アイバン・エドワード・サザーランド（1938年5月16日生まれ）は、コンピュータグラフィックスの先駆者として広く認められているアメリカの計算機科学者である。彼のコンピュータグラフィックスにおける初期の業績は、1970年代にユタ大学でデビッド・C・エバンスとともに行った教育とともに、この分野の基礎となる原理を築いた。サザーランド、エバンス、そして彼らの学生たちは、インタラクティブインターフェース、3Dレンダリング、仮想現実など、現代のコンピュータグラフィックスを形作るいくつかの中核技術を開発した。彼は、現在パーソナルコンピュータに広く普及しているグラフィカルユーザーインターフェースの初期の前身であるSketchpadの発明と、コンピュータグラフィックスへの幅広い貢献により、1988年のACMチューリング賞を受賞した。
サザーランドは、全米技術アカデミーと全米科学アカデミーの会員であり、他にも多くの栄誉を受けている。2012年には、「コンピュータグラフィックスとインタラクティブインターフェースの開発における先駆的業績」により、京都賞先端技術部門を受賞した。彼のキャリアは学界、政府の研究リーダーシップ、産業界にわたり、コンピュータ支援設計、仮想現実、非同期回路設計など、多様な分野に永続的な影響を与えた。
初期の人生と教育
サザーランドはネブラスカ州ヘイスティングスで、ニュージーランド出身の父とスコットランド出身の母アン・サザーランドの間に生まれた。家族は父の仕事に従い、イリノイ州ウィルメット、その後ニューヨーク州スカーズデールへと移り住んだ。兄のバート・サザーランドも計算機科学者となった。アイバン・サザーランドは、カーネギー工科大学（現在のCarnegie Mellon Universityの一部）で電気工学の学士号を、カリフォルニア工科大学で修士号を取得した。1963年にはマサチューセッツ工科大学で電気工学の博士号を修了した。
MIT在学中、サザーランドは1962年にSketchpadを発明した。情報理論の先駆者であるクロード・シャノンが、サザーランドのコンピュータ描画に関する博士論文を指導した。他の審査委員にはマービン・ミンスキーとスティーブン・クーンズがいた。Sketchpadは、コンピュータとの対話形式に新たな選択肢を導入した革新的なプログラムであり、ユーザーがライトペンで画面上に直接描画することを可能にした。これは、円弧の直径などのセグメントや円弧間の指定された関係や制約を受け入れることができ、水平線や垂直線を描画して、それらを組み合わせて図形や形状を作成できた。図形は、その基本的な特性を保持したまま、コピー、移動、回転、サイズ変更が可能だった。Sketchpadはまた、最初のウィンドウ描画プログラムと、ズームを可能にするクリッピングアルゴリズムを備えていた。これは、当時の先駆的なマシンであるLincoln TX-2コンピュータ上で動作した。
キャリアと研究
1963年から1965年まで、博士号取得後、サザーランドはカーネギー工科大学のROTCプログラムを通じて将校として任官し、米国陸軍に勤務した。少尉として、1964年にJ・C・R・リックライダーがIBMの職に就いた際、その跡を継いで米国国防総省の高等研究計画局（ARPA）の情報処理技術室（IPTO）の責任者となった。この役割において、サザーランドはArtificial intelligenceとネットワーキングの発展に影響を与えた初期のコンピュータ研究への資金提供を監督した。
1965年から1968年まで、サザーランドはハーバード大学の電気工学准教授であった。1967年に学生のダニー・コーエンと行った研究は、レンダリングで今も使用される基本的な技術であるCohen-Sutherlandコンピュータグラフィックス線クリッピングアルゴリズムの開発につながった。1968年には、学生のボブ・スプロール、クインティン・フォスター、ダニー・コーエンらとともに、The Sword of Damoclesと呼ばれるシステムによって感知された、視聴者の変化する姿勢に応じて画像をレンダリングする最初のヘッドマウントディスプレイを作成した。これにより、最初の仮想現実システムが実現したが、以前のシステムであるSensoramaは、ヘッドマウントディスプレイを使用して静止ビデオやその他の感覚刺激を再生していた。サザーランドのVRシステムで使用された光学シースルーヘッドマウントディスプレイは、米軍のヘリコプターパイロットが機体下部に取り付けられたカメラからのビデオを表示するために使用していた標準的な装備品であった。
1968年から1974年まで、サザーランドはユタ大学の教授であり、デビッド・C・エバンスと協力した。彼の学生には、Smalltalk言語の発明者であるアラン・ケイ、大学で最初の3D画像をレンダリングしたゴードン・W・ロムニー、Gouraudシェーディング技法を考案したアンリ・グロー、アンチエイリアシング法を開発したフランク・クロウ、シリコングラフィックスの創設者であるジム・クラーク、ヘンリー・フックス、ピクサーを共同設立し後にウォルト・ディズニー・アンド・ピクサー・アニメーション・スタジオの社長となったエドウィン・キャットマルがいた。この学生グループとその業績により、ユタ大学はコンピュータグラフィックス研究の中心地として確立され、後のXerox PARCや他の機関での発展に影響を与えた。
1968年、サザーランドはデビッド・C・エバンスとともにEvans & Sutherlandを共同設立した。同社は、リアルタイムハードウェア、高速化された3Dコンピュータグラフィックス、プリンタ言語において先駆的な仕事をした。Evans & Sutherlandの元従業員には、後のAdobeの創設者であるジョン・ワーノックと、後のシリコングラフィックスの創設者であるジム・クラークがいた。1974年から1978年まで、サザーランドはカリフォルニア工科大学のコンピュータサイエンスのフレッチャー・ジョーンズ教授であり、同校のコンピュータサイエンス学科の創設責任者でもあった。その後、コンサルティング会社であるSutherland, Sproull and Associatesを設立し、1990年にサン・マイクロシステムズに買収されて、その研究部門であるサン・ラボの母体となった。
サザーランドは後にサン・マイクロシステムズのフェロー兼副社長となった。2005年秋から2008年春まで、カリフォルニア大学バークレー校のコンピュータサイエンス部門の客員研究員を務めた。2009年以降、サザーランドとマーリー・ロンケンはポートランド州立大学で非同期システムの研究を主導しており、グローバルクロックに依存しない低消費電力かつ高性能な回路設計に焦点を当てている。
受賞と栄誉
サザーランドはキャリアを通じて数多くの賞を受賞している。1973年には、「コンピュータサイエンスとコンピュータグラフィックス、特に人間と機械の間のインターフェースの研究における創造的貢献」により、全米技術アカデミーの会員に選出された。1978年には全米科学アカデミーに選出された。1986年には、「インタラクティブコンピュータグラフィックスシステムの開発における先駆的業績とコンピュータサイエンス教育への貢献」により、IEEEエマニュエル・R・ピオレ賞を受賞した。同年、ノースカロライナ大学チャペルヒル校から名誉博士号も授与された。
1987年、サザーランドはComputerworld Honors Programリーダーシップ賞を受賞した。翌年、彼はコンピュータサイエンスにおける最高の栄誉であるACMチューリング賞を、Sketchpadの発明とコンピュータグラフィックスへの貢献により受賞した。1993年にはACMソフトウェアシステム賞、1994年には電子フロンティア財団パイオニア賞を受賞した。1994年には情報処理学会のフェローに選出された。1998年にはIEEEジョン・フォン・ノイマンメダルを受賞した。2004年には、チームの一員としてR&D 100賞を受賞した。2005年には、「Sketchpadコンピュータ支援設計システムと、コンピュータグラフィックスと教育への生涯にわたる貢献」により、コンピュータ歴史博物館のフェローに認定された。
2012年、サザーランドは京都賞先端技術部門を受賞した。2016年には全米発明家殿堂入りし、2018年にはワシントン賞を受賞した。2019年にはBBVA財団フロンティア・オブ・ナレッジ賞を受賞した。
遺産と影響
サザーランドの業績は、コンピュータサイエンスとテクノロジーに深遠な影響を与えてきた。Sketchpadはインタラクティブグラフィックスの可能性を示し、Xerox PARCやその後のパーソナルコンピュータにおけるグラフィカルユーザーインターフェースの開発に影響を与えた。ユタ大学での彼の教育は、後にピクサー、シリコングラフィックス、アドビなどの企業を設立したコンピュータグラフィックスの先駆者たちの世代を育成した。Cohen-Sutherlandアルゴリズムは、コンピュータグラフィックスにおける線クリッピングの標準的な方法であり続けている。彼のヘッドマウントディスプレイに関する研究は、現在ゲームから医療訓練に至るまでの分野で使用されている現代の仮想現実システムの基礎を築いた。
サザーランドのその後の非同期システムに関する研究は、IntelやAMDなどの企業における現代のハードウェア設計に関連する、エネルギー効率の高いコンピューティングに貢献している。コンピュータ生成環境が現実と見分けがつかなくなる可能性があるという彼の「究極のディスプレイ」の概念への強調は、Generative AIや没入型テクノロジーの多くの発展を予見していた。
引用
サザーランドは、彼のビジョンを捉えた記憶に残るいくつかの引用で知られている。彼はこう述べている。「デジタルコンピュータに接続されたディスプレイは、物理世界では実現できない概念に精通する機会を私たちに与えてくれる。それは数学のワンダーランドへの覗き窓である。」彼はまた、究極のディスプレイについて次のように説明した。「究極のディスプレイは、もちろん、コンピュータが物質の存在を制御できる部屋であろう。そのような部屋に表示された椅子は、座るのに十分なものだろう。そのような部屋に表示された手錠は拘束力を持ち、そのような部屋に表示された弾丸は致命的だろう。」
彼がどのようにして最初のインタラクティブグラフィックスプログラム、最初の非手続き型プログラミング言語、そして最初のオブジェクト指向ソフトウェアシステムをすべて1年で成し遂げることができたのかと尋ねられたとき、サザーランドはこう答えた。「いや、それが難しいとは知らなかったんだ。」彼はまた、「アイデアとは、書き留めるまではアイデアではない」や「楽しさがなければ、誰も続けてはいられない！」とも述べている。これらの引用は、彼の遊び心がありながらも厳密な革新へのアプローチを反映している。
特許
サザーランドは60件以上の特許を保有しており、コンピュータグラフィックス、インタラクティブシステム、非同期回路設計における発明をカバーしている。これらの特許は、商業技術と複数の業界にわたる研究の方向性に影響を与えてきた。
後年の活動
2009年以降、サザーランドはポートランド州立大学でマーリー・ロンケンとともに非同期システムに焦点を当てた積極的な研究を続けている。この研究は、グローバルクロックなしで動作するデジタル回路を設計する方法を探求しており、消費電力の削減と性能の向上の可能性を秘めている。彼の継続的な貢献は、コンピューティング技術の限界を押し広げるというキャリアを通じたコミットメントを示している。