导语:人类一直追求的是更多自身功能的外在延伸,也就是外部设备会越来越少,越来越融合到人体自身的器官中去。简而言之,在早期,由VR全部营造一个可控的外部世界。然后,伴着技术发展,减少负载设备,慢慢从VR到AR,与自身动作开始有协同、回馈与合作。最后外部设备逐步消失或者进入体内,更多用人体自身的感觉,触觉,视觉去交互体验——Matrix式的脑后插管。

目前作为文化科技圈中最新、最火的VR技术。犹如礼花绽放的VR行业吸引了众多巨头的目光,包括Facebook、谷歌、索尼、微软、三星等都已经进入该领域。业内人士称,VR会从一个非常小的市场慢慢变成一个主流市场。技术VR又是如何发展到现今这个样子的呢?

Phase.1 Origin(起源)

关于“虚拟现实”这个词的起源,目前最早可以追溯关于虚拟现实概念最早被提及,应该追溯到Aldous Huxley(阿道司·赫胥黎)1932年推出的长篇小说《美丽新世界》,这篇小说以26世纪为背景,描写了机械文明的未来社会中人们的生活场景。这本书中提到“头戴式设备可以为观众提供图像,气味,声音等一系列的感官体验,以便让观众能够更好的沉浸在电影的世界中。”

赫胥黎与他的《美丽新世界》

Phase.2 Embryonic stage(萌芽)(20世纪60年代左右)

有资料显示,1956年,具有多感官体验的立体电影系统Sensorama开始开发。到了1967年,Morton Heilig构造了一个多感知仿环境的虚拟现实系统,这套被称为Sensorama Simulator的系统也是历史上第一套VR系统。

到了1968年美国空军开始用虚拟现实技术来做飞行模拟,研发出视觉沉浸的头盔式立体显示器和头部位置跟踪系统,同时在第二年开发了一款终极显示器——达摩克利斯之剑(Sutherland)。虽然达摩克利斯之剑跟今天的VR设备很像,但受制于当时的大环境,这个东西跟它的前辈们一样,都分量十足,要链接的外部配件特别多。但不管怎样,经过这几个人的努力,VR终于从科幻小说走出来,面向现实走出了第一步——开始出现了实物的雏形。

达摩克里斯之剑

Phase.3 Concept and theory(概念与理论的初步形成)(20世纪七八十年代 )

在1973年,Myron Krurger提出“Virtual Reality”概念后,对于这一块的关注开始逐渐增多。关于虚拟现实的幻想从小说延伸到电影。1984年威廉·吉布森出版了重要科幻小说《神经漫游者》有关于VR的描述,而到了1982年,由史蒂文 利斯伯吉尔执导,杰夫·布里奇斯等人主演的一部剧情片《电子世界争霸战》(创战纪Tron)上映。该电影将虚拟现实第一次带给了大众,对后来的类似题材作品影响深远。

《电子世界争霸战》

在整个20世纪80年代,美国科技圈开始掀起一股VR热,VR甚至出现在了《科学美国人》和《国家寻问者》杂志的封面上。1983年,NASA开始开发用于火星探测的虚拟环境视觉显示器。这款虚拟现实设备叫VIVED VR,能在训练的时候帮助宇航员增强太空工作临场感。1986年,“虚拟工作台”这个概念也被提出,裸视3D立体显示器开始被研发出来。1987年,游戏公司任天堂推出了Famicom 3D System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。

VIVED VR与Famicom 3D System

但在80年代最为著名的,莫过于VPL Research。这家VR公司由VR先行者Jaron Lanier在1984年创办,随后推出一系列VR产品,包括VR手套Data Glove、 VR头显Eye Phone、环绕音响系统AudioSphere、3D引擎Issac、VR操作系统Body Electric等。并再次提出“Virtual Reality”这个词,得到了大家的正式认可和使用。尽管这些产品价格昂贵,但Jaron Lanier的VPL Research公司是第一家将VR设备推向民用市场的公司,因此他被成为”虚拟现实之父“载入了史册。

VPL

Phase.4 Improvement(VR理论的进化与应用)(90年代到本世纪初)

到了90年代,VR热开启第一波的全球性蔓延。从1992年到2002年,前后至少有6部电影说到虚拟现实或者干脆就是一部虚拟现实电影。2000年的《X档案》、2001的《睁开你的双眼》、2002的《少数派报告》都或多或少带有VR的画面。而最为著名的,莫过于1998年上映的《黑客帝国》,被成为最全面呈现VR场景的电影,它展示了一个全新的世界,异常震撼的超人表现和逼真的世界一直是虚拟现实行业梦寐以求希望能实现的场景。

黑客帝国三部曲

除了电影的大热,在这段时间,不少科技公司也在大力布局VR。1993年,波音公司使用虚拟现实技术设计出波音777飞机,同年,世嘉公司推出的SEGA VR;1994年,虚拟现实建模语言、建模语言出现,为图形数据的网络传输和交互奠定基础;1995年,任天堂推出了当时最知名的游戏外设设备之一Virtual Boy,但这款革命性的产品,由于太过于前卫得不到市场的认可;1998年,索尼也推出了一款类虚拟现实设备,听起来很炫酷但改进的空间还很大。

Virtual Boy

整个90年代,基本跟VR搭上关系的公司都希望能够”布局“VR,但大多数以失败告终,原因主要是技术还不够成熟,产品成本奇高。但这一代VR的尝试,为后面VR的积累和扩展打下了坚实的基础。与此同时,虚拟现实在全世界得到进一步的推广,尽管得不到市场的认可,但大大丰富了VR领域的技术理论。

Phase.5 the Calm before the storm(飓风前的宁静)(2004 -2011)

在21世纪的第一个十年里,手机和智能手机迎来爆发,虚拟现实仿佛被人遗忘。尽管在市场尝试上不太乐观,但人们从未停止在VR领域的研究和开拓。索尼在这段时间推出了3公斤重的头盔,还有其他公司在连续性推出各类产品。由于VR技术在科技圈已经充分扩展,科学界与学术界对其越来越重视,VR在医疗、飞行、制造和军事领域开始得到深入的应用研究。

Phase.6 The Eruption of VR Era VR元年的井喷(2012年到现在)

在2014年,各大公司纷纷开始推出自己的VR产品,谷歌放出了廉价易用的Cardboard,三星推出了Gear VR等,消费级的VR开始大量涌现。短短几年,全球的VR创业者迅速暴增.

关于未来:一个哲学教授的时间表

基本所有的报告和调查都指向一个观点,VR的普及只是时间的问题,快的话3年,慢的话五年,甚至有人认为,今年的VR就像2007年的智能手机,很快就会成为下一代计算机平台。当然,面对这些充满带有争议的观点,没有一个人能精准说出VR未来的作用。

关于这个争论,引用虚拟现实理论先驱、《有无之间》作者、中山大学哲学系翟振明教授在《哲学研究》2001年6月号的《虚拟实在与自然实在的本体论对等性》这篇论文里提到的时间表,从目前的发展状况来看,2001年到现在的时间表预测还是非常吻合的,接下来只需要时间来证明。

下面为翟振明教授的时间表摘录,可以方便大家对虚拟现实未来的思考:

▌第一阶段: 从感觉的复制或合成到赛博空间中的浸蕴体验。

◆ 2001年: 眼镜式三维图像荧光屏再加上立体声耳机被装在头盔上, 用无线电波与计算 机接通 。

◆ 2008年: 人们戴上传感手套后手臂、手掌、手指的动态形像在眼镜式荧光屏上出现, 代替触盘和光标 。

◆ 2015年: 传感手套获得双向功能, 根据计算机的指令给手掌及手指提供刺激产生触觉; 视觉触觉协调再加立体声效果配合, 赛博空间初步形成。

◆ 2035年: 压力传感手套扩展至压力传感紧身服, 人的身体的视界内部分的自我动态形 像在赛博空间中重现。人们感觉到自身进入了赛博空间, 此空间以自己的视界原点为中心。

以上时间表来自中山大学哲学系翟振明教授在《哲学研究》2001年6月号的《虚拟实在与自然实在的本体论对等性》

目前,市面上的VR有哪些呢?

一般来说,VR设备可分为三类:外接式头戴设备、一体式头戴设备、眼镜盒子。

1、 外接式头戴设备的用户体验较好,具备独立屏幕,产品结构复杂,技术含量较高,价格也相对昂贵。但是外接式头戴设备拥有非常真实的虚拟现实体验,非一般廉价盒子可比。对于主机配置的要求也相对较高。

三大主流外接式头戴VR

2、 一体式头戴设备产品以三星Gear VR、国内的大朋VR等设备为代表。不需要外接其他硬件。内置2K以上超清显示屏,便携性及易用性最佳,体验相对来说还算不错,发展潜力较大。

大朋VR

3、 VR眼镜盒子结构简单、价格低廉,目前已经有了非常多的选择,如暴风魔镜4等产品。这种产品需要将手机置于眼镜之中,是体验VR虚拟现实最廉价的设备,成本较低,但是体验较差,最容易产生不适感。

Google Cardboard

而随着STEAM平台和国内WEGAME平台的努力下,VR的内容提供,VR游戏等软件的支持越来越丰富。但在这看似完美的组合下,其实隐藏着VR技术目前尚未解决的最大问题——VR输入设备问题。

目前市场上的VR输入设备有这几种:

传统手柄

利用传统的震动和惯性传感器技术,与按钮,摇杆操作。是VR技术最为古老和传统的设备之一。

VR手柄

手柄是VR早期传统的输入设备的改良,而且到目前为止VR手柄是最大规模的VR输入设备。

VR手套(Bend Labs)

VR手套中一般装有许多传感器,能感知关节的状态,并对状态信息转换成电信号,经过处理器后再输出给计算机。VR手套不仅能将准确地传递给计算机,而且通过手套,用户也能体验来自手套带给的VR虚拟现实感觉。

计算机视觉的手势输入设备(LEAP MOTION)

基于计算机视觉的手势识别是通过单摄像头来采集手势,从而进行传递操作。这种方法速度较快,但是对计算机要求较大,容易出现识别错误。

全身动作捕捉(VR跑步机)

全身动作捕捉,是目前为止最准确的捕捉技术,能轻松传递操作信息,但需要配备专业相关的设备。

眼控技术(霍金)

通过追踪用户眼部运动从而实现操作。该项技术目前仍在概念开发阶段,希望不久将来能面世。现实中的类似产品,只有霍金使用的类似技术。

脚部输入

通过陀螺仪、压力传感器等相关元器件,记录脚的运动的数据。就好比键盘鼠标一样操作。

VR技术有那些输入设备

而Bend Labs就是其中一家VR输入设备的创业公司

Bend Labs开发了可弯曲传感器,能用来检测手指运动。此项技术原先是为医疗行业而开发的。用户只要套上手套,就可以靠传感器在VR世界中触碰物品。

Bend Labs通过给以其合作伙伴技术,并以“白标”或“Bend许可”的认证的方式来盈利。以成为可穿戴设备的ARM公司为目标。

很难想象未来VR的表现形式,但我们可以肯定的是如今世界已经发生了翻天覆地的变化。面对虚拟现实,我们这一代人有我们这一代的使命,在风口之际,踏上VR浪潮,就有可能像几十年来那些虚拟现实先驱那样,开拓了VR的历史,同时成就了自己。

(完)