原创 启蒙时代：从存储管到显示器的演变过程

我们知道，1946年ENIAC计算机诞生时，是没有显示器的。人们在操作这台由电子管构成的庞然大物时，通过一台光电阅读机将记录在穿孔卡片上数据读入计算机，计算的结果则利用打孔机在卡片上打出的一些小孔，就表示输出的数据。

穿孔卡片派生出的穿孔纸带

1951年，在美国麻省理工学院（MIT）研制的旋风I号（Whirlwind I）计算机中首次使用了一台CRT器件，这是一个圆形的CRT，看上去像一台示波器。

电脑操作者背后的那排电气柜上有个圆形的屏幕，那就是CRT静电存储管。

有人认为，这就是最早的CRT显示器。其实，刚开始时，旋风计算机中使用CRT器件的目的并不是显示，而是用来存储数据的，当时人们叫它存储管（memory tube）。虽然在存储管屏幕上也能看到显示的内容，但既不是文字，也不是图形，而是一些看不懂的点（dot）——亮的点和不亮的点。

Dot pattern on the screen of  Williams memory tube

存储管是英国曼彻斯特大学的科学家威廉（Freddie C. Williams）于1948年设计成功，因此也称作威廉管。较有代表性的应用是IBM706存储管，它被用以IBM 701军用计算机中。这台计算机共使用了72个IBM706，可存储10,240 bit的数据，存取速度为12ms，这个速度在当时是很快的，非常适合用作随机存取存储器。因此，静电存储管取代了此前水银延迟线，成为最佳的存储设备。

IBM 706静电存储管

水银延迟线是有史以来最早应用于电子计算机中的内存装置。1951年3月，由ENIAC的主要设计者莫齐利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-1就使用了这样的存储装置。UNIVAC-1中的水银延迟线是一些直径10mm、长150cm的管子，管子内部充满水银，两端各有一个转换器分别进行电-声转换和声-电转换，这样，脉冲信号从管子的一端进入，转换成超声波，960ms后超声波到达管子的另一端，然后再转换成电信号输出。

水银延迟线存储装置

静电存储管虽然速度比水银延迟线要快，但它也有缺点：对环境的要求比较苛刻，机房必须保持黑暗，否则光照会导致存储出错。所以，没过多久，静电存储管又被华人科学家王安发明的磁芯存储器取代了。从50年代初到70年初集成电路技术成熟之前长达20年的时间里，磁芯存储器在计算机的主存储器领域一直占居着统治地位。也正是在磁芯存储器获得广泛应用之后，才有了我们今天耳熟能详的RAM这个词。

 IBM 制作的磁芯存储器，1958

回到显示器这个话题上来。在上个世纪的50年代，苏联首先爆炸了世界上第一颗原子弹，使得冷战日趋加剧，美国空军跑到麻省理工学院（MIT）求援，并许以每年100万美元的巨额研制经费。MIT林肯实验室的科学家承接这项任务，在Whirlwind（旋风）计算机上开发成功一套SAGE空中防御系统。这个系统的最大特色是，研究人员开发出了基于CRT存储管的光笔控制系统，操作者可以通过光笔在屏幕上指点与机器交互。这样，CRT存储管摇身一变，成为人机交互的界面，就像今天的触摸屏一样。

通过光笔操作旋风计算机

1962年，DEC公司推出的PDP-1小型机中也配置了圆形屏幕的CRT显示器，为感谢林肯实验室的帮助，赠送了一台给MIT。

带有圆形屏幕的DEC PDP-1小型机

有了这台小型计算机，MIT的大学生格拉兹（S.Graetz)等人在它上面编制出了世界上第一款电脑游戏——SpaceWar（空间大战）。在今天看来，这款游戏确实不乍地，但它却意外地成了测试显示器性能的工具，对推动显示技术的进步起了积极作用。

在小型机上玩空间大战游戏，两个人利用激光互射对方的太空船。

也就在这一年，MIT林肯室验室的Ivan.E.Sutherland发表了一篇题为《Sketchpad：一个人机通信的图形系统》的博士论文，文章首次使用了“Computer Graphics”这个术语来描述人机交互的技术，开辟了一个新的学科——计算机图形学，并且把计算机显示技术引入了快速发展的轨道。

Sutherland博士在Whirlwind实现的文字和图形