Mặc dù Google Maps thường được ghi nhận là đã phát minh ra map tiles kỹ thuật số, nhưng khi tìm hiểu sâu hơn về lịch sử công nghệ cho thấy đột phá này đã được thai nghén trong hàng thập kỷ. Các cuộc thảo luận gần đây giữa những chuyên gia công nghệ kỳ cựu đã làm sáng tỏ nhiều ứng dụng trước đó có trước dịch vụ bản đồ nổi tiếng của Google nhiều năm, thậm chí hàng thập kỷ.
Hệ Thống Quân Sự và Chính Phủ Dẫn Đầu
Các chuyên gia trong ngành đang chia sẻ những câu chuyện về hệ thống bản đồ dựa trên tiles từ những năm 1980 và 1990 mà chưa bao giờ được công chúng biết đến. Một cựu kỹ sư Martin Marietta đã mô tả việc làm việc với bản đồ tiles cho Quân đội Mỹ vào cuối những năm 1980, sử dụng máy quét lớn để tạo ra các map tiles được hiệu chỉnh địa lý với kích thước 128x128 pixel được lưu trữ trên ổ cứng 360 megabyte. Những hệ thống này đã được trình diễn cho binh lính trong các cuộc tập trận thực địa khắp Mỹ và châu Âu, hiển thị bản đồ kỹ thuật số với lớp phủ đồ họa cho những người lính vẫn đang sử dụng bản đồ giấy với các biểu tượng vật lý.
Canada Geographic Information System , được phát triển bởi Roger Tomlinson cùng với IBM , đã sử dụng cấu trúc dữ liệu dựa trên tiles được gọi là Morton Matrix từ những năm 1960. Hệ thống này được thiết kế dựa trên những hạn chế về vật liệu của việc lưu trữ dữ liệu thời bấy giờ, khi việc truy cập băng từ khiến việc tổ chức dữ liệu gần nhau về mặt địa lý trong các vị trí file tuần tự trở nên quan trọng.
Thông số kỹ thuật chính từ các hệ thống đầu tiên:
- Hệ thống quân đội Martin Marietta : ô lưới 128x128 pixel, lưu trữ nén trên ổ đĩa 360MB
- Morton Matrix : Tổ chức tệp tuần tự phù hợp với vị trí địa lý gần nhau
- Hệ thống năm 1997 của Potmesil : Java applets với cấu trúc quad tree, trình duyệt cả 2D và 3D
- Bản đồ web đầu tiên: Ô lưới bitmap được render trước với ranh giới cố định, tải lại toàn bộ trang để điều hướng
Nghiên Cứu Học Thuật Chỉ Ra Hướng Đi
Một khám phá quan trọng trong cuộc điều tra lịch sử này là bài báo năm 1997 của Michael Potmesil từ Bell Labs , được trình bày tại World Wide Web Conference . Potmesil đã mô tả chi tiết cả trình duyệt địa lý 2D và 3D sử dụng quad trees trong các ứng dụng dựa trên tiles, gọi các ứng dụng địa lý mô-đun của mình là mapplets - một từ ghép của map và applet. Công trình của ông có trước Google Maps gần một thập kỷ, mặc dù nó dựa vào Java applets do khả năng JavaScript hạn chế của trình duyệt năm 1997.
Mối liên hệ giữa nghiên cứu quad tree học thuật và các ứng dụng bản đồ thực tế có thể truy ngược xa hơn nữa. Các bài báo khoa học máy tính từ những năm 1970 và 1980 đã khám phá các cấu trúc dữ liệu không gian, với một số nghiên cứu được hỗ trợ bởi hợp đồng với US Army Engineer Topographic Laboratories .
Dòng thời gian phát triển Map Tile:
- Thập niên 1960: Hệ thống thông tin địa lý Canada Geographic Information System sử dụng cấu trúc tile dạng ma trận Morton Matrix
- 1974: Nghiên cứu về cây tứ phân Quad tree được công bố bởi Finkel và Bentley
- Thập niên 1980-1990: Martin Marietta phát triển bản đồ dạng tile cho Quân đội Mỹ US Army (tile 128x128 pixel, dung lượng lưu trữ 360MB)
- 1997: Michael Potmesil của Bell Labs trình bày về web map tile tại Hội nghị WWW Conference
- Cuối thập niên 1990-2000: Nhiều đơn xin cấp bằng sáng chế được nộp bởi PRC Public Sector , WildTangent
- 2005: Google Maps ra mắt với giao diện tile mượt mà
Đổi Mới Thực Sự Là Trải Nghiệm Người Dùng
Các cuộc thảo luận cộng đồng cho thấy khái niệm cốt lõi của map tiling khá rõ ràng đối với bất kỳ ai làm việc với bản đồ kỹ thuật số. Như một nhà quan sát đã lưu ý, thách thức không phải là phát minh ra tiles mà là làm cho chúng hoạt động mượt mà trong trình duyệt.
Còn cách nào khác không? Điều Google đã thêm vào là việc di chuyển mượt mà giữa các tiles, gần như ngay khi công nghệ trình duyệt gốc đã sẵn sàng cho công việc này.
Trước Google Maps , các dịch vụ bản đồ trực tuyến đã sử dụng tiles nhưng yêu cầu tải lại toàn bộ trang để điều hướng. Người dùng phải nhấp và chờ đợi, thường xuyên phải đối phó với các điểm quan tâm được đặt một cách khó xử tại ranh giới tiles. Đột phá của Google là tạo ra khả năng khám phá linh hoạt, năng động khiến bản đồ kỹ thuật số cảm thấy phản hồi hơn so với hình ảnh tĩnh.
Sự chuyển đổi từ giao diện nhấp-và-chờ sang di chuyển mượt mà đã thay đổi căn bản kỳ vọng của người dùng. Sự thay đổi này có thể đã đóng vai trò là cửa ngõ cho nhiều người phát triển sự quan tâm đến bản đồ và kiến thức địa lý, dân chủ hóa việc tiếp cận thông tin không gian theo những cách mà các ứng dụng trước đó không thể đạt được.
Nhiều Công Ty Đã Nộp Đơn Xin Cấp Bằng Sáng Chế Tương Tự
Các đơn xin cấp bằng sáng chế từ cuối những năm 1990 và đầu những năm 2000 cho thấy nhiều công ty đang làm việc trên các phương pháp bản đồ dựa trên tiles tương tự. PRC Public Sector (sau này được Northrop Grumman mua lại) đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho hệ thống GIS dựa trên tiles, có thể nhắm vào thị trường bản đồ tội phạm xuất hiện trong kỷ nguyên cảnh sát dựa trên dữ liệu của giữa những năm 1990. Công ty game WildTangent cũng đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế liên quan, mặc dù cho các ứng dụng ngoài hoạt động kinh doanh game cốt lõi của họ.
Những phát triển song song này cho thấy bản đồ dựa trên tiles là một ý tưởng đã đến lúc, với nhiều nhóm độc lập đi đến các giải pháp tương tự khi công nghệ trình duyệt và băng thông internet được cải thiện.
Câu chuyện về map tiles minh họa cách các đột phá công nghệ hiếm khi xuất phát từ những khoảnh khắc thiên tài đơn lẻ. Thay vào đó, chúng xuất hiện từ hàng thập kỷ tiến bộ từng bước, thí nghiệm thất bại và cải tiến dần dần trong công nghệ cơ bản. Google Maps thành công không phải bằng cách phát minh ra thứ gì đó hoàn toàn mới, mà bằng cách hoàn thiện trải nghiệm người dùng của các khái niệm hiện có vào đúng thời điểm trong sự phát triển công nghệ web.
Tham khảo: Notes on the history of the map tile