震撼世界的 12 件地图事件：第 9 部分 – 地图事件

一种叫做“Etak”的奇怪现象

每隔一段时间，就会有革命性的产品出现，改变一切。 史蒂夫·乔布斯 (Steve Jobs) 在 2007 年发布 iPhone 时是这么说的。

但我谈论的是一种不同的革命性产品。 这是一个基础产品，它永远改变了这个星球上每个人到达他们需要去的地方的方式。

今天，我想向您介绍Etak Navigator，这是一款真正革命性的产品，也是世界上第一个实用的车载导航系统。

这是它的图片：

在当时，它被认为是绝无仅有的。 硅谷的《圣何塞水星报》对此是这样评价的：

Etak Navigator 于 39 年前（！） 1985 年推出。😱

当时里根和戈尔巴乔夫正在谈判结束冷战。

那一年史蒂文·斯皮尔伯格上映了电影《回到未来》……

图片来源：史蒂文·斯皮尔伯格、罗伯特·泽米吉斯和环球影业

我相信那时你们中的许多人都只是母亲眼中的一抹闪光……

早在 1985 年，您就使用纸质地图进行导航，就像托马斯兄弟的洛杉矶地图中的这张地图一样：

正如您所看到的，地图并不总是很漂亮。 按照今天的标准，寻找地点也极其困难和乏味，甚至更难以弄清楚如何到达那里。

因此，当 Etak Navigator 推出时，它就像来自未来的东西。

它立即得到了大量媒体的关注，包括《大众科学》的封面：

几乎有关 Etak Navigator 的一切都必须从头开始构思。

最重要的是独立的定位系统。 请记住，早在 1985 年，GPS 还不可用（请参阅“震撼我们世界的 12 件地图事件：第 8 部分 — 哦兄弟，你在哪里？”）

在 GPS 出现之前，导航系统使用一种称为“航位推算'。 航位推算依靠传感器来确定行驶距离和行驶方向。 然而，没有传感器是完美的。 因此，您走得越远，错误就越大。 很快你就会不知道自己在哪里。

为了解决这个问题，Etak 发明了“增强航位推算”。 这使用了一个过程来将导航传感器给出的位置与拓扑正确的电子地图进行匹配。 每当车辆转弯时，您都会假设自己正在道路上行驶。 此时，位置可以“快速”回到道路，并且可以重置传感器的错误。 该技术后来被所有导航应用程序采用，并沿用至今。

就像之前所有构建导航系统的尝试一样，如果没有这项关键发明，Etak Navigator 就会失败。

第二个关键发明是“抬头”移动地图显示。 这意味着车辆仍位于屏幕中央，并且地图在车辆下方移动和转动。 您在挡风玻璃上看到的就是屏幕上显示的内容。 事实证明这是非常直观的。

第三：Etak Navigator也是第一款引入地址搜索概念的消费设备，或者地理空间行业所说的“地理编码”。

以下是我能找到的唯一有关 Etak Navigator 实际操作的视频片段：

正如您所看到的，地图随着车辆行驶而移动和转动。

右侧的按钮控制缩放级别，该级别表示为车辆符号与屏幕顶部之间的英里数。

屏幕顶部显示当前的缩放级别、前往目的地的航向、乌鸦飞行时到达目的地的英里数以及向北的方向。

地址搜索允许按地址、街道或交叉路口输入目的地。 您还可以存储常见位置，例如家庭和工作场所。

Etak Navigator 有十二个按钮，屏幕两侧各有六个。

这些是根据当前功能进行软编程的。

在下面的屏幕中，您可以看到街道名称是如何输入的。 请注意，只需按两次按钮即可轻松输入任何字母或数字。 此外，您只需输入街道名称的前几个字母：

之后，您只需从列表中选择街道：

这是处于导航模式的 Etak Navigator：

请注意，Etak Navigator 不提供路线导航。 相反，您只需缩小地图即可查看目的地（显示为闪烁的星星）。 当您接近目的地时，您会放大显示更多当地道路。 你必须用自己的头脑来确定最合适的道路。

事实证明，缺乏路线导航并不是一个问题。 我从很多个人经验中知道该系统运行得非常好！

Etak 导航系统详细信息

Etak Navigator 有五个关键组件：

第一个是矢量 CRT 显示器——类似于示波器中的显示器。

导航应用程序和数据存储在盒式磁带上。 盒式磁带驱动器是专门为高速读取磁带而开发的。 在音乐播放器中，盒式磁带的读取速度约为每秒 5 厘米（1 又 7/8 英寸）。 Etak Navigator 中的盒式磁带读取速度约为每秒 200 厘米（80 英寸）！

车辆后窗上安装有电子罗盘。

为了确定行驶距离并增强指南针的航向信息，磁性车轮传感器安装在车辆的非驱动轮上。 这包括将特殊的磁带粘贴在车轮内侧，并将磁性传感器安装在制动卡钳上。

最后是一个鞋盒大小的金属盒子，里面装着CPU和主板。 这是安装在后备箱里的。

盒式磁带存储了导航应用程序和地图数据。 这些地图被称为“Etak 地图”。 需要 6 盘磁带才能覆盖旧金山湾区：

Etak Navigator 的原价为 1,395 美元：

这相当于今天的 4,000 美元左右。

除了 Navigator 的成本之外，还有昂贵的安装成本：经验丰富的技术人员花了大约 4 个小时来安装整个系统。

只是一些技术障碍

早在 1985 年，就有巨大的技术限制。

GPS几乎不存在。 当时政府禁止除军队以外的任何人获得超过 100 米的精度。 GPS 接收器又大又贵。

此外，没有大容量的可互换介质。 软盘无法存储足够的信息，而 CD-ROM 技术是全新的，而且成本太高。

要解决的最重要的问题是克服车轮传感器和罗盘的惯性导航误差。

这里的解决方案是拓扑图匹配。

最重要的是，这项发明使该产品变得可行。

另一个问题是数据存储和延迟。

盒式磁带只有 3.5 兆字节，平均寻道时间为 10 秒。

开发团队必须发明一种在一维介质上存储 2D 地图的方法，确保地图上邻近的区域也在磁带上邻近。

多年后，当硬盘变得更便宜并且 CD-ROM 变得更容易获得时，Etak 的高效地图数据存储算法得到了巨大的回报，并产生了非常高性能的地图。

另一个问题是热量。

用户通常会在仪表板上留下磁带，显然仪表板会变得非常非常热。

从测试中可以看出，并不是所有品牌的盒式磁带都表现得很好：

然而，最终找到了一个有效的品牌。 它有一个由聚碳酸酯制成的外壳。

另一个问题是处理倾斜。

该地图没有海拔信息，因此，如果您上山或下山，系统中的错误将会加剧，因为道路上行驶的距离不等于地图上行驶的距离。

因此，为了补偿，我们需要知道山的坡度。 为了计算这个结果，Etak 的首席硬件工程师发明了一种使用流体和电容传感器的特殊倾斜仪。 在对各种液体的测试中，他发现龙舌兰酒效果非常好！

另一个问题是磁异常。

桥梁可能具有很强的磁性，甚至可能导致指南针失效。

因此，定位算法必须识别这些异常情况。 当检测到异常情况时，定位会依靠车轮的不同速度来确定方向的变化。 这并不完全是机器学习，但当时看起来非常接近！

该系统还必须补偿后窗除霜器产生的磁场。

1985 年，还没有 250 亿个晶体管和 M3 芯片。

相反，该系统依赖于 8 位 Intel 8088 CPU，运行频率为 5MHz，只有 29,000 个晶体管。

因此，每一行代码都必须非常高效。 除了操作系统内核的关键部分是用汇编语言编写的之外，它全部是用 C 语言编写的。

那么数字地图呢？

Etak 必须从头开始创建它。

最初Etak认为可以从政府那里获得地图。 当时美国人口普查局有一个叫做 GBF DIME 文件 （早于 老虎）。 但它们是棒图，不包含任何道路形状。

因此，Etak 启动了一项大规模计划，绘制美国乃至欧洲主要大都市区的地图。

为了重新定位 GBF/DIME 文件并赋予它们某种形状，我们使用 1:24,000 比例的美国地质调查局四边形地图（也称为“USGS 四边形”）作为参考。

每张地图都拍摄到 10 英寸的透明胶片上，然后使用非常昂贵的鼓式扫描仪进行扫描。

整个地图制作程序是在一台 VAX 小型计算机上开发和运行的。 这台炽热的机器有 2MB RAM 和两个 400MB 硬盘。 按今天的美元计算，它的价格约为 120,000 美元。

这个小恶魔背负着一系列艰巨的任务。 它支持：

• 4个地图数字化工作站
• 工程师开发和编译代码
• 批处理作业来处理和编译所有地图数据
• 使用它进行文字处理的公司管理员

这是编码环境：

一个愚蠢的单色终端。

您使用“vi”编辑器编辑了代码。 有时您需要等待一个小时才能编译程序。

处理地图数据的作业需要长达两周的时间才能运行……这比 VAX 小型计算机的平均故障间隔时间更长。 工程师们常常开玩笑说，他们应该在硬件故障修复后立即运行长时间的工作（他们很清楚他们正在说出统计谬误）。

地图数字化环境也是革命性的：

每个数字化工作站都由一台带有 8 位彩色显卡和 19 英寸显示器的 PC 克隆组成。 最初有四个工作站，每天三班倒。 后来工作站增加到 36 个。 Etak 每天 24 小时、每周 5 天、周末每天 8 小时对地图进行数字化。

地图编辑系统是第一个使用“平视”数字化的系统，在当时是一个巨大的商业秘密。 它是如此秘密，以至于该方法从未获得专利，并且数字化环境也无法被窥探——尤其是来自一家名为“环境系统研究所”——一位绅士叫 杰克·丹格蒙德 我确信他们会抓住这个机会借用这个概念。 😉

在这项发明之前，人们习惯于使用数字化平板电脑进行“盲”数字化，效率极低且容易出错。

Etak 的地图制作系统非常有效地利用了彩色显卡的八位。 5 位用于以灰度显示 USGS 四边形的扫描，其他 3 位用于在顶部显示数字化地图。 该系统用于重新定位 GBF/DIME 文件以及数字化新道路并编辑街道名称和地址等道路属性：

背后的惊人团队

Etak 由一位真正出色的工程师于 1983 年创立， 斯坦 蜂蜜。

斯坦已经是世界著名的水手了。 更重要的是，他是一位世界级的航海家，曾凭借航海技术打破了多项横渡太平洋的航行记录。

在创立 Etak 之前，Stan 是以下公司的研究工程师 斯瑞国际 在加利福尼亚州门洛帕克。

斯坦继续做了很多事情。 他最近的成就是作为美洲杯帆船赛的技术总监，他开发了一个系统，可以将美洲杯帆船跟踪到 2 厘米以内，每秒五次！

Etak 的最初想法来自于 Stan Honey 和一位连续创业者， 诺兰·布什内尔，一起在一艘帆船上。 诺兰聘请斯坦驾驶他的赛艇参加 1983 年的跨太平洋帆船赛，这是一项著名的帆船赛事，横跨从洛杉矶到檀香山的 2,225 海里的公海。

诺兰因发明第一个电子游戏《乒乓》而闻名，后来又创立了雅达利。

这个故事是由 本杰·爱德华兹 在他为 Fast Company 撰写的精彩文章中：“谁需要 GPS？ 1985 年 Etak 令人惊叹的汽车导航系统被遗忘的故事“：

[Early one morning Stan and Nolan were on night watch together.] 他们开始集思广益，研究一种在陆地上使用的基于计算机的导航系统。 斯坦认为汽车导航系统可以基于航位推算并将当前位置与地图上的已知点进行比较，这种技术称为地图匹配。 它根本不需要卫星，只需要一张好的数字地图、一个好的指南针和一些传感器。 然后它可以将结果显示在电子屏幕上。

诺兰的反应：“是的，我们就这么做吧，我会资助它”

诺兰始终对消费技术最终的发展方向抱有欣赏态度。 1984 年，他在接受《Inc.》杂志采访时说道：“假设您在车里，想去吃晚饭。 你的仪表板上有这个盒子。 你输入“日本”，然后输入“便宜”，然后输入“美味的寿司”。 盒子接管并引导你到一个地方。”

Etak 的主要员工之一是 马夫·怀特。 马夫是一名地图科学家和数学家，曾在美国人口普查局的地图项目中工作。

在 Marv 的指导下，Etak 的地图数字化生产力是行业标准的三倍。 离开 Etak 后，Marv 继续了许多令人兴奋的事业，其中包括在 ESPN 担任创新首席技术专家。

Navigator 背后还有许多其他才华横溢的工程师，其中许多人曾在 SRI International 工作过： 肯·米尔尼斯, 乔治·拉夫米勒 和艾伦·菲利普斯（Alan Philips）仅举几例。

Etak 的许多原始员工都去了其他地图组织，包括您的组织。 当我在 Apple 地图团队工作时，我的 12 名同事都是 Etak 校友。

1993 年 Etak 员工：
特里·奥布莱恩、马夫·怀特、沃尔特·扎沃利、艾伦·菲利普斯、杰米·巴克斯顿、肯·米尔尼斯、斯坦·哈尼、格里·拉塞尔

那么埃塔克发生了什么？

Etak Navigator 领先时代约 20 年。 由于硬件成本和昂贵的安装过程，建立可持续的业务被证明是非常困难的（听起来很熟悉？）

相反，埃塔克迅速转向。 它将导航代码授权给当时最大的汽车 OEM 硬件制造商：德国的罗伯特博世、美国的通用汽车和日本的歌乐。 反过来，这些公司开发了自己的导航系统，多年后，Blaupunkt、Garmin、Magellan、TomTom 等公司的“个人导航设备”概念诞生了。

在开展业务的过程中，Etak 吸引了一位可能不寻常的追求者的注意：鲁珀特·默多克的新闻集团。 这是新闻集团的 约翰·埃文斯 那看到了潜力。

和诺兰·布什内尔一样，约翰也是一位极其有远见的人。 你经常会发现他与英特尔的安迪·格罗夫、比尔·盖茨和其他科技巨星处于同一平台上。 阿尔伯特·斯卡迪诺和马特·法隆在书中讲述了这个故事 《卫报》刊登约翰的讣告：

决定性的交易 [John’s] 职业生涯出现在 20 世纪 80 年代中期。 1985 年，默多克投资 3.5 亿美元收购一组旅游出版物和目录。 埃文斯一方面接管了默多克美国机构的消费杂志部门，包括《电视指南》、《Elle》和他自己发明的《汽车》杂志。 另一只手，他在郊区办公楼启动了一个秘密项目，将旅游集团旗下的酒店和旅游指数开发成代号为“捷豹”的新媒体产品。

在互联网上出现流媒体视频和大文件容量之前，旅行者对酒店和目的地的了解仅限于旅游手册。 捷豹允许对目的地进行电子视觉旅游，并可以看到他们预订的酒店房间的景色。 一旦与主要航空公司预订信息和其他数据库以及交叉引用工具集成，该系统就有可能超越其他航空公司、汽车和酒店预订系统。

因此，约翰有愿景利用 Etak 的地图和技术来造福捷豹系统。 因此，约翰说服鲁珀特购买 Etak。

斯坦·哈尼回忆了这些对话：

约翰立即看到了媒体地图的力量，可以改变分类广告、黄页、旅行的世界，并广泛回答“最近的地方在哪里？”的问题。 以及“我怎样才能到达它？”。 自然地，约翰和我共同的航海背景立即建立了一群共同的朋友和经验。 我和约翰一直是亲密的朋友，直到他去世并经常去看望他。 约翰离开新闻集团很久之后，每当我在纽约等待天气窗口，等待航行中的跨大西洋纪录尝试时，我总是邀请约翰来参观这艘船，他发现这艘船很迷人是 100 英尺单体或多体船。 如果没有约翰·埃文斯的远见以及对他的远见和 Etak 的承诺，我怀疑 Etak 永远不会出现在默多克的雷达屏幕上。 在决定收购Etak时，默多克还询问了当时福克斯公司的总裁巴里·迪勒的意见。 巴里·迪勒 (Barry Diller) 的问题很顽固、直接，而且比约翰的长远眼光略短，但巴里也支持新闻集团收购 Etak，并将重点放在地图上。

约翰确实是一位有长远眼光的人，诺兰·布什内尔也是如此。 在 Etak 的日子里，两人都会拜访 Etak 团队并用他们的预测“结束”。 这非常有帮助，因为他们两个让我们思想开阔。 但他们大多会远离我们，这也是有帮助的，因为我们背负着实际让事情发挥作用的重担，而有远见的人很少这样做。 有趣的是，诺兰和约翰预测的所有事情都发生了。 回想起他们在访问时显得多么牵强也很有趣。

但时代正在发生变化：1989 年，默多克将 Jaguar 系统出售给 Reed International，获利 5 亿美元。 随着捷豹出售 Etak 与 New Corp 的相关性减弱。

新闻集团随后将 Etak 出售给索尼，索尼随后又将其出售给 Tele Atlas。 再后来，Tele Atlas 被 TomTom 吞并。 所以原来的 Etak 现在是 汤姆汤姆：

但为什么叫“Etak”呢？

答案可以追溯到波利尼西亚航海的早期。 当时，古代水手依靠一系列环境线索（例如周围岛屿的位置）在海上航行。

他们想象自己的船是静止的，而岛屿则从他们身边经过。

同样，在 Etak Navigator 中，车辆是静止的，而地图在车辆旁边移动……

考虑到这一点，斯坦决定将他的公司命名为 Etak，这是波利尼西亚语，意思是移动导航参考点。

但是等等，还有一件事……

当您在导航模式下查看任何消费者地图应用程序时，您是否注意到了什么？

您是否注意到用于表示车辆位置的符号？

是不是看起来很眼熟？ 嗯，当然是这样……

事实证明，如今所有导航应用程序使用的符号与 Etak 最初发明的符号相同。

但为什么 Etak 使用这个特定的符号呢？

如果您与编写原始代码的工程师 George Loughmiller 交谈，他会温和地告诉您，这在当时似乎是一个好主意。 但你必须记住一件事：Etak 是由 Atari 创始人 Nolan Bushnell 孵化的。 当时，Etak 和 Atari 都位于加利福尼亚州桑尼维尔市劳伦斯站路 1287 号的同一栋办公楼内。

由于 Etak 使用 CPU 有限的矢量显示，George 需要一个不会给非常稀缺的计算资源造成负担的符号。 他还需要一个易于阅读的符号。 汽车的传统符号 – 🚗 – 需要太多线条。 它也没有明确暗示方向。 需要一些更简单的东西。

传说 Etak 的一位工程师看到了 Atari 最新游戏之一的预发布演示。 而那场比赛是……

小行星用什么符号来表示他们的宇宙飞船？

因此，车辆导航的符号诞生了，并且至今仍被全球所有导航应用程序使用：

所以你有它…

每隔一段时间，就会有革命性的产品出现，改变一切。

Etak 的许多重要发明包括：

• 世界上第一个真正有效的车载导航系统
• 使用地图匹配的增强航位推算
• 移动地图平视显示器
• 首次在消费者应用程序中使用地理编码
• 高效地图数据存储和检索的算法
• 抬头数字化
• 世界上第一个大容量数字地图制作系统
• 通用地图导航符号的发明者

我当时不过 长满粉刺的工程师 当时。 当我 1985 年加入 Etak 时，我几乎不知道自己将成为这样一个杰出团队的一员。

我向与我共事的每个人致以最良好的祝愿：这是一种荣幸、一种荣誉和一次奇妙的旅程。 谢谢。

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