虚拟现实最早只是一个被形式化的概念
我们可以从本文的虚拟现实历史中
找到该技术是如何开发的
以及前驱者是如何为我们今天所熟知的
虚拟现实铺平道路的
虚拟现实初尝试 全景画
如果我们只是关注虚拟现实的画面是否能让我们在现实环境下产生幻觉的话,那么最早的虚拟现实还要追溯到十九世纪时的360°壁画(或全景画)。这些全景画是为了让欣赏画的人的整个视野中全部都是画面,让他们觉得置身于历史事件或场景中。
1838年 立体照片&浏览器
1838年,查尔斯·惠斯通用他的研究证明了大脑可以将每只眼睛中不同的二维图像转换为三维的单一物体。通过立体镜查看两个并排的立体图像或照片,会给用户一种纵深感与沉浸感。后来开发的View-Master立体镜(专利1939)被用在“虚拟旅游”中。目前流行的Google Cardboard与小成本的VR头戴式显示器就是使用的立体镜设计原理。
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1838:立体镜(查尔斯·惠斯通)
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1849:透镜式实体镜(大卫·布儒斯特)
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1939:三维魔景机(威廉·格鲁伯)
随着时间的推移,人类慢慢学会了用更丰富的方法来刺激感官。20世纪随着电子产业与计算机技术的到来,我们的感官也达到了质的飞跃。

1929年 第一台飞行模拟器
1929年,爱德华林克创造了第一台商业飞行模拟器的模版,名为“林克训练机”(专利1931),同时它也标志着整个机电产业。该模拟器由发动机控制,与方向舵和驾驶杆连接从而实现俯仰和滚转。相当于一个由发动机驱动的小型设备,可以模仿紊流和干扰。这是一个更为安全的飞行训练方法,美军花了$3500购置了六台该设备。2015年时,该设备大约不到$50000左右。二战期间,超过50万的飞行员使用了超过一万个“Blue Box”的林克模拟器来实施初级训练与高级训练。

20世纪30年代 科幻故事预测虚拟现实
20世纪30年代时,作家史丹利G.威因鲍姆在他的《皮格马利翁的奇观》中所描述的科幻故事,讲述的就是佩戴者戴上眼镜之后,就能感受到全息术的虚拟世界,在这里可以有嗅觉、有味觉还有触觉。事后回想,威因鲍姆所描述的眼镜与现代新兴的虚拟现实有着惊人的相似之处,足见威因鲍姆确实眼界非凡。

20世纪50年代 海西利的体验剧场
20世纪50年代中期,电影摄影师莫顿海西利建造了一个体验剧场(专利1962),这是一个街机风格的剧院,这个剧院不仅有场景和声音,还有感官刺激。剧院内配有立体扬声器、立体3D显示器、风扇、气味发电机还有一把可以振动的椅子。创建体验剧场就是为了能够让观众可以完全沉浸在电影之中。他还拍摄了六个短片,拍摄、制作和剪辑都是由自己完成的。这六个短片的名字分别为摩托车、肚皮舞者、沙丘车、直升机、和萨比纳的一个约会以及我是一个可口可乐瓶!

1960年 第一个头戴VR显示器
莫顿海西利的下一个发明就是电视球面罩(专利1960),同时这也是第一个头戴显示器(HMD)的样板,尽管在非交互式电影媒介中没有任何运动跟踪。但是这款耳机具备宽视界的立体3D图像与立体声。

1961年 第一个具备运动跟踪功能的头戴显示器
1961年,两位来自飞歌公司的工程师(科莫和布莱恩)发明了现在众所周知的第一台头戴显示器。它为每只眼睛都配了一个与闭合电路照相机相连接的显示屏和磁性运动跟踪系统。实际上,头视仪并不是为虚拟现实应用(那时还没有这个术语)而开发的,但却可以让人身临其境地感受那些危险的军事情况。用户可以通过头部运动来移动遥控相机,然后自然地查看周围环境。头视仪是VR头戴显示器进化史上的第一步,但当时无法进行计算机集成与图像生成。

1965年 伊凡·苏泽兰发明的终极显示
伊凡·苏泽兰表示“终极显示”的概念就是模拟现实,而且与实际情况完全没有差别。他的概念是:
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可以从HMD中看到虚拟世界,从增强的3D音效与触觉反馈中可以感受真实;
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计算机硬件能够在真实的时间里创造虚拟世界;
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可以让用户以一种真实的方式与虚拟世界里的物体交互。
“终极显示会是一个房间,这个房间是计算机可以控制的存在物质。这个房间里显示的椅子是可以坐的,显示的*铐手**是受限的,显示的*弹子**是致命的。毫不夸张地讲,正确地编程显示画面就会像爱丽丝梦游仙境一般。”-伊凡·苏泽兰
该论文成了今天创造的虚拟现实的核心蓝图。
1968年 达摩克利斯之剑
1968年,伊凡·苏泽兰和他的学生鲍勃·斯普劳尔创造了第一台能够连接电脑的VR/AR头戴显示器——达摩克利斯之剑,但不能连接相机。它的体积非常之大、外表骇人,且沉到没有任何用户能够舒适地佩戴它,只能悬在天花板上(这也是它名字由来的原因)。另外使用时,还需要将设备绑在身上。其计算机生成的图像都是非常原始的线框房间与物体。

1969年 人工现实
1969年,一位名叫Myron Kruegere的虚拟现实计算机艺术家开发了一系列他称之为“人工现实”的体验,他所开发的计算机生成的环境与里面的人是相对应的。在他的研究中,名为GLOWFLOW、METAPLAY与PSYCHIC SPACE的项目最终都得以开发成为VIDEOPLACE技术。这是一个能够让人在几英里之外也可以通过计算机生成的响应环境来相互交流。

1987年 虚拟现实名字的由来
尽管这些开发都是关于虚拟现实的,但却没有一个包罗万象的术语来描述它。这一切都在1987年时,被可视编程实验室(VPL)的创始人杰伦·拉尼尔改变了,他最终发明了“虚拟现实”这个术语(或者是因为流行)。自此该研究领域就有了名字。杰伦通过他的实验室开发了一系列的虚拟现实装备,其中包括Dataglove(与Tom Zimmerman合作开发的)和EyePhone的头戴显示器。他们是第一家出售虚拟现实眼镜(EyePhone 1的价格为$9400、EyePhone HRX的价格为$49000)和手套($9000)的公司。这个领域中的一个重大开发就是虚拟现实触觉。

1991年 Virtuality Group的电玩机
尽管对于一个家庭能够拥有尖端的虚拟现实还仍遥不可及,但是虚拟现实现在已经进入了公众的视线。Virtuality Group已经发行了一系列的电玩游戏与游戏机。玩家戴上VR眼镜后,就可以在实时(延迟不到50ms)沉浸的立体3D视觉设置下玩游戏机了。有些设备还可以进行网络互通,实现多玩家游戏的体验。

1992年 《割草者》
《割草者》这部电影就是向广大影迷讲述虚拟现实的故事。其中有一部分是根据虚拟现实的创始人杰伦·拉尼尔早期在实验室的日子所改编的。扮演杰伦的是演员皮尔斯·布鲁斯南,影片讲述的是一位用虚拟现实疗法对智障患者实施治疗的科学家。电影中采用了VPL研究实验室发明的虚拟现实设备,导演布雷特-伦纳德认为他的灵感也是源自像VPL这样的VR公司。

1993年 SEGA宣布开发出新的VR眼镜
1993年,Sega在国际消费电子展上宣布他们为Sega Genesis游戏机研发了Sega VR耳机。它的环绕式原型眼镜具备头部跟踪功能、立体音效,且眼罩上的显示屏是LCD显示屏。当时Sega的这款VR眼镜售价为$200,2015年时约为$322。然而,尽管Sega为该眼镜开发了四款游戏,但是由于技术开发困难导致该设备只能一直处于初型阶段。这是Sega的一个巨大失误。

1995年 任天堂的Virtual Boy
任天堂的Virtual Boy(最初名为VR-32)是一款3D游戏机,他们曾大肆宣扬这是第一个可以显示3D图像的便携游戏机。当时在日本首发,北美的售价是$180,尽管后来它降价了,但是最后还是没有支撑下去。据报道称,他们失败的原因是因为图像色彩不佳(游戏是红色和黑色),没有软件支持,且很难找到舒适的位置来使用游戏机。第二年他们就停止生产和销售了。

1999年 《黑客帝国》
1999年,由沃卓斯基兄妹执导的《黑客帝国》席卷了各大影院。这部电影的特点就是主角们完全生活在一个仿真的世界中,而且很多人并没有意识到他们没有生活在真实世界中。尽管之前有些电影,如1982年的《电子世界争霸战》和1992年的《割草者》都描述过虚拟现实,但是《黑客帝国》产生的文化影响是巨大的,而且将虚拟现实这个主题带到了主流社会。
21世纪的 虚拟现实
21世纪的头15年里,虚拟现实迅速发展壮大。计算机技术,尤其是小而强大的移动技术不断发展,价格也一路走低。具备高密度显示器与3D图像的智能手机迅速崛起,这种手机使用的就是新一代的轻型实用虚拟现实设备。电子游戏产业也在持续推动虚拟现实消费的发展。深度传感摄像头传感器套件、运动控制器、自然人机界面也已经成为人类日常计算任务的一部分。
最近像Google这些公司已经开始发行临时虚拟现实产品,如Google Cardboard,这是一款DIY耳机,只需连接智能手机就可以使用了。另外Samsung也将虚拟现实这个概念转化为像Galaxy Gear这样的产品,目前Galaxy Gear已经大量投产,而且具备“智能”功能,如手势控制。
开发员版本的消费品也已上市多年,所以一直有源源不断的软件项目在向现代虚拟现实的市场中涌入。
显然2016年是虚拟现实产业的关键一年。多个消费设备似乎已经回答了无法兑现上世纪90年代就让虚拟现实进军市场的诺言。这当中也包括先驱者Oculus Rift,Oculus Rift在2014年时,被社交媒体巨头Facebook以$20亿的惊人价格收购了。当2016年发行Oculus Rift时,它还需要和威乐、HTC、微软以及索尼电脑娱乐公司开发的产品一起竞争。这些重量级巨头后面肯定有很多其他企业跟随,所以未来虚拟现实市场也会如预想的一样腾飞。
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