Tennis for Two

Fiche du jeu

• Nom : Tennis for Two
• Concepteur : William A. Higinbotham
• Équipe technique : notamment Robert V. Dvorak et David Potter
• Première présentation publique : 18 octobre 1958
• Lieu : Brookhaven National Laboratory, État de New York
• Genre : simulation électronique de tennis
• Joueurs : deux
• Calcul : ordinateur analogique
• Machine : Donner Model 30
• Affichage : oscilloscope à tube cathodique
• Écran en 1958 : environ 5 pouces de diamètre
• Contrôleurs : deux boîtiers avec molette et bouton
• Microprocesseur : aucun
• Programme informatique stocké : aucun
• Commercialisation : aucune

Un laboratoire de physique plutôt qu’un fabricant de jeux

Tennis for Two ne naît ni dans une entreprise de jeux, ni dans une université cherchant à étudier l’informatique.

Il est créé au Brookhaven National Laboratory, un grand centre américain de recherche scientifique installé sur Long Island, dans l’État de New York.

William Higinbotham y dirige alors la division Instrumentation. Physicien et spécialiste de l’électronique, il possède une solide expérience des tubes cathodiques et des systèmes d’affichage radar.

Chaque année, Brookhaven organise des journées permettant au public de visiter le laboratoire et de découvrir les travaux réalisés par ses scientifiques.

Higinbotham trouve cependant les démonstrations proposées aux visiteurs trop statiques.

Plutôt que de simplement présenter des appareils scientifiques derrière une vitre, il imagine une expérience dans laquelle les visiteurs pourraient agir directement sur ce qu’ils voient à l’écran.

L’objectif n’est pas de mener une expérience scientifique nouvelle.

Il s’agit tout simplement de rendre la visite plus vivante.

Un manuel d’ordinateur analogique donne l’idée du jeu

La division de Higinbotham dispose d’un petit ordinateur analogique.

Contrairement à un ordinateur numérique moderne, qui manipule des nombres codés sous forme binaire et exécute des instructions stockées en mémoire, une machine analogique représente directement certaines grandeurs par des tensions électriques.

Elle est particulièrement adaptée à la résolution de problèmes physiques comme des trajectoires ou des mouvements. Le manuel de la machine explique notamment comment produire la trajectoire d’un projectile ou celle d’une balle soumise à la gravité. Higinbotham comprend qu’il peut détourner ce principe. Si le calculateur sait représenter une balle qui monte, tombe et rebondit, pourquoi ne pas placer un filet au milieu de l’écran et permettre à deux personnes de se renvoyer cette balle ?

Le principe de Tennis for Two est né.

Un ordinateur analogique, mais pas de programme

Le fonctionnement de Tennis for Two est très différent de celui de Spacewar!, développé quelques années plus tard sur le PDP-1.

Dans Spacewar!, un ordinateur numérique exécute un véritable programme placé en mémoire.

Dans Tennis for Two, il n’existe pas de logiciel au sens moderne du terme.

L’ordinateur analogique produit directement des tensions électriques représentant la position et le mouvement de la balle.

Des amplificateurs opérationnels, des résistances, des condensateurs, des relais et des circuits de commutation permettent de calculer la trajectoire et de détecter certains événements : passage du filet, rebond au sol ou changement de côté.

Le jeu est donc essentiellement une simulation physique réalisée par de l’électronique analogique.

Comment une balle apparaît-elle sur un oscilloscope ?

L’écran utilisé n’est pas un téléviseur. C’est un oscilloscope, un appareil normalement destiné à visualiser des signaux électriques. Son tube cathodique contient un faisceau d’électrons capable de produire un point lumineux sur l’écran. En faisant varier deux tensions électriques, il devient possible de déplacer ce point horizontalement et verticalement. L’ordinateur analogique calcule donc continuellement les coordonnées de la balle et envoie les tensions correspondantes vers l’oscilloscope. Mais il faut également afficher le terrain et le filet.

Higinbotham utilise alors un circuit de commutation rapide à base de transistors au germanium. Il alterne très rapidement entre l’affichage du terrain, du filet et de la balle.

La commutation fonctionne à environ 36 Hz. L’œil humain fusionne ces affichages successifs et perçoit une seule scène stable.

Le procédé constitue une forme de multiplexage temporel : plusieurs éléments utilisent successivement le même écran.

Il ne faut pas le confondre avec le time-sharing des systèmes informatiques multi-utilisateurs des années 1960 : ici, c’est l’affichage qui est partagé dans le temps.

Un terrain vu de côté

La représentation de Tennis for Two est très différente de celle de Pong. Dans Pong, le terrain est représenté comme s’il était vu du dessus. Deux raquettes verticales se déplacent le long des bords de l’écran. Dans Tennis for Two, le joueur regarde le terrain de profil. Une longue ligne horizontale représente le sol et une petite ligne verticale représente le filet. La balle est un simple point lumineux. Aucune raquette n’est dessinée. Pourtant, le mouvement est étonnamment élaboré pour 1958 : la balle décrit une trajectoire courbe, tombe sous l’effet de la gravité et rebondit lorsqu’elle touche le sol.

Deux boîtiers pour jouer

Chaque joueur dispose d’un petit contrôleur. Une molette permet de choisir l’angle auquel la balle doit repartir. Un bouton permet de la frapper. Lorsque la balle arrive dans son camp, le joueur choisit donc sa trajectoire et déclenche son renvoi. Il n’est pas nécessaire de déplacer une raquette visible à l’écran. Le jeu porte surtout sur le choix du bon moment et du bon angle. Si la trajectoire est mauvaise, la balle peut heurter le filet ou sortir du terrain. Cette interaction paraît aujourd’hui extrêmement simple.

En 1958, elle est remarquable : le geste d’un joueur modifie immédiatement un objet lumineux en mouvement sur un écran.

18 octobre 1958 : les visiteurs font la queue

Tennis for Two est présenté au public pour la première fois le 18 octobre 1958, lors de l’une des journées portes ouvertes de Brookhaven.

L’écran de la première version ne mesure qu’environ cinq pouces de diamètre, soit à peine 13 centimètres.

Cela ne l’empêche pas d’attirer le public.

Des centaines de visiteurs veulent essayer la machine et des files se forment devant l’installation.

Le contraste avec les autres démonstrations scientifiques est considérable.

Ici, le visiteur n’observe plus simplement une expérience.

Il agit, joue contre une autre personne et voit immédiatement le résultat de son action.

C’est précisément ce que recherchait Higinbotham.

1959 : une deuxième version encore plus étonnante

Le succès de la démonstration conduit l’équipe à représenter le jeu lors de la journée des visiteurs de 1959.

Cette fois, un oscilloscope plus grand facilite l’observation par le public.

Higinbotham ajoute également une idée particulièrement intéressante : modifier la gravité.

Les joueurs peuvent ainsi essayer différentes conditions de jeu.

Une gravité faible produit des trajectoires longues et lentes, comme si la partie se déroulait sur la Lune.

Une gravité plus forte fait retomber beaucoup plus rapidement la balle, évoquant les conditions de Jupiter.

Le jeu ne se contente donc pas d’afficher une balle.

Il permet déjà de modifier les paramètres d’une simulation physique interactive.

Pourquoi le jeu disparaît-il ensuite ?

Après les démonstrations de 1958 et 1959, personne n’imagine que cette expérience pourrait donner naissance à une nouvelle industrie.

L’ordinateur analogique et l’oscilloscope sont des équipements scientifiques coûteux appartenant au laboratoire.

Ils doivent servir à autre chose.

Le système est donc démonté et ses composants sont réutilisés pour d’autres travaux.

Aucune machine originale complète n’a ainsi été conservée.

Il reste cependant les plans techniques, des photographies et les témoignages de l’équipe, qui permettront plusieurs décennies plus tard de construire des reproductions fonctionnelles.

Le nom « Tennis for Two » est lui-même venu plus tard

Un détail historique est souvent oublié : l’appareil n’est pas présenté en 1958 comme un produit commercial portant officiellement le titre Tennis for Two.

Cette appellation s’impose plus tard à partir de la manière dont Higinbotham décrit son dispositif comme un jeu de tennis destiné à deux joueurs.

Lors de la présentation de 1959, la démonstration est notamment désignée sous le nom de Computer Tennis.

Cette absence de véritable nom commercial rappelle la nature du projet : Brookhaven ne cherche pas à lancer un jeu sur le marché.

Il s’agit d’une démonstration réalisée pour quelques journées ouvertes au public.

Pourquoi William Higinbotham ne dépose-t-il pas de brevet ?

Higinbotham ne considère pas son jeu comme une invention commerciale majeure.

À ses yeux, le principe dérive assez naturellement des circuits de simulation de trajectoire utilisés avec l’ordinateur analogique.

Il ne dépose donc pas de brevet spécifique pour Tennis for Two.

Il faut également rappeler qu’il travaille dans un laboratoire fédéral : un éventuel brevet aurait appartenu au gouvernement des États-Unis et non personnellement à Higinbotham.

À la fin des années 1950, personne autour du projet n’imagine encore qu’un marché mondial du jeu vidéo puisse apparaître.

Un jeu longtemps oublié

Après 1959, Tennis for Two disparaît presque complètement de la mémoire publique.

Il n’a jamais été vendu, aucune machine n’est installée dans une salle d’arcade et aucun exemplaire n’entre dans un foyer.

Contrairement à Spacewar!, il n’existe pas non plus de programme pouvant être copié sur d’autres ordinateurs.

Le jeu reste donc lié aux quelques démonstrations organisées à Brookhaven.

Il réapparaît dans l’histoire du jeu vidéo à partir du milieu des années 1970, lorsque les travaux de Higinbotham sont examinés dans le contexte des litiges concernant les premiers brevets du jeu vidéo.

Les plans et les témoignages permettent alors de redécouvrir une expérience qui avait précédé de nombreuses machines devenues célèbres.

Tennis for Two est-il vraiment le premier jeu vidéo ?

La réponse dépend de la définition utilisée.

Plusieurs expériences sont antérieures.

Le Cathode-Ray Tube Amusement Device de Thomas Goldsmith et Estle Mann est breveté dès les années 1940. En 1951, la machine Nimrod permet de jouer au jeu de Nim contre un ordinateur. En 1952, Alexander S. Douglas réalise OXO sur l’EDSAC de Cambridge.

Tennis for Two n’est donc pas le premier dispositif électronique permettant de jouer.

Il possède cependant une combinaison de caractéristiques particulièrement moderne :

• il est conçu pour divertir ;
• deux personnes jouent directement l’une contre l’autre ;
• l’action se déroule en temps réel ;
• un objet graphique se déplace sur un écran ;
• les joueurs disposent de contrôleurs ;
• leur action modifie immédiatement la simulation ;
• une physique élémentaire régit le mouvement de la balle.

Il existe cependant une autre difficulté de vocabulaire.

Un oscilloscope ne produit pas une image vidéo par balayage raster comme le fera un téléviseur utilisé par les consoles des années 1970. Pour cette raison, qualifier Tennis for Two de « premier jeu vidéo » est discutable au sens technique strict. La formulation la plus rigoureuse est donc de le considérer comme l’un des tout premiers jeux électroniques interactifs sur écran et l’un des principaux précurseurs du jeu vidéo moderne.

De Tennis for Two à Spacewar!

Quatre ans plus tard, en 1962, Spacewar! franchit une nouvelle étape. Cette fois, il s’agit d’un véritable programme informatique exécuté par un ordinateur numérique, le DEC PDP-1.

Le logiciel peut être modifié, copié et diffusé sur d’autres machines compatibles.

La différence est fondamentale :

• Tennis for Two : simulation réalisée principalement par un calculateur analogique et des circuits électroniques spécialisés.
• Spacewar! : jeu défini par un programme exécuté par un ordinateur numérique.

Cette évolution annonce le modèle qui dominera ensuite toute l’industrie du jeu vidéo : une machine programmable dont le comportement dépend du logiciel qu’elle exécute.

Pourquoi Tennis for Two est important

Tennis for Two n’a créé aucune entreprise. Il n’a généré aucune vente. Il n’a pas été distribué à des milliers d’utilisateurs et n’a pas directement lancé l’industrie du jeu vidéo. Son importance historique est ailleurs.

En 1958, William Higinbotham et l’équipe de Brookhaven montrent qu’une technologie scientifique peut être détournée pour créer une expérience entièrement ludique.

Un calculateur destiné à résoudre des problèmes physiques devient le moteur d’un jeu. Un oscilloscope destiné à mesurer des tensions devient un écran. Des boutons et des potentiomètres deviennent des contrôleurs. Et surtout, des visiteurs qui étaient venus observer des expériences scientifiques se retrouvent à faire la queue pour jouer avec une machine.

Repères chronologiques

• 1947 : dépôt du brevet du Cathode-Ray Tube Amusement Device.
• 1951 : présentation du calculateur Nimrod, conçu pour jouer au jeu de Nim.
• 1952 : Alexander S. Douglas réalise OXO sur l’EDSAC.
• 18 octobre 1958 : première présentation publique de Tennis for Two à Brookhaven.
• 1959 : nouvelle version avec écran plus grand et gravité variable.
• Après 1959 : le dispositif est démonté et ses composants sont réutilisés.
• 1962 : Spacewar! est développé sur le PDP-1 du MIT.
• 1972 : Atari commercialise Pong.
• Milieu des années 1970 : les travaux de Higinbotham réapparaissent dans les débats juridiques autour des brevets du jeu vidéo.

Sources et références

• Brookhaven National Laboratory, The First Video Game?, documentation historique consacrée à William Higinbotham et à Tennis for Two.
• American Physical Society, October 1958: Physicist Invents First Video Game.
• Computer History Museum, Timeline of Computer History — 1958, documentation sur Tennis for Two et le calculateur analogique Donner Model 30.
• The Strong National Museum of Play, documentation consacrée à l’histoire matérielle et aux reconstitutions de Tennis for Two.
• History of Video Games: Four Decades of Video Entertainment, sections consacrées aux premiers jeux électroniques et à Tennis for Two.