虛擬現實50年 精選

編者按：本文作者是何安莉，凌指的創始人，專注於虛擬現實和手勢捕捉等領域。
當下，如果你還不知道什麼是虛擬現實（Virtual Reality, VR），或者增強現實（Augmented Reality, AR）的話，那你真的就Out了！如果你初步瞭解了虛擬現實技術，也知道去年facebook豪擲20億美金買下的初創公司是做什麼的話，這篇文章就是為你準備的！今天我們就來翻翻虛擬現實的歷史，帶你深刻的理解，為什麼虛擬現實會是未來幾年的技術熱點。

60年代

虛擬現實？不是最新的技術麼？Yes and No。事實上，虛擬現實技術的第一個原型設備出現於1968年秋，距今已經將近半個世紀了，在這個意義上，虛擬現實並不新。但是，虛擬現實的確也是近幾年才出現在大眾視野中，為人所知並且逐漸成為了熱門話題。你肯定還心存懷疑，畢竟在1968年：第一個鼠標才誕生於斯坦福大學；個人計算機（PC）那時候根本不個人；別説在PC玩3D遊戲，我們連顯卡都沒有，怎麼可能在那個時候就有虛擬現實的原型機了？其實我和你一樣覺得不可思議，但是這個21秒的視頻可以為我作證：

這個原型機有一個非常酷炫的名字：The Sword of Damocles) （達摩克利斯之劍）。原型的作者是被譽為計算機圖形學之父和虛擬現實之父的著名計算機科學家Ivan Sutherland，關於他的諸多成就，這裏就不再多提了。

為什麼説達摩克利斯之劍是第一個虛擬現實的原型設備呢？因為它定義了虛擬現實的幾個要素：

• 立體顯示：原型使用了兩個1吋的CRT顯示器分別顯示不同視角的圖像，來創造立體視覺。
• 虛擬畫面生成：視頻中的立方體是實時計算渲染出來的。
• 頭部位置跟蹤：原型使用了兩種方式來對頭部位置進行跟蹤，機械連桿和超聲波檢測。你沒有看錯，在1968年，這個看似簡陋的原型有三個超聲波發生器和四個接收器，用來跟蹤頭部運動。
• 虛擬環境互動： 這一環節上，達摩克利斯之劍就顯得對不起自己酷炫的名字了。因為唯一和這台設備互動的手段，是雙手操作的把手。
• 模型生成：雖然這只是個簡單的立方體，僅有8個頂點，但的確是通過空間座標建立的模型。如果你觀察足夠仔細的話，應該可以看到，視頻中這個簡單的立方體是隨着人的視角在變化的。

不得不承認，以現代的眼光來看達摩克利斯之劍，的確有些簡陋，但是考慮到這是1968年的原型，你不得不讚歎這個超越時代的作品。不難想象，在那個連鼠標都還沒被髮明的時代，這樣“瘋狂”的構想，也就只能放在實驗室裏落灰了。事實上也是如此，Ivan Sutherland的論文在1968年秋季發表後，影響並不大，虛擬現實也並沒有在那個時代成為話題。

80年代

時間推進到了1980年代。這個時候最重要的改變是，組成虛擬現實的各個設備都可以獨立購買了！

• 立體顯示：市場上已經可以買到Sony生產的便攜式LCD顯示器了。而且，那個時候我們還可以買到35mm廣角鏡片，使得近距離下視場的廣度也能得到保證（沒有變形校正）。什麼是變形校正？想想用放大鏡看書時候字體變形的效果吧！
• 虛擬畫面生成：那個時候的顯卡每秒可以渲染上千個三角形，已經可以展示覆雜的圖像了。
• 頭部位置跟蹤：Polhemus公司 開發出了6個自由度的頭部追蹤設備，雖然使用距離還有侷限，但是比起機械連桿和超聲波，精準程度大大提高不説，還省去了很多束縛。
• 虛擬環境互動：帶有關節動作傳感器的手套。
• 模型生成：當時的顯卡也可以做到實時三維建模了。

1987年的時候，另外一位著名的計算機科學家Jaron Lanier，就這麼東拼西湊的搗鼓出一款價值10萬美元的虛擬現實頭盔。這個頭盔看起來有點像Oculus，但是這套虛擬現實系統是第一款真正投放市場的VR商業產品。
今天

時間推進到今天。如果説在80年代，虛擬現實的基本技術是得到了發展的話，那麼現如今，虛擬現實技術相比於過去就有了質的飛躍！

• 立體顯示：智能手機的PPi已經超過了500，亮度和色彩都是80年代顯示技術無法相提並論的。
• 虛擬畫面生成： 如今最優秀的桌面顯卡可以每秒渲染數十億個三角形，就連手機上的圖形處理單元也能輕鬆達到千萬級別，流暢渲染3D遊戲不在話下。
• 頭部位置跟蹤：最新的IMU（慣性測量單元），不僅小巧，而且還非常精確。
• 虛擬環境互動：體感控制、手勢識別、語音控制等。
• 模型生成：3D遊戲已經遍及PC和移動平台了，在這一方面，相應技術已經非常成熟了。

未來

個人計算機（PC）從原型到普及花費了數十年時間；互聯網革命用了十幾年的時間就連接了全世界；而智能手機和移動互聯網，則只用了短短不到十年的時間，就佔據了現代人生活的方方面面。在經歷了這些信息革命之後，下一個激動人心的技術會是什麼呢？目前國內外比較一致的觀點就是：VR/AR的硬件設備、應用在VR/AR上的新的三維交互方式，和基於VR/AR設備的應用內容，就是下一個新革命！

[本文來自讀者的投稿，不代表36氪立場]
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資料來源：36Kr