文|MetaPost
自元宇宙概念誕生以來(lái)，硬件、軟件、服務(wù)、內(nèi)容和生態(tài)就是其不斷成長(zhǎng)完善的基石。目前，元宇宙和現(xiàn)實(shí)世界之間連接主要依靠硬件，而VR頭顯被譽(yù)為元宇宙硬件入口之一。
看似是一項(xiàng)新潮的技術(shù)，其實(shí)VR誕生已經(jīng)有著超過(guò)100多年的歷史，可以說(shuō)VR就是元宇宙賽道的“老古董”。
今天我們就來(lái)聊一聊VR的前世今生。
PS:文中有錢學(xué)森先生描述VR技術(shù)的手稿。
01、1838年：惠斯通的反光立體鏡
加密貨幣是一個(gè)新興且波動(dòng)的市場(chǎng)，擁有超過(guò)20，000個(gè)流通的代幣，眾所周知，每天都會(huì)發(fā)生大量的洗牌交易，以使該行業(yè)顯得更加繁忙，此前這個(gè)市場(chǎng)一直缺乏政府監(jiān)管，因此交易所的加密貨幣交易量長(zhǎng)期以來(lái)一直是有爭(zhēng)議的數(shù)字。
19世紀(jì)英國(guó)著名物理學(xué)家查爾斯·惠斯通爵士，于1838年首次發(fā)現(xiàn)并確定立體圖原理，并因此被授予皇家學(xué)會(huì)皇家獎(jiǎng)?wù)?，這項(xiàng)研究促使他創(chuàng)造了立體鏡。
惠斯通爵士的研究表明，把同一個(gè)物體從不同角度拍攝的兩張略有不同的圖片擺放在一起觀看，人腦會(huì)感覺(jué)到物體的3D立體感.
圖 | 立體鏡
此原理闡明了雙目視覺(jué)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，在此理論基礎(chǔ)上，查爾斯發(fā)明了一種由棱鏡和鏡子組成的器材——立體鏡，從而使人可以從兩張略有不同的二維照片中觀察到立體的三維效果。
02、1861年—20世紀(jì)初：低成本立體鏡得到普及
一段時(shí)間以后，立體鏡技術(shù)也逐漸得到普及。
1861年，美國(guó)醫(yī)生Oliver Wendell Holmes發(fā)明了一種手持的，且更加便于生產(chǎn)的低成本立體鏡。
Holmes的立體鏡設(shè)計(jì)后來(lái)成了經(jīng)典，持續(xù)了百年，甚至現(xiàn)在有廠商還在復(fù)刻這種立體鏡。
圖 | 低成本立體鏡
第一次世界大戰(zhàn)后這種產(chǎn)品的受歡迎程度就開(kāi)始下降了，到了美國(guó)大蕭條時(shí)期更是直線下降，大致是因?yàn)槿藗円呀?jīng)迷戀上新的媒介——電視了。
20世紀(jì)初以后，立體鏡慢慢地淡出大眾視野，存在的形式也變成兒童玩具或者小眾攝影師的愛(ài)好。
03、1932年：Link Trainer林克訓(xùn)練器
1932年，世界上出現(xiàn)了第一個(gè)商業(yè)化的飛行模擬訓(xùn)練項(xiàng)目——林克訓(xùn)練器（俗稱：林克機(jī)）。1929年，埃德溫·林克發(fā)明了世界上最早的飛行模擬器。
林克機(jī)將機(jī)身復(fù)制品與控件和馬達(dá)結(jié)合，能夠模擬出俯仰、滾轉(zhuǎn)與偏航等飛行動(dòng)作，從而幫助飛行員進(jìn)行模擬訓(xùn)練。據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)每臺(tái)價(jià)格3500美元。
圖 | 林克訓(xùn)練器
在二戰(zhàn)期間，林克機(jī)訓(xùn)練了超過(guò)50萬(wàn)名飛行員。中國(guó)人民解放軍空軍建軍之初，也曾使用繳獲的林克機(jī)來(lái)訓(xùn)練飛行員。
直到上世紀(jì)70年代初期，仍有些國(guó)家的空軍在使用這套設(shè)備。
04、1935年：出現(xiàn)虛擬世界的描述
林克機(jī)面世后不久，1935年，科幻作家斯坦利·G溫鮑姆在小說(shuō)《皮格馬利翁的眼鏡》中描述了一款VR眼鏡，能夠同時(shí)模擬視覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等的VR設(shè)備。
圖 | 小說(shuō)《皮格馬利翁的眼鏡》插圖
最令人驚嘆的是，小說(shuō)中的眼鏡佩戴者甚至可以和畫(huà)面中的世界發(fā)生交互，并影響鏡中世界的歷史進(jìn)程。
因此，這副“皮格馬利翁的眼鏡”被認(rèn)為是世界上最早的VR頭顯概念雛形，時(shí)至今日，小說(shuō)所描述的場(chǎng)景依然是廣大VR從業(yè)者努力攀登的技術(shù)高峰。
05、1956年：第一臺(tái)虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器
電影攝影師莫頓·海利格發(fā)明了名為Sensorama的虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器，并在1962年為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)了專利，這被譽(yù)為VR的原型機(jī)。
圖 | Sensorama虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器
這款設(shè)備是為增強(qiáng)電影觀看體驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，通過(guò)三面顯示屏來(lái)實(shí)現(xiàn)空間感。雖然設(shè)備體型巨大，但卻有很多功能，比如3D顯示、3D立體聲、振動(dòng)座椅、模擬風(fēng)吹的風(fēng)扇，甚至還有氣味生成器，而用戶需要坐在椅子上將頭探進(jìn)設(shè)備內(nèi)部，才能體驗(yàn)到沉浸感。
06、1960年：第一款頭顯Telesphere Mask
上述Sensorama的發(fā)明者莫頓·海利格，在1960年發(fā)明了第一款頭戴式顯示器——Telesphere Mask，并將它定義為“個(gè)人用途的可伸縮電視設(shè)備”。
圖 | Telesphere Mask
可以看出，Telesphere Mask的外觀設(shè)計(jì)非?，F(xiàn)代化，具備3D顯示和立體聲，但沒(méi)有頭部的位置跟蹤系統(tǒng)，所以本質(zhì)只是一個(gè)頭戴式的顯示器。
由于應(yīng)用場(chǎng)景有限，3D電影制作費(fèi)和設(shè)備成本高昂，Morton發(fā)明的Sensorama和Telesphere Mask最終都因商業(yè)化失敗而告終，留給世人的只有富有遠(yuǎn)見(jiàn)的暢想和產(chǎn)品概念。
07、1968年：第一款頭戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備Sutherland
1968年，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父、著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家Ivan Sutherland設(shè)計(jì)了第一款頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備——Sutherland。
Sutherland的成功之處在于頭顯連接電腦，具備頭部的位置跟蹤系統(tǒng)，通過(guò)超聲設(shè)備和機(jī)械軸，初步實(shí)現(xiàn)姿態(tài)檢測(cè)功能，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是當(dāng)用戶轉(zhuǎn)動(dòng)頭部的時(shí)候，計(jì)算機(jī)會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算出新的圖形，并顯示出來(lái)。
圖 | Sutherland
由于當(dāng)時(shí)硬件技術(shù)的限制，Sutherland相當(dāng)沉重，根本無(wú)法獨(dú)立穿戴，必須在天花板上搭建支撐桿來(lái)懸掛，這一設(shè)計(jì)也被人們戲稱為“達(dá)摩克利斯之劍”，最終未能走出實(shí)驗(yàn)室。
Sutherland的出現(xiàn)，標(biāo)志著頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備與頭部位置追蹤系統(tǒng)的問(wèn)世，如今的虛擬技術(shù)在此基礎(chǔ)上做改革創(chuàng)新，而Ivan Sutherland也因此被稱為“虛擬現(xiàn)實(shí)之父”。
08、1989年：第一款商業(yè)化的VR產(chǎn)品eyephone
1984年，Atari虛擬現(xiàn)實(shí)研究室的前員工Jaron Lanier創(chuàng)辦了VPL公司，并普及了Virtual Reality（簡(jiǎn)稱VR）這個(gè)術(shù)語(yǔ)。1989年，VPL公司推出了一套商業(yè)化的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品——eyephone。
圖 | eyephone
與眾不同的是，VPL公司還推出了數(shù)據(jù)手套（Data Glove），最初只被作為PC的輸入系統(tǒng)，此后與eyephone相結(jié)合，作為虛擬環(huán)境的互動(dòng)方式。
受當(dāng)時(shí)技術(shù)的制約，eyephone僅搭載低分辨率的LCD顯示器，且計(jì)算機(jī)性能不足以支撐追蹤肢體運(yùn)動(dòng)所需的圖形渲染，用戶體驗(yàn)和沉浸感都十分糟糕，且當(dāng)時(shí)的售價(jià)高達(dá)9400美元。
09、90年代：VR的第一次熱潮
到了90年代，VR迎來(lái)第一次熱潮，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上出現(xiàn)很多類似的產(chǎn)品，和現(xiàn)在產(chǎn)品的外形非常相似。
中國(guó)工程院院士、兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者錢學(xué)森先生對(duì)VR的概念有一番深刻的洞見(jiàn)，如對(duì)于VR的中文命名，以及該項(xiàng)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的思考。
圖 | 錢學(xué)森關(guān)于VR的親筆書(shū)信
錢學(xué)森建議將Virtual Reality的中文翻譯為“靈境”，他在信中寫道：“我對(duì)靈境技術(shù)及多媒體的興趣在于它能大大擴(kuò)展人腦的知覺(jué)，因而使人進(jìn)入前所未有的新天地，新的歷史時(shí)代要開(kāi)始了！”他認(rèn)為，“靈境技術(shù)是繼計(jì)算機(jī)技術(shù)革命之后的又一項(xiàng)技術(shù)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?！?/p>
10、1995年：任天堂的Virtual Boy
90年代，日本游戲產(chǎn)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(jī)會(huì)，爭(zhēng)相推出自己的VR產(chǎn)品。
1995年，任天堂發(fā)布第一款能夠顯示立體3D圖形的游戲機(jī)。玩家可以像頭戴式顯示器一樣使用游戲機(jī)，將頭放在游戲機(jī)目鏡上可以看到紅色單色顯示屏顯示的游戲畫(huà)面，游戲使用視差原理產(chǎn)生立體3D效果。
圖 | 任天堂的Virtual Boy游戲機(jī)
但Virtual Boy的面世被認(rèn)為是“完全的商業(yè)失敗”，它的失敗在于其高昂的價(jià)格、單色的顯示屏幕、差強(qiáng)人意的3D效果、缺乏真正的便攜性、使用其而導(dǎo)致的健康問(wèn)題，以及低質(zhì)量的游戲。
1996年初，因?yàn)閂irtual Boy未能達(dá)到銷售量目標(biāo)，任天堂停止了Virtual Boy的游戲發(fā)行和生產(chǎn)。
11、21世紀(jì)的娛樂(lè)革命
步入21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)性能、圖形處理技術(shù)、動(dòng)作捕捉技術(shù)的進(jìn)步，直到2012年，VR才真正享受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的紅利。
2012年，17歲少年P(guān)almer Luckey在自家車庫(kù)通過(guò)研究拆解1970至2000年初的VR設(shè)備，制作出開(kāi)發(fā)者版本的Rift頭顯，并將它推上眾籌平臺(tái)Kickstarter。
圖 | Oculus Rift開(kāi)發(fā)者版本（DK系列）
隨后，Palmer Luckey成立了自己的公司Oculus，并在眾籌平臺(tái)上成功吸引了超過(guò)250萬(wàn)美元的資金，2014年更是被Facebook以20億美元的天價(jià)收購(gòu)。隨后，Palmer Luckey以獨(dú)特的姿勢(shì)登上了《時(shí)代》雜志封面。
圖 | Palmer Luckey登上《時(shí)代》雜志
本來(lái)這是個(gè)讓更多人認(rèn)識(shí)Oculus和VR的大好機(jī)會(huì)，但Palmer Luckey在封面上擺出的姿勢(shì)實(shí)在太搶戲，以至于大家的關(guān)注點(diǎn)根本不在Oculus Rift設(shè)備本身，而是被Palmer Luckey的靈魂舞姿所吸引。
網(wǎng)友自然不會(huì)放過(guò)這個(gè)機(jī)會(huì)，紛紛大展拳腳惡搞這位頭戴Oculus、身穿Polo衫和牛仔褲在沙灘跳舞的年輕人。
圖 | 網(wǎng)友惡搞Palmer Luckey系列圖
2015年，谷歌推出售價(jià)僅為5美元的VR頭顯——Cardboard，開(kāi)啟了移動(dòng)VR的新時(shí)代。
圖 | Google Cardboard谷歌紙盒VR眼鏡
Cardboard能適配市面上大多數(shù)智能手機(jī)，在麥當(dāng)勞、可口可樂(lè)等商業(yè)巨頭的推動(dòng)下，Cardboard紅遍全球，也間接推動(dòng)了三星Gear VR的發(fā)展?？梢哉f(shuō)，Cardboard的便攜性和低價(jià)格，讓更多人體驗(yàn)到了VR的魅力。
這一年開(kāi)始，科技巨頭的VR產(chǎn)品雨后春筍般不斷涌出。
圖 | HTC VIVE
2015年，HTC與Valve合作開(kāi)發(fā)的HTC VIVE頭顯正式發(fā)布。
圖 | 三星Gear VR
同年，三星Gear VR發(fā)布，繼承了谷歌Cardboard的親民路線，售價(jià)99美元，與三星手機(jī)綁定。
圖 | Oculus rift
2016年，收購(gòu)Oculus公司后的Facebook正式發(fā)售Oculus rift消費(fèi)者版本，這是一款真正PC專用VR頭顯，價(jià)格599美元。扎克伯格說(shuō)，2016年是消費(fèi)級(jí)VR設(shè)備元年。
圖 | PlayStation VR
同年，索尼推出一款專為游戲主機(jī)設(shè)計(jì)的VR頭顯——PlayStation VR。
圖 | 微軟hololens 2
微軟在2016年和2019年分別推出混合現(xiàn)實(shí)頭顯hololens和hololens2，通過(guò)3D攝像頭、深度傳感器、陀螺儀以及麥克風(fēng)等傳感器的組合，完成對(duì)環(huán)境和使用者行為的捕捉，hololens2更是加入了眼球跟蹤能力，可以精確地感知使用者在注視什么位置，實(shí)現(xiàn)更自然便捷的互動(dòng)。
圖 | Oculus Quest 2
2020年，Meta推出VR一體機(jī)Oculus Quest 2，是首款搭載驍龍XR2平臺(tái)的VR設(shè)備，號(hào)稱能提供目前最先進(jìn)、最具沉浸感的VR游戲體驗(yàn)。
據(jù)外媒報(bào)道，Oculus Quest 2在2021年的銷量已經(jīng)超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其他VR設(shè)備，成為當(dāng)下最受歡迎的VR頭顯之一。Quest 2的銷量破千萬(wàn)，意味著Meta在元宇宙的戰(zhàn)略下，Meta已經(jīng)有了基礎(chǔ)的VR用戶，加上原本Facebook社交平臺(tái)已有的29億月活用戶，可以說(shuō)，Meta成功占據(jù)元宇宙的C位。
扎克伯格認(rèn)為，元宇宙的核心是互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)的升級(jí)，所以VR設(shè)備及其生態(tài)是關(guān)鍵。
12、未來(lái)可期
1999年，沒(méi)有人會(huì)想到，20年后，一個(gè)香煙盒大小的電子設(shè)備——手機(jī)，計(jì)算能力顯示效果，會(huì)接近一臺(tái)正兒八經(jīng)的電腦。
20年前，互聯(lián)網(wǎng)剛出現(xiàn)苗頭，全國(guó)在網(wǎng)人數(shù)不過(guò)900萬(wàn)。20年前的我們，根本想象不到，20年后，離開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)，我們寸步難行。
或許在20年后的元宇宙世界中，每個(gè)人在虛擬世界都有自己的新身份，過(guò)著一種新的生活。人們會(huì)有大量的活動(dòng)停留在虛擬現(xiàn)實(shí)中，社交、學(xué)習(xí)、工作……
20年后，達(dá)到極致形態(tài)的VR，對(duì)人類社會(huì)的影響，或許類似于互聯(lián)網(wǎng)對(duì)人類生活的影響一樣，甚至還要深。人們?cè)谖镔|(zhì)需求得到極大滿足后，對(duì)精神需求的追求將在虛擬世界中得到全維度的實(shí)現(xiàn)。
而長(zhǎng)達(dá)20年的時(shí)間周期里，更是會(huì)出現(xiàn)很多匪夷所思的新技術(shù)革命、新思潮。
對(duì)于未來(lái)，我們保持期待。