聊一聊VR的發(fā)展史【三】(VR技術概念和理論的產生初期:1965-2007年)
編輯導語:隨著科技的進步和發(fā)展,VR技術也在不斷地發(fā)展中,本篇文章作者繼續(xù)分享了VR技術的發(fā)展史【三】,本篇文章作者詳細地介紹了從1965-2007年,VR技術概念和理論的產生初期內容,感興趣的一起來看一下。
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聊一聊VR的發(fā)展史【一】(VR技術的前身:1838-1935年) | 人人都是產品經理 (woshipm.com)
聊一聊VR的發(fā)展史【二】(VR技術的初現(xiàn):1935-1965年) | 人人都是產品經理 (woshipm.com)
聊一聊VR的發(fā)展史【完結】(VR技術快速發(fā)展期:2007年-至今) | 人人都是產品經理 (woshipm.com)
之前,我們敘述了VR技術的前身和初現(xiàn),接下來我們來看看VR技術發(fā)展的第三階段,在這一階段,是整個VR技術理論和概念形成的時期,也是技術的積累期。
VR技術概念的產生和理論的初步形成
1. 1970年代
1975年,VR和AR現(xiàn)實的第一代研究人員米隆·克魯格首次在密爾沃基藝術中心展出VIDEOPLACE。
這臺機器是由計算機圖形學、投影儀、位置傳感技術和攝像機組成。
它是一個虛擬的環(huán)境,在黑暗的房間里有一個大屏幕,用戶必須站在暗室中的特定位置,他的動作會被攝像機捕捉到。
經過計算機系統(tǒng)處理后,投影儀會在剪影上顯示出來。建立這個實驗室是為了讓人們在“人造現(xiàn)實”中進行交流,而不用戴手套來追蹤動作。
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1977年,谷歌街景的前身“阿斯彭電影地圖”出現(xiàn)了,阿斯彭電影地圖”是麻省理工學院制作的。
這個系統(tǒng)使用戶可以在虛擬現(xiàn)實中自由探索美國科羅拉多州的阿斯彭市,安裝在汽車天花板上的攝像頭拍攝了阿斯彭市的照片。
汽車移動的方式就像是翻書一樣,而不是視頻。對于速度,可以通過“觸摸屏”進行改變視點和暫時停止播放等操作。
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2. 1980年代
時間推進到了1980年代,組成虛擬顯示的各個設備都能過在市面上購買到了:Sony的便攜式LCD顯示器、35mm廣角鏡片(沒有變形矯正)、Polhemus公司的6自由度頭部追蹤設備、帶有關節(jié)動作傳感器的手套、以及實時三維建模的顯卡,這一切都預示著虛擬現(xiàn)實技術技術即將進入民用/商用領域,而事實也是如此。
1985年由于冷戰(zhàn)時期航天事業(yè)的發(fā)展需求,NASA(美國航空航管理局)用了五年的時間研發(fā)出了目前主流VR都依然使用的LCD光顯戴顯示器。
目的是讓宇航員從模真環(huán)境中學習內部控制空間站外部的機器人進行太空作業(yè)。
該頭盔中所使用的光學系統(tǒng)由LEEP公司提供,這家公司后來也出了自己的VR頭顯,也就是當時著名的Cyberface。
Cyberface配備了兩個2.7英寸的顯示器,120度的廣角。輸入端則是由語音識別系統(tǒng)和VPL研究提供的手套的作為補充。
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隨著研究室不斷推出陳新,VR的設備越來越向消費者靠攏。
1987年應該是消費者的一個高潮點,其中有兩個事情具有標志性,第一件事是當時星際迷航的電影中出現(xiàn)了全息投影的概念,向全世界的用戶展示了一個VR視覺的可能性。
第二件事是VPL的拉尼爾創(chuàng)造了“Virtual Reality”這個詞,就是熟知的“虛擬現(xiàn)實”。
同時,同在1987年,游戲巨頭任天堂也推出了消費型的商業(yè)性VR眼鏡,虛擬領域第一次進行民用/商用領域。
圖 5
1984年,Atari虛擬現(xiàn)實研究室的前員工Jaron Lanier創(chuàng)辦了VPL公司。
1989年,VPL公司推出了一套商業(yè)化的虛擬現(xiàn)實產品“The Eyephone”的 HMD,以及一款名為“The Data Glove”的手套狀輸入設備,二者相結合,作為虛擬環(huán)境的互動方式。
HMD的視角為90度,受當時技術的制約,eyephone僅搭載低分辨率的LCD顯示器。
且計算機性能不足以支撐追蹤肢體運動所需的圖形渲染,用戶體驗和沉浸感都十分糟糕,且當時的售價高達9400美元。
但這是第一家銷售VR眼鏡和手套的公司。他們給這一領域取了一個名字,即“Virtual Reality”,而也正因為拉尼爾和VPL的貢獻,虛擬現(xiàn)實這一名詞才得以流傳開來,并作為了專有名詞存在。
現(xiàn)在,拉尼爾正在微軟研究院中繼續(xù)研究虛擬現(xiàn)實。
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埃里克?豪利特(Eric Howlett)基于“大跨度超視角”(LEEP)技術,于1989年推出的虛擬現(xiàn)實頭盔Cyberface。原始Cyberface還配有平面面板,實際上是為穿戴在胸前設計的。
它使用復合電纜,可以平衡分布頭盔重量。到20世紀90年代,Cyberface 3代,胸甲部分被去除,大部分重量由萬向架承擔起來。
顯示器分辨率大幅增加,用LEEP VR的話稱,它可提供“任何10萬美元以下VR顯示器2倍的清晰度”。
同在1989年,任天堂推出了一款多功能手套,該手套的前身就是DataGlove。
但是這款多功能手套要比DataGlove多識別256種手指的位置,而后者只能識別4種。
其中能識別的動作就包括手部的橫向左右擺動。
在任天堂的游戲市場里面,很多游戲都支持該款多功能手套,但是僅僅只有初步支持的游戲表現(xiàn)往往比較糟糕,普通的消費者根本不買賬,導致該產品最終也夭折了。
3. 1990年代
到了20世紀90年代,VR迎來第一次熱潮。
雖然尖端設備距離民用依然很遙遠,但是面向公眾的虛擬現(xiàn)實設備也開始逐漸登場。在當時市場上出現(xiàn)很多類似的產品,和現(xiàn)在產品的外形非常相似。與此同時,科技公司也紛紛布局VR。
世界著名科學家、兩彈一星功勛獎章獲得者錢學森先生對Virtual Reality的概念也有一番深刻的洞見。比如對于VR的中文命名,以及該項技術的作用,以及對其未來發(fā)展的思考。
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錢學森建議將Virtual Reality的中文翻譯為“靈境”,他在信中寫道:“我對靈境技術及多媒體的興趣在于它能大大擴展人腦的知覺,因而使人進入前所未有的新天地,新的歷史時代要開始了!”
他認為,“靈境技術是繼計算機技術革命之后的又一項技術革命。它將引發(fā)一系列震撼全世界的變革,一定是人類歷史中的大事”。
除此之外,90年代,日本游戲產業(yè)飛速發(fā)展,各大游戲公司把VR視為游戲業(yè)的一次改革創(chuàng)新的機會,爭相推出自己的VR產品。
1991年 NNSA科學設計了一套VR系統(tǒng)用于模擬火星機器人操作,這是第一臺VR游戲機。
Virtuality以其全新的沉浸感震驚了整個行業(yè),得到消費者和資本的熱捧,也是虛擬現(xiàn)實娛樂史上首次大規(guī)模生產。
這臺機器可以支持網絡和多人游戲,配備了一系列硬件設備,如虛擬現(xiàn)實眼鏡、圖形渲染系統(tǒng)、3D追蹤器和類似外骨骼的可穿戴設備。
這款產品實質上是VR史上的一個巨大進步,這款設備意味著人們在現(xiàn)實生活中可以無縫的和VR創(chuàng)造的虛擬世界進行交互。
但是這個產品也是曇花一現(xiàn),發(fā)布后迅速銷聲匿跡了,因為這款笨重的設備要花費65000美元才能買得到,這在當時無疑是個天價。
不過在那個年代,它確實吸引了不少人對VR這個概念的關注。
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1993年,家用機平臺的一方霸主,如日中天的世嘉并不滿足當時的現(xiàn)狀。
他們是第一個嘗試把VR設備引入家庭的公司。在1991年宣布Sega VR計劃后,他們在1993年春天的CES上高調地展示了成品。
隨后,Sega VR計劃以200美元的價格作為世嘉MD主機的配件開始發(fā)售,首發(fā)支持包括《VR賽車》在內的5款作品。
但是作為VR領域早期的先行者,世嘉毫不意外的遇到了一個直到今天也不能完全避免的問題。那就是玩家在使用VR設備玩游戲時會頭疼、頭暈以及各種精神上的不適。
世嘉后來默默地取消了家庭版Sega VR的發(fā)售,只在旗下的一些街機游戲上用到了VR技術。
1993年,加拿大的Liquid Image 公司開售它的第一款命名為MRG2的頭盔。
這個頭盔有一塊5.7英寸,240×240像素的TFT-LCD屏幕,重3kg。上市后的15個月內以6800美金的售價獲得了1100萬美元的銷量。
MRG2可能是真正意義上的一款VR頭盔,它在當年的各大展銷會上引人注目,掀起了90年代的VR新浪潮。
當時的迪士尼主題公園中用到了這款設備,當時的一些影視作品中也出現(xiàn)了它。
MRG 2.2在1996以3495美元的售價推出,不過在1997年隨著經濟危機,這個風光一時的公司也被售出,淪為一家硬件廠商。
盡管無疾而終,Liquid Image的超大視場角(100×60°)和良好性能還是更人留下了深刻印象,并激發(fā)了許多人對VR的向往知心,它也是Palmer Luckey第一款頭盔樣機的原型。
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1994年,虛擬現(xiàn)實建模語言、建模語言出現(xiàn),為圖形數據的網絡傳輸和交互奠定基礎。
1995年,有三款頭顯相繼問世。首先是 Virual IO I-glasses ,使用者帶上這款眼鏡,虛擬圖像會在大約0.5米左右的地方顯示出來。
同時,因為它自帶兼容性的A/V轉換器使得該設備能兼容VR的相關內容展示。
I-glasses的消費者版本在那段時間里一直保持升級,同時只需要299刀就能買得到。
但是后來市場反響平平,也就逐漸銷聲匿跡了。
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接下來的是VFX1 Heagear,當VFX1 Heagear以600美元左右的售價殺入市場時,很多人都為它的設計而眼前一亮:雙LCD顯示器,三種角度動作追蹤技術,立體聲揚聲器以及帶有獨立傳感器的Cyberpuck手持控制器。
盡管當時由于技術的限制,其分辨率只有263*230,僅支持256色。
不過60fps刷新率可以還是很有誠意的,再加上《毀滅戰(zhàn)士》和《雷神之錘》等大作的支持,都讓它在當時風光了一把。
另外該款產品還支持通過頭部動作控制PC,類似有頭控鼠標。
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第三個就是任天堂的“虛擬男孩”。這是一個可以打網球和彈球的獨立設備。
任天堂發(fā)布的第一款能夠顯示立體3D圖形的游戲機。玩家可以像頭戴式顯示器一樣使用游戲機,將頭放在游戲機目鏡上可以看到紅色單色顯示屏顯示的游戲畫面,游戲使用視差原理產生立體3D效果。
但Virtual Boy的面世被認為是完全的商業(yè)失敗,它的失敗被認為是由于其高昂的價格、單色的顯示屏幕、不起眼的3D效果、缺乏真正的便攜性、游玩其所導致的健康問題和其低質量的游戲。
1996年初,因為Virtual Boy未能達到銷售量目標,任天堂停止了為Virtual Boy的游戲發(fā)行和生產。而任天堂自 Virtual Boy以來,截至 2019年4月,任天堂都沒有進入 VR 領域。
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同年,Sony也出手了。Glasstron基本和之前說的I-glasses類似,也是一塊給用戶提供虛擬圖像的顯示器而已,在當時基本沒有造成什么轟動。
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1997年佐治亞理工學院和埃默里大學的研究人員合作創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實模擬越南戰(zhàn)區(qū)為治療退伍軍人PTSD病癥,當時反饋的信息來看還挺有成效。
這也是VR第一次在醫(yī)療領域作出貢獻,這種醫(yī)療手法到現(xiàn)在依然在醫(yī)療領域使用。
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1997年,飛利浦發(fā)布了Scuba VR,實際上Scuba VR也是跟隨著Forte VFX1 的腳步,這款設備同樣適用于Windows平臺,兩個LCD顯示器來創(chuàng)造3D場景,同時支持頭部動作來控制鼠標。
和VFX1不一樣的一點是,飛利浦優(yōu)化了游戲的兼容性,讓很多游戲可以不需要重新開發(fā)就可以大量移植。
例如通過虛擬鼠標控制射擊的FPS游戲,也就是所謂的頭瞄,但是這種移植的VR游戲的體驗還是太差了。
圖 18
1998年,F(xiàn)orte改名為IIS,并推出了Forte VFX1的升級版VFX3D,每臺售價1800美元,雖然分辨率有所提高,但是單眼視角僅有35°,銷量遠不如VFX1。
圖 19
1999年最著名的電影三部曲《黑客商國》紅爆全球,虛擬世界這個話題再一次引發(fā)全球討論。
該電影被稱為最全面呈現(xiàn)VR場景的電影,它展示了一個全新的世界,異常震撼的超人表現(xiàn)和逼真的世界一直是虛擬現(xiàn)實行業(yè)夢寐以求希望能實現(xiàn)的場景。
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4. 2000年代
在度過了高速發(fā)展的90年代后,率先迎接新世紀的到來的卻是AR,增強現(xiàn)實開發(fā)工具ARToolKit在新世紀的第一個年頭問世了。
這個開源工具由日本奈良先端科學技術學院(Nara Institute of Science and Technology)的加藤弘(Hirokazu Kato )開發(fā),可以說是消費級增強現(xiàn)實的第一個實例。
2000年,由英國PA新媒體公司制作的世界第一位虛擬主持人安娜·諾娃(annanova)的出現(xiàn),猶如一顆耀眼的明星。
立即就獲得了世人的矚目,人們對她的關注絲毫都不遜于我們現(xiàn)實生活當中的任何一位名人或明星。虛擬主持人令我們耳目一新。
它們所代表的是科技的進步,是科技向日常生活的應用滲透。
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除此之外,在2000年代,還開始出現(xiàn)了使用大型外殼作為街機的 VR 游戲。
圖 22
2003年索尼發(fā)布了PlayStation 2的EyeToy,這是一款用于手勢識別的數碼相機。
該設備允許玩家通過身體姿勢、顏色,甚至聲音與游戲互動,該設備還有一個內置麥克風。雖然EyeToy并沒有在商業(yè)上取得成功,但它使索尼進入了虛擬現(xiàn)實市場。
圖 23
2006年,美國國防部就花了2000多萬美金建立了一套虛擬世界的《城市決策》培訓計劃,一方面提高大家的應對城市危機能力,另一方面測試技術的水平。
2007年谷歌宣布提供全景圖像展示街景,2010年谷歌街景再次升級為3D原型。
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小結
這個階段,基本當時的科技公司都在VR,但都以失敗告終,原因主要是技術還不夠成熟,產品成本奇高。
但通過這一代開拓者的努力嘗試,為后面VR的積累和擴展打下了堅實的基礎。
與此同時,虛擬現(xiàn)實在全世界得到進一步的推廣,盡管還是未得到市場的認可,但該領域的技術理論卻在悄然完善。
本文由@予汐VR 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產品經理,未經許可,禁止轉載。
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