1.1.1 VR發(fā)展歷史

1.1.1

VR技術(shù)的概念和研究目標(biāo)的形成與相關(guān)科學(xué)技術(shù)（特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)）的發(fā)展密不可分。人們甚至嘗試過很多方式，用足以以假亂真的方式再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)。VR的起源可以追溯到17世紀(jì)末或18世紀(jì)初。現(xiàn)實(shí)主義藝術(shù)家創(chuàng)作了作品，比如戰(zhàn)爭場(chǎng)景和更多不同主題的全景繪畫，這些作品填滿人們的視野，這之后才有對(duì)VR技術(shù)化的實(shí)質(zhì)推進(jìn)。

1.科學(xué)幻想

早在20世紀(jì)30年代，作家斯坦利·G.溫鮑姆（Stanley G.Weinbaum）就在其小說《皮格馬利翁的眼鏡》中提到了這樣一種 VR 眼鏡，當(dāng)人們戴上它時(shí)，可以看到、聽到虛擬世界里面的角色感受到的事物，猶如真實(shí)地生活在其中一般。歷史證明，科幻小說是啟發(fā)科學(xué)發(fā)展的“先頭部隊(duì)”。

2.早期研究

在1957年，美國攝影師莫頓·海利格（Morton Heilig）發(fā)明了第一臺(tái)原始VR設(shè)備Sensorama（1962年提交專利），這臺(tái)設(shè)備被認(rèn)為是VR設(shè)備的“鼻祖”。它非常大，屏幕固定，擁有3D立體聲、3D顯示、震動(dòng)座椅、風(fēng)扇（模擬風(fēng)吹）以及氣味生成器等功能及設(shè)備。第一臺(tái)原始VR設(shè)備Sensorama如圖1-2所示。可見早期人們對(duì)VR的理解，就已經(jīng)不限于視覺方面的內(nèi)容。

1965年，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家伊萬·薩瑟蘭（Ivan Sutherland）發(fā)表論文“The Ultimate Display”（終極顯示）。1968年，薩瑟蘭發(fā)明了非常接近于現(xiàn)代 VR設(shè)備概念的第一款頭戴式 VR 顯示器 Sutherland，其因?yàn)橹亓看螅枰梢桓睓C(jī)械臂吊在人的頭頂，所以也被稱為“達(dá)摩克利斯之劍”。第一款頭戴式 VR 顯示器Sutherland如圖1-3所示。

這個(gè) VR 設(shè)備，通過超聲和機(jī)械軸，實(shí)現(xiàn)了初步的姿態(tài)檢測(cè)功能。當(dāng)用戶的頭部姿態(tài)變化時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算出新的圖形并將其顯示給用戶。可以說，現(xiàn)代的 VR 眼鏡，都是對(duì)“達(dá)摩克利斯之劍”的技術(shù)革新。Sutherland的誕生，標(biāo)志著頭戴式VR設(shè)備與頭部位置追蹤系統(tǒng)的誕生，為現(xiàn)今的VR技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.概念產(chǎn)生和理論形成

20世紀(jì)70年代至20世紀(jì)80年代，是整個(gè)虛擬技術(shù)理論和概念形成的時(shí)期，組成虛擬頭盔的各種組件在技術(shù)上已經(jīng)十分成熟。1987年，著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家杰倫·拉尼爾（Jaron Lanier）利用各種組件“拼湊”出第一款真正投放市場(chǎng)的VR商業(yè)產(chǎn)品，這款VR頭盔看起來有點(diǎn)像Oculus頭盔（目前市場(chǎng)主流的VR頭盔之一），但10萬美元的天價(jià)阻礙了其普及之路。

4.第一次VR熱潮

20世紀(jì)90年代，VR技術(shù)的理論已經(jīng)非常成熟，但對(duì)應(yīng)的VR頭盔依舊是概念性的產(chǎn)品，展現(xiàn)了VR產(chǎn)品的尷尬之處——笨重、功能單一、價(jià)格昂貴。游戲公司任天堂1995年推出的Virtual Boy游戲主機(jī)如圖1-4所示。它由頭戴式變成了三腳架支撐形式，畫面顯示單一色彩——紅色，僅僅在市場(chǎng)上生存了大約6個(gè)月就銷聲匿跡，VR游戲的首次嘗試也隨之“煙消云散”，但這為VR硬件進(jìn)軍個(gè)人用戶市場(chǎng)打開了一扇門。

5.VR熱潮重啟

2012年，Oculus公司推出一款頭戴式顯示器（后文簡稱“頭顯”）Oculus Rift，如圖1-5所示。Oculus通過國外知名眾籌網(wǎng)站Kickstarter募資開發(fā)費(fèi)用，后來其被臉書公司以20億美元的天價(jià)收購。而當(dāng)時(shí)Unity（市場(chǎng)主流VR開發(fā)引擎）作為第一個(gè)支持Oculus產(chǎn)品的引擎，吸引了大批開發(fā)者投身于VR項(xiàng)目的開發(fā)中。

2014年谷歌公司發(fā)布了Google Cardboard VR眼鏡（谷歌卡板，是谷歌推出的廉價(jià)VR眼鏡），如圖1-6所示，這讓消費(fèi)者能以非常低廉的價(jià)格，通過在盒子里面插入手機(jī)來體驗(yàn)VR世界，直接點(diǎn)燃了“Mobile VR”（移動(dòng)端VR）產(chǎn)品“超級(jí)營銷大戰(zhàn)”。

HTC VIVE VR頭顯如圖1-7所示，這是由HTC與Valve公司聯(lián)合開發(fā)的一款VR頭顯，其在2015年世界移動(dòng)通信大會(huì)（Mobile World Congress,MWC）上被正式發(fā)布。2016年，索尼子公司推出了PS VR（一款VR頭顯），隨后大量的廠家開始研發(fā)自己的VR設(shè)備，“VR元年”正式開始。

VR技術(shù)的發(fā)展跌宕起伏，但大部分新技術(shù)，從概念出現(xiàn)到最終普及，都會(huì)經(jīng)歷起伏的過程。業(yè)界有一條專門描述這個(gè)過程的曲線，即技術(shù)成熟度曲線（Hype Cycle）,VR技術(shù)成熟度曲線如圖1-8所示。了解技術(shù)成熟度曲線，可以使我們?cè)谛录夹g(shù)的應(yīng)用過程中有效地把握時(shí)機(jī)，做出正確的判斷。