虛擬現實簡史：人類用了70年，打開了未來世界第一道門_Virtua:HTC

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從1949年科幻小說《皮格馬利翁的眼鏡》里的眼鏡，到1992年小說《雪崩》里的元宇宙，到1999年電影《駭客帝國》里的矩陣，再到2018年電影《頭號玩家》里的綠洲，人類執著于創造關于未來世界的夢。

要實現這個夢，發展VR、AR、MR，似乎是必經之路。

本期，就來講講VR。

1瘋狂的構想與探路者

虛擬現實技術(VirtualReality，簡稱VR)，起步于20世紀中期。

它是利用計算機，生成一種數字化環境。在這個環境里，人們可以借助專業頭盔、眼鏡、手套等設備，聽到、聞到、摸到虛擬的事物。

我們在《虛擬現實正在改變世界，你還分不清VR、AR、MR嗎？》講過，人類對虛擬現實最早的設想，是來自于一篇科幻小說。

香港特首李家超與數碼港董事孔劍平在 2023 數字經濟峰會體驗虛擬現實元宇宙:4月13日消息，香港特區政府行政長官李家超出席港府和數碼港主辦的香港 2023 數字經濟峰會，會上李家超在數碼港行政總裁 Peter 陪同下向 Nano Labs 創始人、香港數碼港董事孔劍平了解全球最先進的元宇宙技術發展趨勢，并親身體驗元宇宙虛擬現實與 3D 打印技術，本次峰會元宇宙板塊由 iPollo 元宇宙基礎設施和生態項目 ARIAR 提供相關技術支持。[2023/4/13 14:01:08]

1935年，美國小說家斯坦利·威因鮑姆的小說《皮格馬利翁的眼鏡》里，講到有一種神奇的眼鏡，只要戴上它，就能進入到電影當中，做電影的主角。這個眼鏡，是VR眼鏡的概念雛形。

在今天，虛擬現實想象空間最大的行業是游戲，但人們發明虛擬現實的初衷，是為了在看電影時，感受到“沉浸感”。

歷史上第一臺VR設備，是出自美國人莫頓·海利希之手。

莫頓是一位電影制作人，獲得過1974年戛納電影節的最佳導演獎。他想打造一個未來影院，讓人們能用五官，而不只是用眼睛和耳朵來欣賞電影。

20世紀50年代中期，莫頓創造了第一臺VR設備，用來制作3D電影，叫Sensorama。Sensorama體積龐大，擁有3D立體聲、3D顯示、震動座椅、風扇和氣味生成器。

正元智慧：將加大對虛擬現實、“教育+元宇宙”的投入:11月2日消息，正元智慧11月2日在互動平臺表示，公司對物聯網、數字孿生、人臉識別、數字身份、數字貨幣等技術的研發具備元宇宙特征已打好一定的基礎。公司已經為杭州師范大學、浙江工業大學等多所學校構建了數字孿生校園項目，與華東師范大學、中國聯通、百度等11家單位聯合發起設立“5G+教育元宇宙產業生態聯盟”，積極投入“教育+元宇宙”行動的基礎網絡、數字基座及創新信息化應用建設。公司將加大對虛擬現實、“教育+元宇宙”的投入，緊貼現實需求，不斷推出創新應用。[2022/11/2 12:08:40]

當時，他拍攝了6部電影，用Sensorama來大施拳腳。電影內容基本是直升機、卡丁車、自行車、摩托車騎行等，給Sensorama安了一套硬幣裝置，放在環球影城。

游客花25美分，就能體驗十分鐘騎著摩托車在紐約穿梭的快感，看到街景，感受到振動、感覺到風吹過耳邊的感覺，聞到布魯克林馬路的味道。

工信部等五部門：將強化虛擬現實與區塊鏈、數字孿生等技術深度融合:11月1日消息，工業和信息化部、教育部、文化和旅游部、國家廣播電視總局、國家體育總局印發《虛擬現實與行業應用融合發展行動計劃（2022—2026年）》，發展目標包括，到2026年，產業生態持續完善。我國虛擬現實產業總體規模超過3500億元，虛擬現實終端銷量超過2500萬臺，培育100家具有較強創新能力和行業影響力的骨干企業，打造10個具有區域影響力、引領虛擬現實生態發展的集聚區，建成10個產業公共服務平臺。

計劃指出，圍繞近眼顯示、渲染處理、感知交互、網絡傳輸、內容生產、壓縮編碼、安全可信等關鍵細分領域，做優虛擬現實+內生能力，強化虛擬現實與5G、人工智能、大數據、云計算、區塊鏈、數字孿生等新一代信息技術的深度融合，疊加虛擬現實+賦能能力。[2022/11/1 12:04:59]

設計之初，他就想到了用途和收益。比如，被用于訓練軍隊、工人和學生。以超音速飛機為例，莫頓認為VR眼鏡能讓學生去模擬駕駛，這種教學方式，又安全又好。今天，虛擬現實在醫療、教育等領域被大規模應用，驗證了他的構想。

當時，由于技術不成熟、虛擬現實概念沒有鋪開、機器質量不好等多方面原因，這些發明最終沒能存活在市場上。

南昌市虛擬現實產業發展推進中心主任：應強化區塊鏈等，促進新消費發展:南昌市虛擬現實產業發展推進中心主任楊征宇建議，今后應強化人工智能、區塊鏈、量子通信等技術攻關，強化新技術新業態新模式對生產、流通、分配等經濟活動的改造，推動新一代信息技術產業向縱深發展，促進新消費向數字化、融合化、高端化發展。（江西日報）[2020/7/1]

莫頓發明的VR眼鏡，沒有頭部追蹤功能。也就是說，當人們戴著眼鏡向左右看時，眼鏡里的景象不會變化。

市場上有其他人，做出了能頭部跟蹤的設備。

1961年，美國飛歌開發出了頭盔顯示器的第一個前身——Headsight。Headsight設計的初衷，是為軍隊服務。它有運動跟蹤系統，運動跟蹤系統和遠程相機相連。人們戴上這個設備扭動頭部，就能遠程查看四周的情況。

2里程碑與集大成者

到了1968年，一個集合了各路技術、最接近現代VR設備的發明，出現了。

美國人，計算機圖形學之父，虛擬現實之父，伊凡·蘇澤蘭發明了一套功能齊全的VR設備。

這個設備集合了虛擬現實幾大要素：視覺有立體感、能生成虛擬畫面、能跟蹤頭部運動、能生成模型、能互動。

動態 | 區塊鏈和虛擬現實(VR)正在藝術產業中發揮著極具影響力的作用:據東方財富網消息，區塊鏈和虛擬現實的結合正在通過創造新的藝術形式，以及增強現有的藝術形式來改變藝術世界。隨著藝術家以及全世界觀眾的更多參與和支持，類似的技術可以在不久的將來被用來形成生態系統，在這里，藝術可以被無限地創造和欣賞。[2019/1/7]

設備很重，需要由一副機械臂吊在人的頭頂，因此被稱為“達摩克利斯之劍”。

簡單解釋一下“達摩克利斯之劍”的技術原理。

立體顯示：設備用了兩個CRT顯示器分別顯示不同視角的圖像，讓圖像有立體感。

生成虛擬畫面：視頻里的虛擬圖像是一個立方體，這個立方體是實時計算渲染出來的。

通過“達摩克利斯之劍”看到的虛擬立方體

頭部跟蹤：這個看似簡陋的設備有三個超聲波發生器和四個接收器，用來跟蹤頭部運動。

模型生成：透過這個設備看畫面，雖然圖像只是個簡單的立方體，但的確是通過空間坐標建立的模型。這個立方體的透視會隨著人的視角變化。

畫面里，除了這個立方體以外，其他場景都是現實世界里的場景。準確來說，蘇澤蘭發明的這個頭戴顯示器，應該是AR產品的鼻祖。

這套設備的最終命運，是被放在實驗室，落了一層灰，但是意義重大。它的理論基礎，是蘇澤蘭發表的一篇論文，叫《終極的顯示》。本文被公認為虛擬現實技術史上的里程碑。

論文里說，“終極的顯示”可以顯示一個房間，電腦可以通過設定程序，控制房間中的一切東西都無限逼真……計算機是創造虛擬現實的工具，電腦顯示屏幕是“觀看虛擬世界的窗口”。

那個年代，第一個鼠標才誕生于斯坦福大學，人類連顯卡都沒有，虛擬現實卻有了雛形。

計算機誕生之時，虛擬世界的大門就敞開了。

3快速發展與入局者

到了80年代，虛擬現實的基本技術快速發展，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。

生成虛擬畫面：那時的顯卡每秒可以渲染上千個三角形，已經可以展示復雜的圖像了。

頭部跟蹤：美國Polhemus公司開發出了6個自由度的頭部追蹤設備，比當年“達摩克利斯之劍”精準程度高得多，還省去了很多束縛。

模型生成：當時的顯卡可以做到實時三維建模了。

虛擬環境互動：市場上有帶有關節動作傳感器的手套。

到了90年代，VR眼鏡市場迎來熱潮。游戲機公司紛紛趁熱推出VR眼鏡產品。

但是因為各項技術還不夠成熟，產品體驗還是比較“糙”，新鮮勁兒過后去后，很多產品都在市場上銷聲匿跡了。制造者們也冷靜下來，坐等技術的進一步發展。

1995年，任天堂出品的VirtualBoy

2012年，轟動一時的頭戴顯示器OculusRift問世。

發明者不是科學家，是一位不到20歲的電子發燒友，帕爾默·洛基。他從小就癡迷于鉆研電子產品，研究過特斯拉線圈，組裝過電腦，在VR技術先驅MarkBolas的實驗室做實習生。

他從網上買了50多款舊頭顯進行改造，混跡于技術論壇，組建制作團隊，集思廣益，一起研發。于是就有了OculusRift。Rift的意思是裂縫，洛基希望產品能成為架設于現實世界和虛擬世界之間的橋梁。

OculusRift顯示屏分辨率為1280*800，有效的3D立體分辨率為640*800。在當時來看，算是比較高的。

它的工作原理分兩部分。

一部分是通過為左右兩眼顯示不同的畫面，讓大腦合成“立體”圖像。通過拆解開發者版本，可以看出，這個設備就是用了兩個凸透鏡放在眼前，然后在后面放了一塊手機屏幕。簡單說，就是用兩個放大鏡把手機屏幕放大了，讓你感覺視角很寬闊，同時放大鏡調整了焦點，畫面離得近也能不模糊。

另一部分是利用捕捉運動的組件，讓設備精準迅速地捕捉到頭部運動。

基于這兩部分原理，使用者能感覺到顯著的進步，就是視野寬闊，沒有了用望遠鏡時那種“用筒子看世界”的感覺，視線能移動，沉浸感比較好。

通過這款頭顯，人們發現，VR技術有了重大突破。

2016年，媒體報導熱度達到頂峰，虛擬現實達到高潮。

大部分新技術的發展，都會經歷起伏。根據技術成熟度曲線，一個新技術的發展過程中，會存在一個過程：新技術誕生，進入大眾視野；期望膨脹，機構、企業都想抓住新增長點，倉促入局；泡沫破滅，負面評價接踵而至，市場逐漸冷淡下來；啟蒙期，基于之前的失敗經驗，人們開始改進技術；穩定生產，產業進入實質普及生產階段。

從2016年至今，全球巨頭，包括蘋果、谷歌、Facebook、微軟、三星、HTC、阿里、騰訊、華為等，都有密集布局動作，和新產品推出。

今天，虛擬現實技術壁壘，基本消除。

虛擬現實，擬的是畫面、聲音、味道還有觸感。這些感覺越逼真，我們離創造新世界的夢想就越近。

在接下來的文章里，我們就從各個方面來解析，看看虛擬現實，發展到哪一步了。

具體內容，咱們后面接著講。

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