VR-你真的懂它吗?

2017年01月10日 NextAR


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史记VR传

前言


在2016年,风风光光火了一年的VR, 既经历了风投界的宠儿,又经历了资本寒冬。各种新闻,消息接踵而来;让人目不暇接!其中有人已经在VR界站稳了,也有人摔倒了,更有人唱衰VR。那么经过一年的发展,一些人可能会有以下问题:

  1. 2016年火了一把的VR是何来历?是幕后资本作用?还是技术积累,由量变产生了质变?

  2. 它在17年将会有着怎样的变化?你我他的生活以及各行各业将会受到哪些影响?

  3. VR技术是工具,还是噱头?

  4. VR将会如何进行可持续发展?

  5. 什么是VR+, +VR, +VR+?

所有答案将会在本系列文章中揭晓!

本系列文章将以时间为主线,揭示出VR的前世今生,其中穿插VR产业概况,最后将基于现有资料以及数据推测出未来VR发展概况。

目录

本系列文章将分三个章节


第一章:   VR过去史

                VR 发展概览


第二章:VR当代史之2016年VR大事记

                A. 导火索

                B. VR风风火火闯九州

                C. 沉默还是再次爆发

                     初次洗牌-资本寒冬


第三章: VR狂想史之2017年VR可持续发展观

第一章:VR过去史

起源


追根溯源,2016年炒的火热的“虚拟现实”,实际上是一个跨越将近200年的,终于能够在一定程度上实现的人们的梦想。


如果我们将虚拟现实定义为通过某种手段实现将自己置身于某种想象中的场景的话,那么人类开始的最早的尝试,大概就是从19世纪的360°壁画,或者说全景画的时候开始。

就像是我们现在的全景照片一样,那个时候的人们想要实现相同的效果,只能通过作画这样的手段实现,比如上面这一副记载1812年博罗季诺战役的画作。想象一下的话,如果这样的图画是记录在弧面的墙壁上的话,更能够占据观看者的视线范围,这其实就是一种“沉浸式”的体验,只不过是静态。

1838年 奠定原理

如果说全景画只是对于沉浸状态的一种最为直观的表现形式,那么1838年,一位名叫查尔斯·惠斯通爵士的研究则是正式开启了VR的技术基础:他发现人类是通过大脑处理两只眼睛看到的不同视角的二维图像后,才得到三维的概念。这一原理实际上就是目前简易VR,比如Google Carboard的工作原理。


19世纪英国著名的物理学家查尔斯·惠斯通爵士


物理学家查尔斯·惠斯通爵士,于1838年发现并确定立体图原理(Principle of stereo graph)。此原理阐明了双目视觉的实现机制,由此引导他构建了一种由棱镜和镜子组成的器材,从而使人可以从一对二维图像中观察到三维效果。查尔斯在此理论基础上发明了观察立体图像的体视镜,这一产物至今仍用于观察X射线和航空照相。

除此之外,惠斯通对双目视觉、反射式立体镜等进行了深入研究,阐述了视觉可靠性的根源问题。他对人眼的视觉、色觉等生理光学的问题也作了正确的阐述。另外,惠斯通还于1852年发明了一种幻视镜,可以把透视图象倒映在人的眼睛上。


那么在那个年代的人们做了什么呢?是“虚拟旅游”,通过上图所示的图片,来让人们看到不同景点的3D图像,当然了,仍然是静态的。这一点倒是与现在很多VR的应用不谋而合,有很多事情的确是要受到技术限制的。这一道技术门槛,足足用了近200年才打开。


脑洞大开的小说家

“人有多大胆!地有多大产” 科幻小说家向来都是胆儿大的人,什么都敢想,什么都敢写!实际上,与科幻小说的所描绘的科技相比,许许多多现实中的科学技术存在滞后性。人们往往会在科幻小说中看到一些脑洞大开的超现实科技!为什么会这样呢?因为文学作品的灵感来源于现实社会的需求,是基于理性社会的文艺表达!所以小说家们的脑洞也并非捕风捉影!


于是乎在1838年奠定了VR理论基础之后,科幻小说作家Stanley G. Weinbaum于1935年撰写了一篇名为《皮格马利翁的眼镜》的超现实小说。


作品中设想了这么一样技术:带上一副眼镜,就能够体验到包括视觉,嗅觉,微距以及触觉在内的虚拟世界。小说中的眼镜佩戴者甚至可以和画面中的世界发生交互行为。虽然在做一个的脑海中并没有虚拟现实的概念,但是这部小说中的设想不仅可以说是“虚拟现实”概念的首次描述,更是世界上最早的关于VR浸入式体验的详尽描述。

脑洞大开的小说家的幻想竟然在近一个世纪之后的今天,由VR技术从业者们实现了!

超现实科幻小说家Stanley G. Weinbaum(1902.4.4~1935.12.14)


《皮格马利翁的眼镜》

现代虚拟现实头显

实验论证阶段

20世纪50年代中期,一位名叫Morton Heilig的电影摄影技师发明了一款名叫“Sensorama”的大型仪器,长点有一点像是我们熟悉的街机。

Sensorama 第一代沉浸式体验机器


Sensorama组成部分有:

  1. 立体声扬声器

  2. 3D显示器

  3. 风扇,会震动的椅子甚至还能够提供气味


大家可以脑补成现代游乐园里的9D OR 4D电影。这位摄影师的理想就是能够让观众完全沉浸于电影世界,他的这部机器可以让人沉浸于虚拟摩托车骑行体验,感受到风吹,震动以及声响!在大部分人还在使用黑白电视的那个年代,这可是不得了的逆天黑科技!


然而,理想很丰满,现实很残酷!由于这位Morton Heilig大哥的思想过于前卫!再加上当时种种技术以及硬件基础条件的限制还有应用内容的匮乏,他的Sensorama 并未流行起来!并未带来经济效益!为此Morton Heilig还欠下了一屁股的债!


牛人就是牛人!心里承受能力以及毅力都与常人不同! Morton Heilig 在初次尝试并未取得社会认可, 然而他并未就此放弃!终于他在1960年再次东山再起!


世界上首款头戴式虚拟现实显示器诞生了!它的发明者正是Morton Heilig !

Morton Heilig的头戴式3D眼镜设计专利


Morton Heilig 这款看起来像是绑了两个罐头在头上的眼镜,能够提供3D影像和立体声。1960年的这一款设备,已经初见虚拟现实头盔的原型。然而,令人遗憾的是,这个眼镜仍然未在当时市场上大放异彩!


庆幸的是它的外形设计、功能配置、工作原理以及设计理念,却已为日后虚拟现实的发展制定了可遵循的标准。


时间发展到这里,大家可能会注意到,这些发明家一直都在研究头显!从未参与动作捕捉技术的研究!

动作捕捉技术

虚拟现实与动作捕捉技术一开始是两个独立的技术,二者之间并没有任何交集!但是二者的开发原理与意图是一致的,这就导致后来的有人将次合二为一了!


1961年:美国飞歌公司:动作追踪技术专利

在Morton Heilig发明了“罐头”眼镜之后的1961年,两位飞歌公司的工程师提交了一项运动追踪专利,它的主要用途原本是为士兵更自然的探查外界信息所用:摄像头会随着头部的动作进行移动。

飞歌公司动作追踪专利


然而,当时的这项技术并没有丝毫用于虚拟现实设备的意思,主要原因是虚拟现实这一概念还很模糊并且不具备明确的商业用途,如果仅仅作为娱乐设备,在当时的那个年代也未免太过昂贵了,要知道在1961年时,连彩色显像管式电视机还未普及!不过原理相通,实现途径也就水到渠成了。动作追踪技术也被认为是实现《皮格马利翁的眼镜》中交互体验预言的重要环节。


虚拟现实核心蓝图

1965年,一位脑洞更大的计算机专家Ivan Sutherland定义了所谓“终极显示器”的概念。其主要概念主要包括一下三点:


  1. 通过头戴显示器可以展现3D的视觉和声音效果

  2. 由电脑提供图像并保证实时性。

  3. 用户能够通过与现实相同的方法与虚拟世界的物体进行互动。


这简直就是如今虚拟现实概念的核心要素!

虚拟现实核心蓝图制定者:Ivan Sutherland 


1968年,Ivan大叔与他的学生创造了第一台与电脑连接的头戴式显示屏,不过仪器比较大,需要掉在天花板上,因此这款设备的名字又叫做达摩克利斯之剑(Sword of Damocles)。

达摩克利斯之剑虚拟现实眼镜


和世界上第一台计算机“ENIAC”一样,达摩克利斯之剑是实验性的科技产物,局限于当时的计算机的处理能力以及极为有限的图像处理能力,Ivan的这款“终极显示器”也仅仅只能显示非常原始的,由线条构成的房间和物体。


然而,Ivan对终极显示器的概念与其发明标志着VR技术的理论实践阶段的结束,自此开始,虚拟现实技术开始逐步进入市场应用阶段。

市场试点应用阶段(1985-1995)

1985年:美国航空航天局的VIVED VR计划


1985 年又是Ivan老爷爷成功地将“终极显示器“概念”引入引入美国军方和科技界高层 ! 不成熟的技术与价格高昂的设备虽然在实验论证阶段没有得到社会的认可,但是却引起冷战期间美国政府高层的注意!


因此美国航空航天局(NASA)启用虚拟现实设备“VIVED VR”计划,为NASA打造沉浸式宇宙飞船驾驶模拟训练中心,训练增强宇航员的临场感,使其在太空能够更好的工作。这台设备,无论是命名、设计以及体验方式来说,都和今天已经步入民用市场的VR设备无异。

美国航空航天局使用的VIVED VR宇航员训练系统


该系统是一个安装在头盔上的VR设备,配备了一块中等分辨率的2.7英寸液晶显示屏,并结合了实时头部运动追踪技术。


虚拟现实(Virtual Reality)名词

在1987年之前的100多年里,始终无一人为虚拟现实这项技术正式命名!大多名字更多的是一段描述或者是“终极显示器”这类泛名词。直到1987年,虚拟现实之父杰伦·拉尼尔在1987年创造了一个词组“virtual reality”,也就是我们所谓的VR,虚拟现实。从这一年起,这一研究领域终于有了一个正式的名字。


1987年:虚拟现实之父杰伦·拉尼尔(Jaron Lanier)的虚拟现实头盔


虚拟现实之父的名字可不是戴高帽!杰伦·拉尼尔所创立的企业也成为历史上首个制造并销售虚拟现实头盔的公司。全套设备包含一套动作传感器、电脑输入输出系统、VPL虚拟现实眼镜、提供动作追踪捕捉的操作手套,整套售价近2万美元。

除了贵还是贵的整套设备


走在前头的游戏产业

那么接下来的一段时间里,VR设备的试水工作都是游戏公司来完成的。虽然试水结果都比较惨!但是大家明白了一个道理,那就是VR技术还不足以用于消费级市场。


1987年:任天堂公司推出Famicon 3D System眼镜

任天堂 Famicon 3D System


该眼镜使用主动式快门技术,透过转接器连接任天堂电视游乐器使用,该眼镜比其最知名的Virtual Boy早了近十年。


1993年:世嘉(SEGA)公司推出SEGA VR设备

日本游戏机制造厂商世嘉公司在1993年推出了一款叫做SEGA VR的设备。它的外观符合今天构成标准的VR头盔造型,这款设备有头部追踪、立体声音效和LCD显示屏幕。


然而限于当时的游戏机处理性能,配套的游戏软件只有四款,而且游戏体验并不理想,再加上高昂的售价,很快便被淘汰掉了。


1995年:任天堂公司推出Virtual Boy(虚拟男孩)游戏机


大名鼎鼎的任天堂自然不会保持沉默!它于1995年推出了大名鼎鼎的Virtural Boy !  在那个充满“小霸王其乐无穷!” 的年代,这个Virtual Boy 算是”游戏机里的战斗机” 虽然游戏里画风是这样的:

这个画面看起来真是回忆无穷,瞬间回到“小霸王“插卡机时代。


回顾整个20世纪,除了军方在研究虚拟现实技术之外,游戏产业也在不断的试水!  其发展方向及其概念非常明确,只可惜,相关技术一直都跟不上来。

结语:量变必引起质变

历经百年理论,技术的不断积累!经过历代发明家,计算机科学家的不断试验努力!虚拟现实设备与技术正在逐步演变成我们现在所看到的外观及功能!


由此可见,虚拟现实VR的发展是建立在技术积累基础之上的,虽然20世纪以及20世纪之前的大多数尝试几乎都是失败的,但其原始技术积累为21世纪其技术发展提供了巨大而宝贵的技术资料!随着21世纪精悍的移动技术,互联网技术以及高清显示屏和数据吞吐巨大的3D图形处理器的相应出现,直接导致虚拟现实技术快速发展!


至此虚拟现实的起源,实验以及试点阶段到此结束,接下来就是虚拟现实技术大规模快速发展期(1995-至今)!


在此时期,虚拟现实技术逐渐被一些商业巨头以及互联网巨头所关注,他们不惜花重金不断研发提高虚拟现实设备的性能,并将其小型化,集成化! 其 ”虚拟现实“ 在概念上、技术上也得到更高层次上的升华与拓展,并由此诞生了 增强现实 (Augmented Reality)与 混合现实 (Mixed Reality)。 其商业应用、内容制作以及完整的产业链正在逐渐形成! 


下期文章将重点阐述 ”VR当代史之2016年VR大事记!”

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