Whirlwind и его преемники, компьютеры TX-0 и TX-2, годились не только для управления системами ведения огня. В 1949 году лаборатории поручили разработку системы компьютерного управления фрезерным станком. Дело в том, что создание новых реактивных истребителей требовало изготовления компонентов корпуса с высочайшей точностью, которая была недостижима даже самыми квалифицированными фрезеровщиками.
Результатом работы учёных MIT стала представленная в сентябре 1952 года система ЧПУ, считывающая данные об обрабатываемой детали с перфоленты и управляющая трёхосевым фрезерным станком. Трудоёмкий процесс разработки и отладки программ-перфолент ЧПУ вскоре был полностью автоматизирован с использованием Whirlwind и TX-0. Эта технология автоматизации получила название APT (Automatically Programmed Tool) и фактически стала прародителем современных САПР.
Важнейшую роль в формировании программной части APT сыграл Дуглас Росс, одним из первых осознавший необходимость унификации описания обрабатываемых деталей и создания независимой от типа контроллера среды программирования.
Под руководством Росса были решены задачи программной унификации компонентов чертежа с использованием высокоуровневых операторов. Подобный подход позволил устранить непреодолимый ранее барьер между инженером-проектировщиком и компьютером, превращая последний из специализированного вычислителя в инструмент общего назначения.
Рассказ о Sketchpad не случайно начался с истории Whirlwind и APT. Технические решения, использованные Айвеном Сазерлендом, появились именно в ходе реализации этих проектов. Whirlwind и его последователи обладали уникальным для своего времени интерфейсом — экраном и световым пистолетом, или пером, — который, однако, использовался лишь для узкого круга военных задач. Система автоматизированного проектирования APT оперировала описаниями графических объектов, но их приходилось задавать с помощью традиционных перфокарт и перфолент. Sketchpad объединил лучшие стороны этих проектов.
Научную карьеру Айвена Сазерленда можно назвать блестящей. Ещё школьником он увлекся программированием, самостоятельно собрав простенький релейный компьютер SIMON, придуманный популяризатором вычислительной техники Эдмундом Беркли. Бакалавром Сазерленд стал в Технологическом институте Карнеги, выиграв стипендию за разработку умной робомыши Фрэнкен. Докторскую диссертацию, для написания которой Сазерленд перебрался в MIT, вызвался консультировать сам Клод Шеннон.
На идею, из которой вырос Sketchpad, молодой аспирант MIT наткнулся в институтском кампусе, куда руководство лаборатории переместило TX-0. Использовать машину мог кто угодно и как угодно, благо компьютер был совершенно автономен и, что важно, обладал ЭЛТ-дисплеем. Конечно же, студенческая братия приспособила его для игр.
Это само по себе было очень необычным. Spacewar, которую разработали студенты MIT, считается едва ли не первой компьютерной игрой в истории. По экрану перемещались космические корабли, стреляющие друг в друга. Чтобы победить, нужно было уничтожить вражеский корабль и уцелеть самому.
В этой игрушке Сазерленд увидел то, что другие проглядели: люди, не имеющие навыков программирования, легко взаимодействовали с компьютером, используя его дисплей.
К тому времени Джек Гилмор, один из предшественников Сазерленда в лаборатории Линкольна, разработал Scopewriter — видимо, первый интерактивный текстовый редактор, способный отображать на экране числа, символы алфавита и простые блок-схемы. До этого программистам приходилось работать с рулонами распечаток своих программ.
Сазерленд решил пойти дальше. Если экран компьютера можно использовать в качестве интерактивного «визуального принтера», то почему бы его вкупе со световым пером не превратить в «визуальный плоттер» — инструмент проектировщика? Ведь наиболее естественный способ передать компьютеру чертёж — нарисовать его на экране компьютера! Сейчас идея кажется очевидной, но пришла бы она Сазерленду на ум без той обстановки, в которую он погрузился, будучи аспирантом MIT?
Сазерленд начал трудиться над Sketchpad (в переводе название означает «блокнот для набросков») в 1960 году. Для начала он реализовал рисование прямых линий. Решение Сазерленда было простым и изящным: чтобы нарисовать отрезок, пользователь должен был навести световое перо на точку
