初期3Dコンピュータグラフィックスハードウェアのタイムライン

これは、コンピュータのメインCPU以外のものを使用して3 次元のグラフィックを描画する専用3Dコンピュータグラフィックスハードウェアの歴史をたどるものです。通常は2次元の標準ディスプレイに描画されますが、 VRゴーグルなどの3次元ディスプレイに描画される場合もあります。これはハードウェアアクセラレーションの一種です。

言い換えれば、基本的な特徴は、3Dグラフィックスハードウェアが3D投影を処理するものの、出力は通常のディスプレイに行われる可能性があるということです。これは、現代の3Dハードウェアの主要な機能がすべて単一のチップ上に搭載されている、現代のグラフィックス処理ユニット（GPU）という用語に関連しています。

このリストは、1994年に主流の3Dグラフィックスカードとソニーのプレイステーション、そして東芝設計のGPU ^{[ 1 ]}が発売されたところで終わっています。あまり知られていない例は省略されています。この情報の多くは簡単に収集・入手できないため、リストに挙げられているよりもはるかに多くの事例があったと思われます。

「行列乗算器」、「ベクトルプロセッサ」、「テンソルプロセッサ」、「3Dアクセラレータ」、「ジオメトリエンジン」、「ジオメトリパイプライン」はすべて関連する意味を持ちます。

タイムライン

1960年代

1963

MITのTX-2コンピュータは、イヴァン・サザーランドによるSketchpad IIIを使用して、原始的なワイヤーフレーム3Dと隠線機能をデモンストレーションするために使用されました。^[²^]
RMS Associates（後のInformation Displays Inc.）^{[ 3 ]}は、コンピュータ制御ディスプレイを発表した。ライトペンは周辺機器として提供された。^{[ 4 ]}

1966

Information Displays Inc. は IDI IDIIOM (Information Displays, Inc. Input-Output Machine) を発表した。ユタ大学のゴードン・ロムニーは、その年の秋にこの端末を使用して最初のシェーディング付き 3D レンダリングを作成した。^{[ 5 ]}

1967

Adage社のグラフィック端末には、専用のアナログマトリックス乗算器を備えたAGT/30などがあります^{[ 6 ]}

1968

イヴァン・サザーランド氏が開発した、やや旧式のDEC PDP-1を搭載した拡張現実ヘッドセット「ダモクレスの剣」が、ハーバード大学で実用化された。
コンピュータグラフィックス製品に特化した最初の企業であるエバンス＆サザーランド・コンピュータ・コーポレーションは、ユタ州ソルトレイクシティでデビッド・エバンスとイヴァン・サザーランドによって設立された。

1969

エバンス＆サザーランド（E&S）ラインドローイングシステム-1（LDS-1）が発表された。行列乗算と3D機能を提供する初の完全デジタルシステムであり、商用市場初の「グラフィックス処理ユニット」とみなすことができる。最初のLDS-1ユニットは1969年8月にボルト、ベラネク＆ニューマンに納入され^{[ 7 ]} 、もう1台はNASAエイムズに、3台目はプリンストンに納入された^[⁸^]。
1969年11月の秋季合同コンピュータ会議で低価格グラフィック端末IMLAC PDS-1が発表された。^[⁹^]後にMaze Warなどの初期の3Dゲーム機として使用されるようになった。

1970年代

1970

1970年1月1日の元旦、サザーランドの「ダモクレスの剣」の後継となるヘッドマウント型AR/VRシステム「魔法使いの弟子」の最初の完全なテストがユタ大学で本格的に稼働した。^{[ 10 ]}当時の記録によると、このタイミングは、他の学生がパーティーに出かけていたため、運転用コンピュータのタイムシェアリングリソースが利用可能だったためである。 ^{[ 11 ]}このシステムは、1963年にMITのリンカーン研究所のラリー・ロバーツによって開発された「リンカーンワンド」を介してシーンとインタラクトする機能を追加することで、1968年の「ダモクレスの剣」を凌駕した。リンカーンワンドは、ワンドで制御される3Dポインターで仮想オブジェクトを操作することを可能にした。

1971

エバンス＆サザーランドは、LDS-1の後継製品である線描画システム2、またはLDS-2を発表しました。最初のユニットは1972年にケース・ウェスタン・リザーブ大学^{[ 12 ]}に納入され（下記参照）、もう1台はNASAエイムズ^{[ 13 ]}に納入されました。これにより、エイムズ研究所はE&S LDS-1とLDS-2の両方を所有する唯一の施設となりました。
アーロン・マーカスは『サイバネティック・ランドスケープス』の制作を開始した（下記参照）。
仮想3Dキャンパス内を移動する様子を描いた短編無声カラー映画「Cornell in Perspective 」は、ニューヨーク州シラキュースのゼネラル・エレクトリック電子研究所で開発された特注のポリゴンレンダリングハードウェアを使用してコーネル大学で制作された。^[¹⁴^]

1972

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校で PLATO IVシステムが稼働を開始。1973年から1978年頃にかけて、 Spasimなどのネットワーク接続型のマルチプレイヤーワイヤーフレーム3Dゲームがシステムユーザーによって開発され、普及した。
E&S Continuous Tone 1 (CT1)「ワトキンスボックス」システム（E&S LDS-2 ^{[ 12 ]}^{[ 15 ]}とシェードピクチャーシステムで構成）がケース・ウェスタン・リザーブ大学に納入されました。初のリアルタイム・グーローシェーディングマシンです。^{[ 16 ]} 1975年に、球体の反転のグーローシェーディング3DアニメーションがCWRUで作成され、こちらで閲覧できます。^{[ 15 ]}

1973

E&S ピクチャーシステム 1 (オプションのシェーデッドピクチャーシステムも含む) は、Datamationの 8 月号で紹介されました。^{[ 17 ]}
アーロン・マーカスは、プリンストン大学のE&S LDS-1を使用して、3つのインタラクティブな3D環境からなるアート作品「サイバネティック・ランドスケープ」の実装を完了した。^[⁸^]

1974

ノースカロライナ州立大学のジョン・スタウドハマーのグラフィックスラボでは、低価格の汎用コンピュータ上でソフトウェアとして実装された実用的なシェーディング3Dグラフィックスアルゴリズムが稼働している。^{[ 18 ]}

1975

エバンス＆サザーランド・コンピュータ・コーポレーションとユタ大学のコンピュータグラフィックス部門の共同研究により、カラーと滑らかなシェーディングが可能な史上初のMOSFETビデオフレームバッファが誕生した。^{[ 19 ]}

1977

E&S Continuous Tone 4 (CT4) システムは、コンピュータシミュレーションを使用したパイロット訓練のためにルフトハンザに納入されました。リアルタイムテクスチャマッピングが可能な最初のグラフィックスシステムです。^{[ 16 ]}ケースウェスタンにある CT4 と CT1 の他に、CT2 は 1975 年に米国商船大学校のコンピュータ支援オペレーション研究施設 (CAORF) に港湾シミュレーションのために納入され、CT3 は 1976 年に NASA によって購入されました。

1979

Vectorbeam社は、一般消費者向けに真の3Dグラフィックスを採用した初のビデオゲーム、ベクターベースの「Speed Freak」をリリースした。Vectorbeam社の創設者であるラリー・ローゼンタールはMITの卒業生であり、同社のゲームで使用されているカスタムベクターディスプレイハードウェアの特許を取得していた。
Ikonasのグラフィックスシステムは8ビットおよび24ビットグラフィックスと3Dアクセラレーションを備えています^{[ 6 ]}
『アイ、ロボット』はアタリでアイスワールドとして構想された。当初はシェーディングされた3Dドライビングシミュレーターとして計画され、休憩所に立ち寄って仮想アーケードマシン形式のミニゲームをプレイする機能も含まれていた。^{[ 20 ]}

1980年代

1981

ピクセルプレーンの実験的設計は、超大規模（VLSI）アプリケーション固有集積回路（ASIC）を使用しています^{[ 21 ]。}

3Dグラフィックスを目的としたVLSI ASICベクトルプロセッサであるジオメトリエンジンは、 ARPAとの契約に基づき、スタンフォード大学のジム・クラークとマーク・ハンナによって設計された。^[²²^]毎秒約600万回の演算が可能であった。^[²³^]
アタリのアイスワールドの機能的なプロトタイプのいくつかが10月にテストされた。オリジナルの開発者によると、この時点でゲームはほぼ完成していたが、アタリの上層部はさらなる改良を促し、ゲームのデビューはアイ、ロボットとして1984年の夏まで延期された。 ^{[ 20 ]}

1983

Silicon Graphics社のIRIS 1000は、Geometry Engineをベースとしたハードウェア3Dグラフィックスを搭載した端末である。
Simutrek社のCube Questは、精巧なレーザーディスクの背景と組み合わせた、シェーディングされた3Dグラフィックスを採用した初のアーケードゲームとして一般に公開された。

1984

リアルタイムシェーディング3Dポリゴンで完全にレンダリングされた初のビデオゲーム「アイ、ロボット」が6月に発売され、ジオメトリ処理とレンダリング用に完全にカスタムメイドされた複数のPCBが搭載されている。 ^{[ 20 ]}

1985

IBM Professional Graphics Controller (PGC) が、後に Nvidiaの共同創設者となるCurtis Priemによって Vermont Microsystemsでリリースされました。^[²⁴^]^[²⁵^]これは、グラフィックカード上の専用 CPU によってレンダリングされる基本的な 2D および 3D アクセラレーションを提供し、解像度は640 × 480 、色深度は 8 ビット (画面上で 256 色) でした。これは、VGA で使用されることもある9 ピン RGB コネクタと、アクセラレーション用のさまざまな ASIC を備えた同様の 3D グラフィックカードの両方に影響を与えました。
IBM 3250グラフィックス端末（3Dアクセラレーション搭載）
SGI IRIS Unix ワークステーション（ジオメトリエンジン搭載）^{[ 26 ]}

1986

Everex、Matrox、NEC、Orchid、Paradise、Vermont Microsystems製のPGC誘導体

1987

変換と照明を用いたMAGIC VLSI設計^{[ 27 ]}
ラスタテクノロジーの頂点プロセッサ^{[ 28 ]}
Matrox SM-640は、SGIからライセンス供与されたジオメトリエンジンをPC 3Dアクセラレータに組み込んでいます^{[ 29 ]。}

1988

SGI IRIS、10～12個のジオメトリエンジン搭載^{[ 29 ]}
IBM MicroChannelバス（ RS/6000）用SGI IrisVision AIB（アドインボード、拡張カード）^[²⁶^]

1989

『アイ、ロボット』の制作後に設立され、後に独立した会社となったアタリの部門であるShoGraphicsは、リアルタイムのグーローシェーディングとテクスチャマッピングを可能にするIBM PC互換のアドオンをリリースする計画を立てており、「非常に低コストのCADシステムまたは非常に高価なゲームコンソール」として宣伝され、5年後にリリースされたコンソールとほぼ同等の性能を持っていた。 1989年のSIGGRAPHで展示され、その年の第4四半期までに納品すると約束されていたにもかかわらず、商用製品は実現しなかった。^{[ 30 ]} ShoGraphicsは後にSGIに匹敵するCADワークステーションを製造し、最も成功した製品は1992年にリリースされたPEXstation 1であった。^{[ 31 ]} ShoGraphicsは1992年7月までにshograf.comドメインも登録していたが、無料ドメイン名の廃止により1995年までに閉鎖された。^{[ 32 ]}

1990年代

1990

インターグラフEDGE-2

1991

SGI Indigo Unixワークステーション（Elanグラフィックス搭載）

1992

SGIは、他のハードウェアベンダーも利用できる3Dハードウェア制御用APIであるOpenGLをリリースした。
サン・グラフィックス・タワー3Dアクセラレータ
インターグラフGT

1993

Sun SPARCstation ZX（ Leo VLSI 24ビット3Dアクセラレータ搭載）
HPアーティスト
マトロックス・ミレニアム
パナソニックは 3DOのシステム仕様に基づいたFZ-1コンソールを発売し、第5世代コンソールの3D時代を切り開いた。その後、ニンテンドー64やソニーのプレイステーション1などが登場し、この時代を補完した。

1994

Matrox Impression 3Dアクセラレータボード^{[ 33 ]}
VideoLogic社が PowerVRアーキテクチャを導入^{[ 34 ]}

東芝設計のGPUによる3Dテクスチャマッピングを備えたソニーのプレイステーション^{[ 35 ]}

注記

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参考文献

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