Виртуальная реальность история создания кратко
Обновлено: 06.07.2024
Виртуальная реальность — это симуляция, генерируемая компьютером, воспроизводится в трехмерной среде или изображении, с которым пользователь может взаимодействовать, физическим или реальным способом с помощью специального электронного устройства. Пользователь виртуальной реальности может использовать пару сенсорных перчаток или шлем со специальным экраном внутри.
Если рассматривать все в контексте, виртуальная реальность означает, что вещи создаются искусственно, чтобы пользователь мог испытать нечто, максимально приближенное к реальности.
Виртуальная реальность отличается от дополненной реальности (AR). В последнем случае некоторые цифровые элементы добавляются к просмотру в реальном времени с помощью устройства, например смартфона. Хорошие примеры дополненной реальности — Pokemon Go! и Snapchat линзы или новые смартфоны Android с настольным AR.
Виртуальная реальность не появилась недавно. Были попытки в конце 17 и 18 веков. Они не были технологическими по своей природе. Например, в 18 веке несколько художников создали реалистичные произведения искусства, такие как великолепные панорамные изображения батальных сцен и пейзажей. Картины были больше по размеру и создавались в 360-градусном стиле, так что поле зрения наблюдателей было заполнено пейзажами, заставляя их чувствовать себя частью ландшафта перед ними.
View-Master
Почти в то же время, ближе к 1838 году, английский изобретатель и ученый Чарльз Уитстон исследовал, как мозг может обрабатывать два разных изображения, видимых каждым глазом, и превращать их в одно составное изображение в уме человека.
Когда два изображения для каждого глаза были объединены, стало возможным воспроизвести ощущение глубины в двух измерениях (2D). Исследование Уитстона привело к созданию стереоскопа View-Master. Это стало очень популярным продуктом, и в 1939 году создатели запатентовали его.
Технология все еще используется сегодня, особенно в Google Cardboard и некоторых более дешевых гарнитурах VR.
Link Trainer
Link Trainerбыл разработан Эдвардом Линком в 1929 году и запатентован в 1931 году. Link Trainer является лучшим симулятором полета. У него были моторы, которые имитировали ощущение управления. Тренажер был способен моделировать движения во время турбулентности и других атмосферных помех.
Первые устройства виртуальной реальности
Telesphere Mask
Позднее Хейлиг разработал Telesphere Mask, запатентован в 1957 году. Это был дисплей, демонстрирующий не интерактивные фильмы. Не было отслеживания движения, но пользователь мог наслаждаться стереозвуком, широким обзором и стереоскопическим 3D-изображением.
Headsight
Брайан и Комо были двумя инженерами, работавшими в корпорации Philco. В начале 1960-х годов они разработали первый современный дисплей (HMD), который получил название Headsight . Это было устройство отслеживания движения, которое имело отдельные видеоэкраны для каждого глаза. Угол наклона камеры можно менять, когда пользователь двигает головой. Он был создан для того, чтобы пользователи могли наблюдать за опасными ситуациями издалека, например, при испытаниях взрыва бомбы.
Ultimate Display
Иван Сазерленд, провозглашенный отцом графики, создал концепцию будущего развития VRеще в 1965 году благодаря Ultimate Display. Он предполагал потенциал симуляции реальности, когда пользователь не сможет определить разницу между реальным и виртуальным. По его замыслу, виртуальный мир можно было увидеть через установленный на голове дисплей с тактильной обратной связью и трехмерным звуком.
Поскольку он был подключен к компьютеру, симуляция могла выполняться в режиме реального времени, позволяя пользователю реально взаимодействовать с компьютерной графикой.
Sword of Damocles
Иван Сазерленд воплотил свой замысел в жизнь с созданием Дамоклова меча (Sword of Damocles) в 1968 году с помощью Боба Спроулла, одного из его учеников. Это была не сложная часть оборудования. Название произошло от того, что гарнитура была подвешена к потолку. Пользователь был привязан к устройству, но компьютерная графика была довольно примитивной. Каркасные помещения обеспечили окружающую среду.
В 1987 году термин виртуальная реальность появился впервые. Он был придуман основателем VPL (Лаборатория визуального программирования) Джароном Ланье.
Джарон Ланье разработал различные типы устройств виртуальной реальности, такие как EyePhone HMD, Dataglobe и виртуальные очки Google для коммерческого использования.
Продолжая график развития VR
В последующие годы все больше развивалось использование технологии VR для различных приложений. Одна игровая индустрия выпустила так много продуктов, интегрирующих виртуальную реальность для своего игрового оборудования. Производители смартфонов также интегрировали VR в новые модели телефонов, делая технологию более доступной. Даже платформы социальных сетей присоединились к этому. Facebook является одним из первых, когда был куплен Oculus Rift в 2014 году.
Виртуальная реальность имеет различные приложения. Помимо захватывающего игрового опыта, предоставляемого технологией, VR нашла много применений в обучении и образовании в различных областях. Это может быть использовано для помощи пациентам с психологическими расстройствами. Может научить новым навыкам молодых и пожилых людей. Можно использовать для виртуальных путешествий людей с неизлечимыми заболеваниями. Виртуальная реальность является очень перспективным вариантом для обучения хирургов, а также приложений в других областях, таких как бизнес и управление.
В течение долгого времени виртуальная реальность казалась лишь научно-фантастической концепцией. Затем, после того, как технология перестала выглядеть одной лишь фантазией, ученые, изобретатели и футурологи начали понимать, что объединение головных уборов с оборудованием может транспортировать человека в совершенно новые миры, оставляя ноги в реальном.
С выпуском Oculus Rift, Microsoft’s HoloLens и HTC Vive, кажется, настало идеальное время взглянуть в прошлое виртуальной реальности.
1956: Sensorama — 3D-дисплеи
1961: Headsight — начальник слежения
Устройство, которое в скором времени получит повсеместное применение, начинало свою жизнь как сверхсекретный военный проект. Инженеры корпорации Philco свели в одном шлеме видеоэкран с базовой системой отслеживания и связали все для CCTV. Основная цель Headsigh состояла в том, чтобы удаленно наблюдать ситуации, которые слишком опасны, чтобы находиться в непосредственной близости от них.
1966: GAF Viewmaster Master — стереоскопический 3D
Знаковый красный стереоскоп объединял несколько отличающихся друг от друга изображения одной и той же сцены, позволяющих создать единое 3D-изображение. Устройство первым дало теперь уже знакомое каждому ощущение погружения в другой мир.
1968: Sword of Damocles— AR графика
Также известно как система передвижного дисплея (HMD). Это был первый опыт Линкольновской лаборатории Массачусетского технологического института и предполагала наложение геометрической сетки на зрение пользователя. Это была первая система, способная заменить камеру с компьютером Сложность заключалось в том, что все составные части системы были настолько тяжелыми, что устройство должно было быть подвешено к потолку на механическую руку.
1980: Eye Tap — миниатюризация
Стив Манн создал громоздкий рюкзак-компьютер, подключенный к шлем-камере и видоискателю. Манн запряг расщепитель луча, чтобы демонстрировать сцену как пользователю, так и компьютеру, подключенному к камере, что позволяло производить наложение данных в реальном времени. Хотя реальность Манна была дополненной, а не виртуальной, его последующие прототипы Eye Tap показали, что виртуальные технологии не обязательно должны быть громоздкими и неестественными.
1984: RB2 — контроллеры First VR
RB2 была первой коммерческой системой VR и включала в себя перчатки, позволяющие пользователям крутить и переворачивать виртуальные объекты, которые появлялись на дисплее EyePhone. Весь комплект стоил $100000, хотя был и бюджетный вариант за $50000.
1985: NASA — ЖК-оптика и головка слежения
На протяжении последних четырех десятилетий Космическое агентство играло важную роль в разработке VR, комбинируя светодиоды, жидкокристаллические дисплеи и широкоугольную оптику, позволяющие создать хороший эффект виртуальной реальности. Тогда же, в 80-е впервые появились технологии отслеживания, созданные усилиями частных компаний.
1993: SEGA VR — VR игровой консоли
Японская компания первой дебютировала с игровой консолью в формате виртуальной реальности. К сожалению, ответная реакция на SEGA-платформу была не лучшей: утверждали, что опыт был слишком реальным и игроки могли легко травмировать себя Проект был законсервирован.
1995: CAVE — Несколько пользователей
В CAVE (автоматическая виртуальная среда) использовались стереоскопические ЖК-затворные очки и настенные проекции, позволяющие создавать трехмерную сцену, через которую пользователь мог бы пройти. Технология была разработана студентами Университета штата Иллинойс. Им удалось создать легкие VR-очки, больше похоже на те, что производят сегодня. Новаторство CAVE заключалось еще и в том, что в виртуальном пространстве могли находиться одновременно несколько пользователей.
2009: Kickstarter — новые возможности финансирования
Не случись запуск Crowdfunding платформы, возможно, основатель Oculus VR Палмер Лаки намного дольше шел бы к реализации своего видения виртуальной реальности. Oculus Rift освоил почти $2,5 миллиона от 10000 донаторов, тем самым, создав самую успешную историю на Crowdfunding.
Бум VR-технологий произошел в 2010-х, и мир стал одержим виртуальной реальностью. Как и многие другие изобретения, VR-очки впервые были описаны в научно-фантастической литературе.
Машины виртуальной реальности
Спустя почти 20 лет после выхода рассказа кинематографист Мортон Хейлиг создает Sensorama — первую машину виртуальной реальности (патент 1962 г.). Сейчас мы бы сравнили эту машину с 4D-аттракционом — большая будка, в которой полноцветное 3D-видео соединялось с аудио, вибрациями, запахами и прочими эффектами.
Все тот же Хейлиг в 1960 году запатентовал Telesphere Mask — первый дисплей, устанавливаемый на голову (HMD). Это обеспечило стерео 3D-изображение с широким обзором и стереозвуком, вот только в гарнитуре еще не было отслеживания движения. В 1966 году появился первый авиасимулятор для ВВС, что значительно поспособствовало развитию виртуальной реальности. В последующие годы военные внесли большой вклад в VR, постоянно улучшая авиасимуляторы.
Первое устройство было громоздким, тяжелым, крепилось к потолку, и его невозможно было перемещать. Чуть позже ученый создаст вторую модель, уже более легкую, с отслеживанием движений ультразвуковыми датчиками.
В 1975 году компьютерный художник Майрон Крюгер создает интерактивную VR-платформу VideoPlace — несколько темных комнат с большими экранами. Крюгер использовал компьютерную графику, проекторы, видеокамеры, видеодисплеи и технологию определения местоположения, но при этом не использовал очки. Пользователи могли видеть свои компьютерные силуэты, имитирующие их собственные движения. Кроме того, пользователи в разных комнатах могли взаимодействовать с силуэтами других пользователей в том же виртуальном мире.
Это подтолкнуло к мысли, что люди могут общаться в виртуальном мире, даже если они не находятся физически близко. Как это и происходит сейчас.
Первые VR-очки
В 1979 году впервые VR интегрировала в военный шлем компания McDonnell-Douglas Corporation. Появилось отслеживание взгляда пилота, чтобы компьютер генерировал необходимое изображение. А три года спустя создаются перчатки Sayre, которые могли отслеживать движения рук. Механизм трекинга был такой: на пальцах были размещены световые излучатели и фотоэлементы. При движении менялось количество света, попадающего на фотоэлемент, что преобразовывалось в электрические сигналы.
В период с 1986 по 1989 год американский пионер виртуальной реальности Томас Фернесс разработал авиасимулятор, известный как Super Cockpit. Тренировочная кабина была оснащена компьютерными 3D-картами, улучшенными инфракрасными и радиолокационными изображениями, а пилот мог видеть и слышать в режиме реального времени. Система слежения и датчики шлема позволяли пилоту управлять самолетом с помощью жестов, речи и движений глаз.
Чуть позже, на основе DataGlove от VPL Research, Inc., компания Mattel, Inc выпустила Power Glove — аксессуар для контроллера Nintendo Entertainment System. Но перчатки так и не прижились, их было сложно использовать обычным пользователям.
Аркадные автоматы
В начале 90-х SEGA объявила о работе над гарнитурой SEGA VR, которая предназначалась для аркадных игр и консоли Mega Drive. Дизайн гарнитуры был создан под влиянием популярных фильмов, таких как Робокоп, и представлял собой козырек с ЖК-дисплеями, стереонаушниками и датчиками отслеживания движений головы. Однако гарнитура так и не была выпущена из-за беспокойства компании о здоровье пользователей. SEGA считала, что эффект от погружения в VR будет слишком реалистичным. Но сейчас мы можем сказать, что вычислительной мощности гарнитуры было бы недостаточного для такого эффекта.
Уже в 1995 году Nintendo выпускает консоль Virtual Boy, на которой можно было играть в 3D-монохромные видеоигры. Это была первая портативная консоль для отображения трехмерной графики. Консоль продавалась всего год, после чего её сняли с производства, признав коммерческим провалом. В ней не было цветной графики, поддержки программного обеспечения, а еще она была неудобна в использовании.
В это же время выпускается еще две домашние VR-гарнитуры: I-Glasses от компании Virtual IO и VFX1 от компании Forte.
Два года спустя VR впервые применяется в терапии. Проект был известен под названием Virtual Vietnam и предназначался для лечения ПТСР у ветеранов войны.
Oculus и современные VR-гарнитуры
Настоящий прорыв в VR-индустрии случился в 2012 году, когда мир увидел первый прототип Oculus Rift на выставке Electronic Entertainment Expo. Несколько лет молодой инженер-самоучка Палмер Лаки разрабатывал свою VR-гарнитуру и делился успехами на форуме, где его заметил Джон Кармак, со-основатель компании id Software. В том же году Лаки основал Oculus VR и запустил кампанию на Kickstarter, которая собрала 2,4 млн долларов.
Спустя два года после создания Oculus VR компанией заинтересовался Facebook и купил её за 2 млрд долларов. Это был решающий момент в истории VR. Именно после этой сделки популярность VR стала быстро набирать обороты.
Sony объявила о работе над VR-гарнитурой для PlayStation 4, Google выпустил Cardboard, Samsung анонсировал Samsung Gear VR — возможности виртуальной реальности становятся доступны широкой публике.
Многие компании, такие как HTC, Google, Apple, Amazon, Microsoft Sony, Samsung, начинают разработку собственных VR-гарнитуры. В 2016 году HTC выпускает HTC VIVE. Это был первый коммерческий выпуск гарнитуры с сенсорным отслеживанием, которая позволяла пользователям свободно перемещаться в пространстве.
Переход от проводных VR-гарнитур к автономным значительно продвинул эту технологию среди обычных пользователей. Теперь VR используется не только в иммерсивном игровом процессе, но и для помощи в лечении психологических расстройств, обучения новым навыкам и в творчестве.
Несмотря на высокий технологический рост в последние годы, VR-индустрию все еще трудно назвать массовой. Шлемы виртуальной реальности удовольствие не дешевое, а интересных проектов, разработанных для них, не так уж и много.
Разработчики экспериментируют с созданием различных устройств виртуальной реальности не первый десяток лет. Давайте вспомним, что было до HTC Vive и PSVR и как это все зарождалось.
Первым прародителем современных VR-очков был стереоскоп, придуманный ученым Чарльзом Уинстоном еще в далеком 1837 году. Принцип работы стереоскопа очень прост: во внутрь аппарата помещались две одинаковых картинки под разным углом, тем самым создавая эффект объемного изображения.
Спустя сотню с лишним лет, в 1956-м, профессор Мортон Хейлиг изобрел аппарат под названием Sensorama, способный полностью погрузить зрителя в просмотр фильма. Устройство не только создавало визуальное ощущение присутствия, но также задействовало и другие органы чувств при помощи стереозвука, подвижной сидушки с вибрацией, имитации запахов и порывов ветра.
Sensorama была громоздкой и ставилась в парках развлечений, где пользовалась большой популярностью. Посетители могли в полной мере почувствовать себя на месте настоящего киногероя, например, прокатившись на виртуальном байке.
Различные компании снимали короткие фильмы специально под эту платформу. Спрос на устройство был, но, к сожалению, из-за высокой стоимости производства Sensorama не удалось полностью раскрыть свой потенциал. Зато она дало сильный толчок другим энтузиастам.
Так, в 1961 году компания Philco разработала Headsight — первый шлем виртуальной реальности с системой считывания поворотов устройства в пространстве. Тем самым носитель мог покрутить головой и осмотреться вокруг. Устройство не получило серийного производства и осталось в стенах компании Philco.
Следующий важным и крупным проектом стал The Sword of Damocle’s — первый в мире шлем дополненной реальности. За его создание отвечали двое ученых из Массачусетского технологического университета — Айван Сазерленд и Боб Спроул.
В этом и разница между виртуальной и дополненной реальностями. Первая полностью перемещает пользователя в мир, созданный при помощи компьютерной графики, тогда как вторая лишь дополняет графикой реальный мир. Яркий пример AR-технологий — нашумевший несколько лет назад Pokemon GO, где игроки могли поймать Пикачу на заднем дворе своего дома.
Конструкция The Sword of Damocle’s была чересчур огромной и лишала носителя всякой мобильности.
До игр VR добрался в 1984 году, когда компания VPL Research выпустила шлем EyePhone и перчатки Data Glove. EyePhone не только выводил изображение, но и отслеживал движение головы, а с помощью перчаток можно было взаимодействовать с предметами из виртуального мира — поворачивать, перемещать и крутить. А в дальнейшем VPL разработали целый костюм для виртуальной реальности!
Стоил такой набор огромных денег, — более ста тысяч долларов за комплект. Из-за цены мало кто мог его себе позволить, и в итоге проект провалился. Но некоторые наработки, вроде Data Glove, позже послужили для создания устройства Power Glove для NES.
В 1990 году на выставке Computer Graphics Джонатан Вальтер показал свою игровую систему для виртуальной реальности под лаконичным названием Virtuality. Она состояла из шлема с двумя экранами и специального геймпада.
Но была и другая, более масштабная версия устройства, напоминающая аркадный автомат. Игрок садился в кресло, надевал очки, брал в руки геймпад и становился виртуальным гонщиком, пилотом или стрелком. Хоть людям и нравился подобный аттракцион, продать удалось всего 55 тысяч экземпляров.
В 1993-м компания Sega готовила для домашней консоли Sega Genesis собственный шлем виртуальной реальности — Sega VR. В нем были установлены два LCD-экрана, датчик движения головы и стереозвук, а главное Sega обещала ценник в 200 долларов.
Но устройство так и не вышло. В качестве оправдания Sega заявила, что смогла добиться такого уровня реализма, что это могло очень негативно повлиять на сознание игроков.
В 1995 году прямой конкурент Sega компания Nintendo выпустила на рынок новую консоль — Virtual Boy. Она выглядела как бинокль на штативе, к которому приделали геймпад. Экран был монохромным и выдавал лишь красный и черный цвета, из-за чего у пользователей уже через полчаса игры начинали болеть глаза.
Не добавлял желания купить консоль и ее ценник в 180 долларов. Игр к Virtual Boy выпустили совсем немного, так как проект быстро провалился, люди просто не хотели тратить на него свое время. В Nintendo очень сильно поспешили с выходом на рынок, не доведя систему до ума.
В том же 1995-м на прилавках появился VFX1 Headgear, оснащенный LCD-дисплеем, цветовой палитрой в 256 цветов, микрофонном и стереонаушниками. А в его трехкнопочный геймпад был встроен гироскоп, для передвижения персонажа надо было просто наклонять контроллер в нужную сторону.
После 1995 года страсти по шлемам виртуальной реальности стали постепенно угасать. Новая волна интереса к VR началась в 2012-м после успеха Oculus Rift.
Основатель Oculus Rift Палмер Лаки собрал на создание VR-Шлема 2,5 миллиона долларов с помощью краудфандинга. Это до сих пор считается самой успешной кампанией на сервисе.
Уже в 2015-м компанию Лаки выкупил Facebook за 2 миллиарда долларов. Впечатляющие результаты Oculus Rift заставили обратить внимание на VR и других разработчиков. Так появились PSVR и Valve Index, а среди игр вышли Doom VR, Serious Sam VR, Skyrim VR, Beat Saber и, конечно же, потрясающая Half-life: Alyx, которая вывела игровой опыт в очках виртуальной реальности на новый уровень.
Сейчас проект под VR-Шлемы продолжают активно разрабатывать и анонсировать. Недавно, например, показали трейлер новой Medal of Honor. А сами гаджеты становятся все мобильнее, хочется верить, что скоро они будут еще и доступнее.
Читайте также: