他或她就是要畫這樣一條曲線，但是假如用戶很快畫了一條一模一樣的曲線，很可能他或她原本打算畫的是一條直線，卻不小心畫歪了。假如我們只根據這兩條曲線完成後的實際形狀、而不是用戶描繪線條時的狀況來判斷，那麼這兩條曲線看起來完全一樣。但是，用戶的繪圖動作卻顯示出兩種截然不同的意圖。而且，由於每個人畫畫的風格都不相同，表現出來的繪圖行為也會因人而異。因此，電腦必須學習掌握每個用戶的繪圖風格。
30年後，蘋果公司的產品「牛頓」牌掌上型電腦（Newton）體現了同樣的思想。它能根據使用者的書寫風格，辨認出他的筆跡（儘管效果還不如人意）。那些花了較長時間在牛頓電腦上寫字的人，似乎感覺更滿意一些。
電腦辨認粗略繪出的形狀及物體的潛力，使我對電腦製圖技術的思考從線條而更多地轉向了「點」。在一張草圖上，線條之間的區域或被線條圍起來的部分是最重要的部分，從中可以瞭解草圖的意義。
就在這段時間裡，施樂公司的帕洛阿爾托研究中心也發明了著重形狀識別的電腦製圖技術。在這種技術中，圖像作為龐大的點的集合而被存儲和顯示，不規則區域在此過程中得到處理，變得規則起來。我們中的一些人當時得出結論，認為互動式電腦製圖技術的未來將屬於與電視相似的光柵掃瞄顯示器，而不是「畫板」這類勾畫線條的機器。光柵掃瞄系統能把在電腦存儲器中存儲的影像描繪在一個顯示裝置上，而在過去，則是靠把陰極射線管的電波水平和垂直地進行交叉掃瞄，如同用腐蝕法蝕刻一幅圖畫一樣，電腦製圖的基本元素過去一直都是線條，現在變成了像素。像素威力大
就像比特是信息的原子一樣，像素可視為圖形的分子。（我沒有把像素稱為圖形的原子咽為通常一個像素由不止一個比特來代表J電腦製圖人員發明了「像素」這個詞，它是由「圖像」（picture）和「元素」（e1ement）兩個詞縮合而成的。
我們可以把一個圖形想像成許多行和許多列像素的集合，就好像空白的填字遊戲圖一樣。對於任何一個特定的單色圖像（monochromeimage），你都可以決定要用多少行和多少列來構圖。你用的行和列越多，每個方塊的面積就越小，圖形的顆粒就∼越精細，效果也就越好。想想看，假如你把這樣的格子覆蓋在一張照片上，然後給每一個方塊依明暗度的不同標出一個數值，那麼完成了的填字遊戲圖將會佈滿一串串數字。
假如圖形是彩色的，每個像素就會帶有3個數字，通常這3個數字要麼代表紅色、綠色和藍色，要麼代表亮度（intensity）、色調（hue）和色彩飽和度（saturation）。我們在小學裡都學過，紅色、黃色和藍色，並不是三原色。加色三原色，也就是我們在電視機裡看到的，是紅色、綠色和藍色；而減色三原色，也就是我們在彩色印刷品上看到的，是洋紅（magenta）、青色（cyan）和黃色。它們都不是紅色、黃色和藍色。
如果畫面是運動的，我們就對時間進行取樣——就好像在電影中分出一個個畫面一樣。每個樣本即為一幅畫面，也就好比另外一個填字遊戲圖，如果將其羅列在一起，以足夠快的速度連續播放，就會產生運動流暢的視覺效果。你平日很少見到動態圖形，或者只能在小小的視窗上顯示影像畫面，原因之一就是很難快速地從存儲器中取得足夠數量的比特，然後以像素的形式把它們顯示在電腦屏幕上（只有每秒產生60——90幅畫面，畫面上的動作才會流暢，不再閃動不己）。在這方面，每天都不斷出現速度更快的新產品或新技術。
像素的真正威力來源於它的分子本質。像素可以成為任何東西的一部分，從文字到線條到照片，無一不可。「像素就是像素」，道理就跟「比特就是比特」一樣正確。只要有足夠的像素，每個像素又有足夠的比特（不管是黑白的還是彩色的），你都可以在目前的個人電腦和工作站上，獲得非凡的顯示效果。然而，這種基本的網格結構決定了，在具有很多優點的同時，它也必然存在一些缺陷。
像素一般需要龐大的存儲容量。你用的像素越多，每個像素內含的比特數目越多，你也就需要越大的容量來存儲它們。常見的全彩屏幕共有1000X1000個像素，需要容量為2400萬比特的存儲器。1961年，當我還在麻省理工學院讀大學一年級時，存儲器的價格大約是每個比特：美金。今天，2400萬比特不過只值60美金，這意味著，儘管以像素為基礎的電腦製圖技術對存儲容量的胃口很大，我們卻多少可以把心放下。
僅僅在5年以前，情況還不是這樣，人們為了省錢，盡可能減少每個畫面所用的像素和每個像素需要的比特。事實上，在早期的光柵掃瞄顯示器上，每個像素常常只佔用一個比特，由此給我們留下了一個特殊的問題：鋸齒狀的圖形（jaggies）。無法接受的鋸齒圖
你是否曾經有過這樣的困惑：為什麼我的電腦屏幕上會出現一條條鋸齒線？為什麼金字塔的圖像看起來彷彿歪歪扭扭的寶塔？為什麼大寫的E、L和T在屏幕上挺像樣，而S、W和O則好像蹩腳的聖誕節飾物？為什麼曲線看起來總像是中風病人畫的一樣？
個中緣由就在於，每個像素只用了1個比特來顯示圖像，結果就出現這種樓梯效應（staircaseeffect）或稱空間階梯，只要硬件和軟件生產商肯把更多的比特用在一個像素上，並且運用一點數字計算來解決這個問題，這一現象就絕對可以避免。
那麼，為什麼我們不讓所有的電腦顯示器都帶有「防鋸齒」功能呢？借口是這樣會消耗大多的計算能力。10年前，我們或許還會接受這個論點，即電腦的計算能力最好是用在別的地方；此外，當時用以防止鋸齒現象的中間灰度技術還不像今天這麼普遍。
不幸的是，消費者已經被訓練得對鋸齒圖像習以為常了，我們甚至似乎已把這類圖像變成某種吉祥物了，就好像60和70年代的圖形設計人員經常用滑稽的磁性活字體來創造出「電子」的感覺一樣。到了80年代和90年代，設計人員又如法炮製，以誇張的、階梯狀的印刷體來表現「電腦化」。今天，無論是線條還是字符，都能達到完美麗流暢的印刷效果，別讓任何人告訴你說這一點無法做到。目標背後的神奇
1976年，美國高級研究計劃署控制論技術中心軟件部門的一位主任克瑞格.費爾茲（後任高級研究計劃署署長），委託紐約一家電腦動畫公司製作了一部電影，描繪一個叫做達爾瑪拉的虛構沙漠小城的景象。這部動畫片選擇一架直升飛機的座艙作為觀察點，這架直升機在小城上空盤旋，時而俯衝掠過街道，時而拉起俯瞰全城，時而走訪社區鄰里，時而又貼近觀察建築物。他們模仿的是《小飛俠》（PeterPan）這部電影，目的不是為了欣賞沙漠小城的景色和建築，而是為了探索信息世界。其想法是：假定你設計了這個小城，而且好像松鼠儲藏核桃一樣，把數據儲藏在特定的建築物中，從而構築了信息的鄰里環境。隨後、你可以乘坐魔毯，飛到你儲存數據的所在，檢索你所需要的信息。
古希臘詩人凱奧斯島的西摩尼得斯（SimonidesofCeos，公元前556一468年）以非凡的記憶力聞名於世。有一次參加宴會的時候，他剛剛被叫出宴會廳，大廳的房頂就整個坍塌，在這場橫禍中慘死的賓客都肢體破碎、難以辨識，而西摩尼得斯卻可以根據此前賓客所坐的位置加以指認。他的故事表明，把需要記憶的材料與頭腦中的空間形象的許多特定的點聯繫起來，可以幫助我們回憶。西摩尼得斯使用這個技術以記憶長篇講槁。他先把講稿分成幾個部分，每一部分都與一個神殿裡的物體及其位置結合起來；等到發表演講的時候、他重新造訪腦海裡的神殿，以井然有序和容易理解的方式，喚出他想表達的看法。早期到中國傳教的耶穌會教士稱這種過程為建構「心靈的殿堂」。
這些例子都牽涉到在三維空間裡漫遊，存儲和檢索信息的過程。有些人對此很在行；有些人則不然。
在二維空間裡，我們大多數人都比較能幹。想想你書架正面；的二維空間吧。要找任何一本書，你可能只要徑直走到那本書「面前」就可以了。你也許會記得它的大小、顏色、厚度及裝訂方式。如果是你親手把書放在「那兒」的，你當然會更清晰地憶起這一切。再雜亂的桌面、使用桌子的人都能對之瞭如指掌，因為可以說：雜亂是由他一手造成的。最糟糕的事情，莫過於叫來一位圖書管理員，讓他按杜威十進分類法（Deweydecima1system）重新把書架上的書排列一遍，或找到一位女傭幫助你清理書桌。你會突然變得糊塗起來，不知道東西都放在什麼地方了。
基於這類觀察，我們開發了一種叫做「空間數據管理系統」的東西。空間數據管理系統包括了一個高及天花板、佔據整面牆的全彩顯示器，兩台附屬的桌面顯示器；八度的音響；一把裝滿各種儀器的埃姆斯椅（Eameschair）以及其他各種裝備。它為用戶提供了如沙發般舒適的界面，用戶可以在幻想中途巡於數據之中，從一個櫥窗般大小的顯示器向外凝視；也可以自由地伸縮或搖動鏡頭，以在一個虛構的二維空間「數據樂園」裡神遊。用戶還可以沏覽個人檔案、通信、電子書、衛星圖，以及各種嶄新的數據形式，例如名演員彼得.福爾克（PeierFalk）在《神探科倫坡》中的表演片斷，或是54000幅有關藝術和建築的靜態圖片收藏。
「數據樂園」本身是由一組小圖像構成的景觀，每個小圖像都表明了自己的功能或描繪了所代表的數據內容。例如，在一個台歷圖像背後可以彈出用戶的日程表。如果用戶驅動系統進入到一個電話圖像中，空間數據管理系統就會開啟一個電話程序並附上相關的私人電話號碼本。「圖標」（icon）就是這樣誕生的。我們曾經半真半假地打算使用「標記」——同來描述這種小圖像，因為icon在字典上的意思並不那麼貼切，但icon一詞還是流傳下來。
這些郵票般大小的圖像不光指明了信息內容或自身的功能，而且每個圖像還擁有各自的「位置」。這就好比在書架上找書一樣，當你想檢索某樣東西時，你可以直接走向它所在的地方，同時想起它的確切位置、顏色、大小，甚至它可能發出的聲音。空間數據管理系統大大領先於它產生的時代，直到10年後，個人電腦誕生，它的一些觀念才成為現實。今天，所有的電腦都離不開圖標，人們把垃圾桶、計算器和電話筒等圖像當作屏幕上的標準配件。事實上，有些系統直接把屏幕稱作「桌面」，唯一不同的是，今天的「數據樂園」不會頂及大花板、佔據整面牆，而是一股腦兒擠進了「視窗」之中。擠進視窗中
有一種現象總是給我留下深刻的印象：聰明的產品命名，能夠幫助產品大發利市，並給消費者帶來完全不同的想像空間。當年IBM決定把它的個人電腦命名為pc真是神來之筆。儘管蘋果電腦比其早上市4年還多，pc的名稱現在卻已成為個人計算的同義語。同樣地，當微軟決定將其第二代的操作系統取名為「視窗」的時候，這聰明的一招，使這個名詞從此永遠歸它所用；而實際上早在1年多前，蘋果公司就開發出了更好的視窗，而且許多工作站生產商也已經廣泛地使用了視窗。
視窗所以存在，是由於電腦屏幕很小。使用視窗後，無論在任何時間，都可以利用一個狹小的工作空間，同步進行不同的流程。《數字化生存》全書都是在一個對角線只有9英吋長的屏幕上寫成的，沒用任何紙張，當然出版商在編輯和製作過程中所需的紙張除外。對大多數人來說，使用視窗就好像騎自行車一樣；你甚至都不記得自己學過騎車，你只是上來就用。給電視開扇窗
視窗還有一個有趣之處：它暗示了未來電視的發展方向。在過去，美國比其他國家都更加強調，電視影像應填滿整個屏幕。但是，這要付出額外的成本，因為並非所有的電影和電視片都被製作成相同的長方形格式。
事實上，50年代初期的時候，電影業曾經有意識地朝寬銀幕方向發展。當時出現了「全景電影系統」，「超級全視系統」，「超級全景技術系統」，35毫米「全視系統」，以及我們今天仍在使用的「電影寬銀幕系統」。這一發展是為了抑制早期電視的擴張。今天電視螢幕3：4的高寬比，源自於第二次世界大戰之前的電影銀幕規格，並不能與「電影寬銀幕系統」相匹配，也就是說，過去40年來製作的大多數電影的格式都與電視不合。
歐洲的電視業者以所謂的「上下加框」的辦法來解決螢幕高寬比的差異問題。他們把螢幕的上下兩邊都用黑框蓋住，因此留下來的放映區域正好符合電影銀幕的高寬比。通過犧牲一些像素，觀眾得以看到忠實地重現出原本的畫面形狀的影片。事實上，我認為「上下加框」的效果十分令人滿意，而且這樣做還有一個額外的優點：它在影像上下各自放置了一道鮮明的水平黑邊，從而取代了電視機原本的弧形塑料邊；否則的話，影像的界限就不會那麼明確。
我們在美國則很少這麼做。當我們要把電影轉換成錄像帶時，採用的是「搖攝及掃瞄」（panandsca-n）的做法，把寬銀幕電影壓縮為3：4的長方形。我們不是真的把影像壓扁（儘管我們有時會壓縮標題和工作人員名單字幕）。相反地，在轉換過程中，當影片在機器中轉動時（機器通常是一台飛點掃瞄器），操作員會以手控方式，把一個高寬比為3：4的窗口套在寬得多的電影畫面上，藉著上下左右調整移動該窗口，來捕捉每一幅電影畫面中最直接相關的內容。
而有那麼一些電影製作人，不同意這種做法，例如伍迪.艾倫，但是大多數人似乎都無所謂。這種「搖攝及掃瞄」的辦法，在某些情況下會無可救藥地失敗，最好的例證之一就是《畢業生》（TheGraduate）。影片中有一場戲是達斯汀.霍夫曼與安.班克羅夫特各據銀幕的一端，分別寬衣解帶，操作員根本無法把他們倆同時放在錄像帶的同一幅畫面中。
日本和歐洲一直都在推動發展一種更新、更寬的電視螢幕，這種螢幕的高寬比為9：16，而美國的高清晰度電視競爭廠商也膽小地尾隨其後。然而，9：16的高寬比實際上也許比3：4還要糟，因為所有現存的錄像材料（其高寬比為3：4）在放映的時候，都會在9：16的螢幕左右兩旁造成垂直的黑邊，也就是所謂的幕布。幕布不僅比「上下加框」更難以達到視覺效果，而且，即使你想用「搖攝及掃瞄」的方法來補救，都做不到。
我們應當把高寬比作為一個變數。當電視有了足夠的像素時，採取視窗方式具有非比尋常的意義。10英尺銀幕與18英吋螢幕的收視經驗開始合而為一。事實上，將來，當你擁有極高的顯像分辨率和上及天花板、佔滿整面牆的超大顯示器時，與小屏幕上的畫面不同，你也許會把你的電視影像放在大屏幕上，就好像房間裡的植物一樣，成為室內裝飾的一部分。整面牆都可以成為電視畫面。
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