聊一聊VR虚拟现实（一）：VR的发展史

小波妞

1999 年上映的《黑客帝国》，在科幻爱好者间引起了一股热潮，主角 Neo 在虚拟世界中有如神一般 随心所欲的瞬间切换场所，飞天入地，甚至能躲开飞速而来的子弹。这种种离奇体验，让人们拍案叫绝，羡慕不已。


虽然这一切都只存在于Matrix的虚拟空间中，但因为各种感官刺激信号通过头部后面的接口直接传入大脑，绕过了各种感受器官。对于人类来说，根本区分不开现实与虚幻。所有的感受（触觉、视觉、嗅觉 等等）都与真实无异。

然而在人类现今技术水平下，脑后 “插管” 的方式只是科学幻想。当前的虚拟现实，还只能通过在“外部” 干预各个感官（眼睛、耳朵 等）的输入，来营造 虚拟 的氛围。比如，最常见的 VR眼镜，3D环绕音响，震动反馈手套 等等。其中以VR眼镜的实现难度最大，技术含量最高，因为人的眼睛是接收信息量最大的器官，也是最难欺骗的器官。

本专栏将会发表系列文章《八一八 VR虚拟现实》，系统介绍一下 VR眼镜的发展史，主流设备介绍、目前的技术难题、应用场景 等。希望对大家能有所帮助。

一. VR眼镜的发展史
1930s 科学幻想
VR（Virtual Reality） 即 虚拟现实，在过去的2016 年，受到了人们的热捧。虽然人们喜欢称2016年为 VR 元年。但其实早在上个世纪30年代，作家Stanley G.Weinbaum就在其小说《皮格马利翁的眼镜》中，提到了这样一种 虚拟现实的眼镜。

当人们戴上它时，可以 看到、听到、闻到 里面的角色感受到的事物，有如真实的生活在其中一般。历史再一次证明，科幻小说是引领科学发展方向的先头部队。


1950s-1960s 早期研究
上个世纪50年代中期，爱折腾的美国摄影师 Morton Heilig 发明了第一台VR设备：Sensorama （1962年提交专利）。这台设备被一些人认为是 VR 设备的鼻祖。

它非常庞大（如下图），屏幕固定，拥有 3D立体声、3D显示、震动座椅、风扇（模拟风吹）以及 气味生成器。可见，在早期，人们对 虚拟现实 的理解，就已经不仅限于视觉。


1960年，又是 Morton Heilig ，提交的一份设计更为巧妙的 VR 眼镜的专利文件，将 Weinbaum 小说里幻想的设备，拉到了现实中。

从外观上看，这套VR设备的设计，跟现代VR眼镜非常的相像。但是，它只拥有立体显示功能，并没有 姿态追踪 功能。也就是说当人们戴着眼镜向左右看时，眼镜里的景象不会发生变化。

转眼到了 1968 年，美国计算机科学家 Ivan Sutherland 发明了最接近于现代VR设备概念的 VR眼镜原型，因为其重量大，需要由一副机械臂吊在人的头顶，因此被戏称为“达摩克利斯之剑”

这个VR眼镜，通过 超声 + 机械轴，实现了初步的 姿态检测 功能。当用户的头部姿态变化时，计算机会实时计算出新的图形，显示给用户。可以说，现代的VR眼镜，都是对 “达摩克利斯之剑” 的实现技术革新。（它也被称为AR的鼻祖）



1990s 第一次VR热潮
到了90年代，随着市场的热捧，VR眼镜迎来了第一次热潮。

如果你生活在那个年代，你会发现，市场上媒体对VR的描述跟现在非常类似：


上图，引用自 Scott Stein 的一篇介绍VR的文章。左边这张杂志，是1993年6月《科技新生活》，右边这本杂志，则是2015年8月17日《时代周刊》。是不是很像？

这种高科技玩具的产品化，引起了媒体和行业人士的极大兴趣，各大游戏机公司将其视为游戏业的一次变革机会，争先恐后地推出自己的VR眼镜产品。这里我们就不一一介绍，只给大家看一些图片。


上述产品，虽然外观跟我们今天看到的VR并没区别，但是 90年代的 显示器技术、3D渲染技术 和 动作检测 技术并不成熟。观看体验 远远达不到“可用”的标准。
比如 其中比较有名的 Virtual Boy （任天堂出品），只支持 红黑 两色显示，单眼分辨率只有384x224，颗粒感非常严重。



其他的品牌，虽然有的支持姿态检测，但是性能却很差。
这些VR产品上市后，被玩家诟病。所以，作为 VR 的 “早产儿”，它们无一例外的迅速在市场上销声匿迹。制造者们也认清了理想与现实间的巨大壁垒，纷纷偃旗息鼓，坐等技术的进一步发展。

2012 VR热潮重启
2012 年 Oculus Rift 问世，这是一款在 Kickstarter 上众筹 250万美元 的VR眼镜设备，它将人们的视野重新拉回到了 VR 领域，创始人本身是一个VR收集控，他用遍了上个世纪的各种VR，体验都不尽人意，于是决定自己动手，于是便有了 Oculus Rift。

通过 Oculus Rift，人们惊讶的发现，VR所需要的技术，近年来已经默默的产生了重大的突破。公众对VR的兴趣重新被燃起。也让企业看到了新的发展机遇。




2014 年，开源界的老大哥 Google 发布了其VR体验版解决方案：CardBoard。使得人们能以极低的价格，体验到新一代的VR的效果。

CardBoard方案，需要使用自己的手机作为显示器（需要有陀螺仪），CardBoard本身结构很简单，价格也很便宜。

现在市面上的 需要嵌入手机的 VR眼镜（暴风墨镜、小米VR等），都是基于这个思路。其详细结构，我们会在下一个章节介绍。



2015年，HTC vive 在 MWC2015 上正式发布，次年，索尼公布PSVR，随后大量的厂家开始研发自己的VR设备，VR新元年正式开始。




看到这里，大家可能觉得VR技术的发展很起伏跌宕。但其实大部分新技术，从概念出现到最终普及，都会经历一个起伏的阶段。而且，业界有一条专门描述这个过程的曲线，叫做 技术成熟度曲线（The Hype Cycle）。

曲线横轴是 技术随着时间的发展的成熟度，纵轴 则是 技术的 曝光度/业界的关注度。




从曲线中可以看出，一个新技术的发展过程中，会存在这样一个规律：

新技术诞生 (Technology Trigger)：新技术被提出，开始逐步进入大众视野，不断有原型产品被开发出来，刺激着大众的好奇心。
期望膨胀（Peak of Inflated Expectations）：大众企业/研究机构 开始仓促进入新领域，意图抓住新的增长点，占领先机。在这个时期，人们往往忽视新技术的不足，盲目的投入人力物力，同时，媒介宣传上，也会盲目乐观， 迎合大众的兴趣，过高的宣传新技术的光明前景。
泡沫破灭 (Trough of Disillusionment)：当一批批的产品被研发出来，并仓促投入到市场中时，人们终于发现，原来所谓的“光明前景”远远没有到来，各种负面的评价接踵而至，企业也终于认清现实，开始收紧投资，整个市场逐渐冷淡下来。
启蒙期 (Slope of Enlightenment)：基于第一波产品的失败经验教训，人们开始缓慢地对新技术进行改进，逐步提升效果
稳定生产 (Plateau of Productivity)：当新技术的性能/效果，最终能满足需求时，才进入实质的普及生产阶段。

在VR发展史上，正好可以对应到前面的几个年代时期。


了解技术成熟度曲线，可以帮助我们在新技术的应用过程中，更清晰地把握时机，做出正确的判断。

文章来源：知乎，作者-Rockeymen

M凡夫俗子

越看越期待   😁能透露下定价不，波妞

a北林

🤔期待

李半仙✨吖✨

不错吖

鲨气蓬勃

坐等了，希望能大放异彩

BS_762294

看着可以

祈雨inore

666

BS_67479815

llllll牛逼不知道了啦，

铭总

可以

阡陌黑

好喜欢这个电影啊

小波妞

1999 年上映的《黑客帝国》，在科幻爱好者间引起了一股热潮，主角 Neo 在虚拟世界中有如神一般 随心所欲的瞬间切换场所，飞天入地，甚至能躲开飞速而来的子弹。这种种离奇体验，让人们拍案叫绝，羡慕不已。


虽然这一切都只存在于Matrix的虚拟空间中，但因为各种感官刺激信号通过头部后面的接口直接传入大脑，绕过了各种感受器官。对于人类来说，根本区分不开现实与虚幻。所有的感受（触觉、视觉、嗅觉 等等）都与真实无异。

然而在人类现今技术水平下，脑后 “插管” 的方式只是科学幻想。当前的虚拟现实，还只能通过在“外部” 干预各个感官（眼睛、耳朵 等）的输入，来营造 虚拟 的氛围。比如，最常见的 VR眼镜，3D环绕音响，震动反馈手套 等等。其中以VR眼镜的实现难度最大，技术含量最高，因为人的眼睛是接收信息量最大的器官，也是最难欺骗的器官。

本专栏将会发表系列文章《八一八 VR虚拟现实》，系统介绍一下 VR眼镜的发展史，主流设备介绍、目前的技术难题、应用场景 等。希望对大家能有所帮助。

一. VR眼镜的发展史
1930s 科学幻想
VR（Virtual Reality） 即 虚拟现实，在过去的2016 年，受到了人们的热捧。虽然人们喜欢称2016年为 VR 元年。但其实早在上个世纪30年代，作家Stanley G.Weinbaum就在其小说《皮格马利翁的眼镜》中，提到了这样一种 虚拟现实的眼镜。

当人们戴上它时，可以 看到、听到、闻到 里面的角色感受到的事物，有如真实的生活在其中一般。历史再一次证明，科幻小说是引领科学发展方向的先头部队。


1950s-1960s 早期研究
上个世纪50年代中期，爱折腾的美国摄影师 Morton Heilig 发明了第一台VR设备：Sensorama （1962年提交专利）。这台设备被一些人认为是 VR 设备的鼻祖。

它非常庞大（如下图），屏幕固定，拥有 3D立体声、3D显示、震动座椅、风扇（模拟风吹）以及 气味生成器。可见，在早期，人们对 虚拟现实 的理解，就已经不仅限于视觉。


1960年，又是 Morton Heilig ，提交的一份设计更为巧妙的 VR 眼镜的专利文件，将 Weinbaum 小说里幻想的设备，拉到了现实中。

从外观上看，这套VR设备的设计，跟现代VR眼镜非常的相像。但是，它只拥有立体显示功能，并没有 姿态追踪 功能。也就是说当人们戴着眼镜向左右看时，眼镜里的景象不会发生变化。

转眼到了 1968 年，美国计算机科学家 Ivan Sutherland 发明了最接近于现代VR设备概念的 VR眼镜原型，因为其重量大，需要由一副机械臂吊在人的头顶，因此被戏称为“达摩克利斯之剑”

这个VR眼镜，通过 超声 + 机械轴，实现了初步的 姿态检测 功能。当用户的头部姿态变化时，计算机会实时计算出新的图形，显示给用户。可以说，现代的VR眼镜，都是对 “达摩克利斯之剑” 的实现技术革新。（它也被称为AR的鼻祖）



1990s 第一次VR热潮
到了90年代，随着市场的热捧，VR眼镜迎来了第一次热潮。

如果你生活在那个年代，你会发现，市场上媒体对VR的描述跟现在非常类似：


上图，引用自 Scott Stein 的一篇介绍VR的文章。左边这张杂志，是1993年6月《科技新生活》，右边这本杂志，则是2015年8月17日《时代周刊》。是不是很像？

这种高科技玩具的产品化，引起了媒体和行业人士的极大兴趣，各大游戏机公司将其视为游戏业的一次变革机会，争先恐后地推出自己的VR眼镜产品。这里我们就不一一介绍，只给大家看一些图片。


上述产品，虽然外观跟我们今天看到的VR并没区别，但是 90年代的 显示器技术、3D渲染技术 和 动作检测 技术并不成熟。观看体验 远远达不到“可用”的标准。
比如 其中比较有名的 Virtual Boy （任天堂出品），只支持 红黑 两色显示，单眼分辨率只有384x224，颗粒感非常严重。



其他的品牌，虽然有的支持姿态检测，但是性能却很差。
这些VR产品上市后，被玩家诟病。所以，作为 VR 的 “早产儿”，它们无一例外的迅速在市场上销声匿迹。制造者们也认清了理想与现实间的巨大壁垒，纷纷偃旗息鼓，坐等技术的进一步发展。

2012 VR热潮重启
2012 年 Oculus Rift 问世，这是一款在 Kickstarter 上众筹 250万美元 的VR眼镜设备，它将人们的视野重新拉回到了 VR 领域，创始人本身是一个VR收集控，他用遍了上个世纪的各种VR，体验都不尽人意，于是决定自己动手，于是便有了 Oculus Rift。

通过 Oculus Rift，人们惊讶的发现，VR所需要的技术，近年来已经默默的产生了重大的突破。公众对VR的兴趣重新被燃起。也让企业看到了新的发展机遇。




2014 年，开源界的老大哥 Google 发布了其VR体验版解决方案：CardBoard。使得人们能以极低的价格，体验到新一代的VR的效果。

CardBoard方案，需要使用自己的手机作为显示器（需要有陀螺仪），CardBoard本身结构很简单，价格也很便宜。

现在市面上的 需要嵌入手机的 VR眼镜（暴风墨镜、小米VR等），都是基于这个思路。其详细结构，我们会在下一个章节介绍。



2015年，HTC vive 在 MWC2015 上正式发布，次年，索尼公布PSVR，随后大量的厂家开始研发自己的VR设备，VR新元年正式开始。




看到这里，大家可能觉得VR技术的发展很起伏跌宕。但其实大部分新技术，从概念出现到最终普及，都会经历一个起伏的阶段。而且，业界有一条专门描述这个过程的曲线，叫做 技术成熟度曲线（The Hype Cycle）。

曲线横轴是 技术随着时间的发展的成熟度，纵轴 则是 技术的 曝光度/业界的关注度。




从曲线中可以看出，一个新技术的发展过程中，会存在这样一个规律：

新技术诞生 (Technology Trigger)：新技术被提出，开始逐步进入大众视野，不断有原型产品被开发出来，刺激着大众的好奇心。
期望膨胀（Peak of Inflated Expectations）：大众企业/研究机构 开始仓促进入新领域，意图抓住新的增长点，占领先机。在这个时期，人们往往忽视新技术的不足，盲目的投入人力物力，同时，媒介宣传上，也会盲目乐观， 迎合大众的兴趣，过高的宣传新技术的光明前景。
泡沫破灭 (Trough of Disillusionment)：当一批批的产品被研发出来，并仓促投入到市场中时，人们终于发现，原来所谓的“光明前景”远远没有到来，各种负面的评价接踵而至，企业也终于认清现实，开始收紧投资，整个市场逐渐冷淡下来。
启蒙期 (Slope of Enlightenment)：基于第一波产品的失败经验教训，人们开始缓慢地对新技术进行改进，逐步提升效果
稳定生产 (Plateau of Productivity)：当新技术的性能/效果，最终能满足需求时，才进入实质的普及生产阶段。

在VR发展史上，正好可以对应到前面的几个年代时期。


了解技术成熟度曲线，可以帮助我们在新技术的应用过程中，更清晰地把握时机，做出正确的判断。

文章来源：知乎，作者-Rockeymen

M凡夫俗子

越看越期待   😁能透露下定价不，波妞

a北林

🤔期待

李半仙✨吖✨

不错吖

鲨气蓬勃

坐等了，希望能大放异彩

BS_762294

看着可以

祈雨inore

666

BS_67479815

llllll牛逼不知道了啦，

铭总

可以

阡陌黑

好喜欢这个电影啊