1957才是元年 虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)60年史話

羅馬不是一天建成的，虛擬技術(shù)也不是一天成熟的。

　　以VR為代表的虛擬現(xiàn)實技術(shù)（以下簡稱虛擬技術(shù)）日益成為面向未來的技術(shù)趨勢，各種企業(yè)布局VR產(chǎn)業(yè)鏈的新聞層出不窮。連蘋果也開始組建VR和AR技術(shù)團隊，以開發(fā)能夠匹敵Oculus Rift和微軟HoloLens的產(chǎn)品。蘋果甚至開始山寨谷歌Cardboard產(chǎn)品，于日前推出了支持iPhone的VR外設(shè)。

蘋果公司推出的仿谷歌VR設(shè)備

　　話說回來，如果不是Oculus Rift在2014年被Facebook以20億美金收購，人們對虛擬技術(shù)的關(guān)注度不會有今天這么高。虛擬技術(shù)給人的感覺是突然出現(xiàn)并爆發(fā)，但實際上，虛擬技術(shù)到今天已經(jīng)走過了半個多世紀的歷程。

　　VR四重奏

　　虛擬技術(shù)最初出現(xiàn)的時候，還沒有正式確定虛擬現(xiàn)實的名稱。在1957年，電影攝影師Morton Heiling發(fā)明了名為Sensorama的仿真模擬器，并在5年后為這項技術(shù)申請了專利。這款設(shè)備通過三面顯示屏來實現(xiàn)空間感，從本質(zhì)上來說Sensorama只是一款簡單的3D顯示工具，它不僅無比巨大，用戶需要坐在椅子上將頭探進設(shè)備內(nèi)部，才能體驗到沉浸感。雖然，這款比鼠標還要早誕生6年的設(shè)備沒有太多現(xiàn)實意義，但卻在無形中開啟了虛擬技術(shù)的先河。

1957年的“VR”設(shè)備

　　到了1968年，計算機圖形學之父、著名計算機科學家Ivan Sutherland設(shè)計了第一款頭戴式顯示Sutherland。雖然是頭戴式顯示器，但由于當時硬件技術(shù)限制導致Sutherland相當沉重，根本無法獨立穿戴，必須在天花板上搭建支撐桿，否則無法正常使用。這種獨特造型與《漢書》中記載的孫敬頭懸梁讀書的姿勢十分類似，被用戶們戲稱為懸在頭上的“達摩克利斯之劍”。但Sutherland的誕生，標志著頭戴式虛擬現(xiàn)實設(shè)備與頭部位置追蹤系統(tǒng)的誕生，為現(xiàn)今的虛擬技術(shù)奠定了堅實基礎(chǔ)，Ivan Sutherland也因此被稱為虛擬現(xiàn)實之父。

Ivan Sutherland

　　上個世紀70-80年代，是整個虛擬技術(shù)理論和概念形成的時期，組成虛擬頭盔的各種組件在技術(shù)上已經(jīng)十分成熟，都可以在市面上買到了。

　　當時的顯卡已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)每秒渲染上千個三角面，能夠展示比較復雜的三維圖像模型，索尼生產(chǎn)的便攜式LCD顯示器也能將畫面完整的呈現(xiàn)出來。Polhemus公司開發(fā)出了6個自由度的頭部追蹤設(shè)備，比起Sutherland機械連桿，精準度已經(jīng)大大提升，同時還省去了很多束縛。同時帶有關(guān)節(jié)傳感器的手套實現(xiàn)了體感操作，技術(shù)的成熟使得虛擬技術(shù)在航天、模擬飛行等領(lǐng)域得到了比較廣泛的應用。虛擬現(xiàn)實概念也最終在80年代被正式提出。

　　1987年，一位著名計算機科學家Jaron Lanier，利用各種組建“拼湊”出第一款真正投放市場的VR商業(yè)產(chǎn)品，這款VR頭盔看起來有點像Oculus，但10萬美元的天價卻阻礙了其普及之路。

　　90年代，虛擬技術(shù)的理論已經(jīng)非常成熟，但對應的VR頭盔依舊是概念性的產(chǎn)品。1991年出現(xiàn)的一款名為“Virtuality 1000CS”的VR頭盔充展現(xiàn)了VR產(chǎn)品的尷尬之處—外形笨重、功能單一、價格昂貴。但VR游戲的火種卻也在這個時期被種下，任天堂1995年推出的Virtual Boy主機被《時代周刊》評為“史上最差的50個發(fā)明”之一，倉促推出市場使得硬件由頭戴式變成了三腳架支撐，加上畫面顯示的紅色單一色彩，配屬游戲作品紛紛跳票?！癡irtual Boy"僅僅在市場上生存了六個月就銷聲匿跡，VR游戲的首次嘗試也就隨之煙消云散。

任天堂的Virtual Boy

　　4R之路

　　虛擬技術(shù)高峰的再次來臨，始于2012年在眾籌網(wǎng)站Kickstarter開啟的、名為Oculus的VR設(shè)備的眾籌計劃。這個計劃的目標是給大眾帶來寬視角、低延遲且低成本的沉浸式虛擬體驗設(shè)備，最終該計劃籌集到了250萬美元并獲得了1600萬的A輪融資，idsoftware的創(chuàng)始人之一、“FPS游戲之父”約翰卡馬克大神于2013年加盟令Oculus名聲大造，到2014年，Oculus更是以20億美元的價格被Facebook收購，更是徹底引爆了用戶對虛擬現(xiàn)實的關(guān)注。

　　雖然VR技術(shù)再次引人關(guān)注是2012年的事情，但并不意味著在此之前技術(shù)就處于停滯狀態(tài)，從2011年開始，索尼就發(fā)布了自己的頭戴式顯示器HMZ系列，從當年的HMZ-T1到現(xiàn)在的HMZ-T3W，直到被命名為PSVR的PS游戲主機專屬虛擬頭盔面世。

　　當VR技術(shù)的熱情被引爆之后，除了索尼PSVR與Oculus之外，國內(nèi)外的軟硬件廠商紛紛布局VR領(lǐng)域，有以PSVR、HTC vive、九又為代表的一體機頭盔、也出現(xiàn)了以三星Gear VR、暴風墨鏡、谷歌Cardboard為代表的支持手機直插的移動VR頭盔。

　　VR設(shè)備飛速躍進的同時，虛擬技術(shù)本身也已經(jīng)不再局限于VR，出現(xiàn)了VR以外的AR、MR和CR技術(shù)。

　　AR技術(shù)名為增強現(xiàn)實技術(shù)，它將真實世界的信息和虛擬世界的信息無縫顯示在同一空間（頭盔屏幕）中，且使兩種信息產(chǎn)生奇妙的交互，使得人們可以真實感知。這與提供沉浸式體驗的VR技術(shù)具有明顯不同，其硬件設(shè)備以谷歌眼鏡為代表。

　　2014年4月，谷歌發(fā)布了一款具有“拓展現(xiàn)實”功能（AR）的谷歌眼鏡，然而對于大多數(shù)用戶來說，超過一萬元人民幣的價格確實不太具有性價比，所以在2015年1月19日，谷歌停止了谷歌眼鏡的“探索者”項目。

　　在各路巨頭紛紛布局虛擬技術(shù)之時，老牌廠商微軟發(fā)布了Hololens頭盔加入“虛擬”大戰(zhàn)，雖然Hololens頭盔具有與AR一樣的真實和虛擬信息顯示功能，但嚴格意義上來說，Hololens并不是一款AR設(shè)備，因為它不只是增強了現(xiàn)實，從微軟發(fā)布的多個功能視頻上來看，你可以戴著它進行摩托車設(shè)計，你戴著它在客廳玩游戲，客廳就是你游戲的地圖，虛擬元素以全息3D的方式顯示，這就是混合虛擬現(xiàn)實（MR，Mix Reality）的理念。

　　MR設(shè)備給你的是一個混沌的世界，它將物理世界實時并且徹底地Bite化，同時又包含了VR和AR設(shè)備的功能，從理論上來說，MR技術(shù)更有想象空間。

　　除MR之外，還有另一種影像現(xiàn)實（CR，Cinematic Reality）理念也與VR和AR技術(shù)有著明顯的區(qū)別。CR概念是Google投資的Magic Leap提出，亦被稱為“視網(wǎng)膜投影”。其核心在于，通過光波傳導棱鏡設(shè)計，Magic Leap從多角度將畫面直接投射于用戶視網(wǎng)膜，從而達到“欺騙”大腦的目的。就是說，畫面不是顯示在屏幕上，而是直接與視網(wǎng)膜交互，這與MR技術(shù)有相似的理念，但同時也有助于解決Hololens頭盔視野狹窄與眩暈的問題?？梢哉f，CR是一種終極的虛擬技術(shù)，只是目前實現(xiàn)起來還需要一定時間。

　　以VR為代表的虛擬技術(shù)已經(jīng)為人類昭示了全新的未來，在各行各業(yè)的廣泛前景勢必會革命性改變?nèi)祟惖奈磥?。虛擬設(shè)備的成本不斷降低，虛擬游戲、虛擬色情等應用日益成熟，虛擬社交、虛擬廣告、虛擬展示、醫(yī)療、國防這些都將逐漸實現(xiàn)。盡管還有各種問題，但我們始終相信，虛擬世界的大門已經(jīng)對人類開啟，無論是誰都無法阻擋。