文|MetaPost
自元宇宙概念誕生以來，硬件、軟件、服務(wù)、內(nèi)容和生態(tài)就是其不斷成長完善的基石。目前，元宇宙和現(xiàn)實(shí)世界之間連接主要依靠硬件，而VR頭顯被譽(yù)為元宇宙硬件入口之一。
看似是一項(xiàng)新潮的技術(shù)，其實(shí)VR誕生已經(jīng)有著超過100多年的歷史，可以說VR就是元宇宙賽道的“老古董”。
今天我們就來聊一聊VR的前世今生。
PS:文中有錢學(xué)森先生描述VR技術(shù)的手稿。
01、1838年：惠斯通的反光立體鏡
加密貨幣是一個新興且波動的市場，擁有超過20，000個流通的代幣，眾所周知，每天都會發(fā)生大量的洗牌交易，以使該行業(yè)顯得更加繁忙，此前這個市場一直缺乏政府監(jiān)管，因此交易所的加密貨幣交易量長期以來一直是有爭議的數(shù)字。
19世紀(jì)英國著名物理學(xué)家查爾斯·惠斯通爵士，于1838年首次發(fā)現(xiàn)并確定立體圖原理，并因此被授予皇家學(xué)會皇家獎?wù)拢@項(xiàng)研究促使他創(chuàng)造了立體鏡。
惠斯通爵士的研究表明，把同一個物體從不同角度拍攝的兩張略有不同的圖片擺放在一起觀看，人腦會感覺到物體的3D立體感.
圖 | 立體鏡
此原理闡明了雙目視覺的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，在此理論基礎(chǔ)上，查爾斯發(fā)明了一種由棱鏡和鏡子組成的器材——立體鏡，從而使人可以從兩張略有不同的二維照片中觀察到立體的三維效果。
02、1861年—20世紀(jì)初：低成本立體鏡得到普及
一段時間以后，立體鏡技術(shù)也逐漸得到普及。
1861年，美國醫(yī)生Oliver Wendell Holmes發(fā)明了一種手持的，且更加便于生產(chǎn)的低成本立體鏡。
Holmes的立體鏡設(shè)計(jì)后來成了經(jīng)典，持續(xù)了百年，甚至現(xiàn)在有廠商還在復(fù)刻這種立體鏡。
圖 | 低成本立體鏡
第一次世界大戰(zhàn)后這種產(chǎn)品的受歡迎程度就開始下降了，到了美國大蕭條時期更是直線下降，大致是因?yàn)槿藗円呀?jīng)迷戀上新的媒介——電視了。
20世紀(jì)初以后，立體鏡慢慢地淡出大眾視野，存在的形式也變成兒童玩具或者小眾攝影師的愛好。
03、1932年：Link Trainer林克訓(xùn)練器
1932年，世界上出現(xiàn)了第一個商業(yè)化的飛行模擬訓(xùn)練項(xiàng)目——林克訓(xùn)練器（俗稱：林克機(jī)）。1929年，埃德溫·林克發(fā)明了世界上最早的飛行模擬器。
林克機(jī)將機(jī)身復(fù)制品與控件和馬達(dá)結(jié)合，能夠模擬出俯仰、滾轉(zhuǎn)與偏航等飛行動作，從而幫助飛行員進(jìn)行模擬訓(xùn)練。據(jù)說當(dāng)時每臺價格3500美元。
圖 | 林克訓(xùn)練器
在二戰(zhàn)期間，林克機(jī)訓(xùn)練了超過50萬名飛行員。中國人民解放軍空軍建軍之初，也曾使用繳獲的林克機(jī)來訓(xùn)練飛行員。
直到上世紀(jì)70年代初期，仍有些國家的空軍在使用這套設(shè)備。
04、1935年：出現(xiàn)虛擬世界的描述
林克機(jī)面世后不久，1935年，科幻作家斯坦利·G溫鮑姆在小說《皮格馬利翁的眼鏡》中描述了一款VR眼鏡，能夠同時模擬視覺、觸覺、嗅覺、味覺等的VR設(shè)備。
圖 | 小說《皮格馬利翁的眼鏡》插圖
最令人驚嘆的是，小說中的眼鏡佩戴者甚至可以和畫面中的世界發(fā)生交互，并影響鏡中世界的歷史進(jìn)程。
因此，這副“皮格馬利翁的眼鏡”被認(rèn)為是世界上最早的VR頭顯概念雛形，時至今日，小說所描述的場景依然是廣大VR從業(yè)者努力攀登的技術(shù)高峰。
05、1956年：第一臺虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器
電影攝影師莫頓·海利格發(fā)明了名為Sensorama的虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器，并在1962年為這項(xiàng)技術(shù)申請了專利，這被譽(yù)為VR的原型機(jī)。
圖 | Sensorama虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器
這款設(shè)備是為增強(qiáng)電影觀看體驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，通過三面顯示屏來實(shí)現(xiàn)空間感。雖然設(shè)備體型巨大，但卻有很多功能，比如3D顯示、3D立體聲、振動座椅、模擬風(fēng)吹的風(fēng)扇，甚至還有氣味生成器，而用戶需要坐在椅子上將頭探進(jìn)設(shè)備內(nèi)部，才能體驗(yàn)到沉浸感。
06、1960年：第一款頭顯Telesphere Mask
上述Sensorama的發(fā)明者莫頓·海利格，在1960年發(fā)明了第一款頭戴式顯示器——Telesphere Mask，并將它定義為“個人用途的可伸縮電視設(shè)備”。
圖 | Telesphere Mask
可以看出，Telesphere Mask的外觀設(shè)計(jì)非?，F(xiàn)代化，具備3D顯示和立體聲，但沒有頭部的位置跟蹤系統(tǒng)，所以本質(zhì)只是一個頭戴式的顯示器。
由于應(yīng)用場景有限，3D電影制作費(fèi)和設(shè)備成本高昂，Morton發(fā)明的Sensorama和Telesphere Mask最終都因商業(yè)化失敗而告終，留給世人的只有富有遠(yuǎn)見的暢想和產(chǎn)品概念。
07、1968年：第一款頭戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備Sutherland
1968年，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父、著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家Ivan Sutherland設(shè)計(jì)了第一款頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備——Sutherland。
Sutherland的成功之處在于頭顯連接電腦，具備頭部的位置跟蹤系統(tǒng)，通過超聲設(shè)備和機(jī)械軸，初步實(shí)現(xiàn)姿態(tài)檢測功能，簡單來說，就是當(dāng)用戶轉(zhuǎn)動頭部的時候，計(jì)算機(jī)會實(shí)時計(jì)算出新的圖形，并顯示出來。
圖 | Sutherland
由于當(dāng)時硬件技術(shù)的限制，Sutherland相當(dāng)沉重，根本無法獨(dú)立穿戴，必須在天花板上搭建支撐桿來懸掛，這一設(shè)計(jì)也被人們戲稱為“達(dá)摩克利斯之劍”，最終未能走出實(shí)驗(yàn)室。
Sutherland的出現(xiàn)，標(biāo)志著頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備與頭部位置追蹤系統(tǒng)的問世，如今的虛擬技術(shù)在此基礎(chǔ)上做改革創(chuàng)新，而Ivan Sutherland也因此被稱為“虛擬現(xiàn)實(shí)之父”。
08、1989年：第一款商業(yè)化的VR產(chǎn)品eyephone
1984年，Atari虛擬現(xiàn)實(shí)研究室的前員工Jaron Lanier創(chuàng)辦了VPL公司，并普及了Virtual Reality（簡稱VR）這個術(shù)語。1989年，VPL公司推出了一套商業(yè)化的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品——eyephone。
圖 | eyephone
與眾不同的是，VPL公司還推出了數(shù)據(jù)手套（Data Glove），最初只被作為PC的輸入系統(tǒng)，此后與eyephone相結(jié)合，作為虛擬環(huán)境的互動方式。
受當(dāng)時技術(shù)的制約，eyephone僅搭載低分辨率的LCD顯示器，且計(jì)算機(jī)性能不足以支撐追蹤肢體運(yùn)動所需的圖形渲染，用戶體驗(yàn)和沉浸感都十分糟糕，且當(dāng)時的售價高達(dá)9400美元。
09、90年代：VR的第一次熱潮
到了90年代，VR迎來第一次熱潮，當(dāng)時市場上出現(xiàn)很多類似的產(chǎn)品，和現(xiàn)在產(chǎn)品的外形非常相似。
中國工程院院士、兩彈一星功勛獎?wù)芦@得者錢學(xué)森先生對VR的概念有一番深刻的洞見，如對于VR的中文命名，以及該項(xiàng)技術(shù)未來發(fā)展的思考。
圖 | 錢學(xué)森關(guān)于VR的親筆書信
錢學(xué)森建議將Virtual Reality的中文翻譯為“靈境”，他在信中寫道：“我對靈境技術(shù)及多媒體的興趣在于它能大大擴(kuò)展人腦的知覺，因而使人進(jìn)入前所未有的新天地，新的歷史時代要開始了！”他認(rèn)為，“靈境技術(shù)是繼計(jì)算機(jī)技術(shù)革命之后的又一項(xiàng)技術(shù)革命。它將引發(fā)一系列震撼全世界的變革，一定是人類歷史中的大事?！?/p>
10、1995年：任天堂的Virtual Boy
90年代，日本游戲產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，各大游戲公司把VR視為游戲業(yè)的一次改革創(chuàng)新的機(jī)會，爭相推出自己的VR產(chǎn)品。
1995年，任天堂發(fā)布第一款能夠顯示立體3D圖形的游戲機(jī)。玩家可以像頭戴式顯示器一樣使用游戲機(jī)，將頭放在游戲機(jī)目鏡上可以看到紅色單色顯示屏顯示的游戲畫面，游戲使用視差原理產(chǎn)生立體3D效果。
圖 | 任天堂的Virtual Boy游戲機(jī)
但Virtual Boy的面世被認(rèn)為是“完全的商業(yè)失敗”，它的失敗在于其高昂的價格、單色的顯示屏幕、差強(qiáng)人意的3D效果、缺乏真正的便攜性、使用其而導(dǎo)致的健康問題，以及低質(zhì)量的游戲。
1996年初，因?yàn)閂irtual Boy未能達(dá)到銷售量目標(biāo)，任天堂停止了Virtual Boy的游戲發(fā)行和生產(chǎn)。
11、21世紀(jì)的娛樂革命
步入21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)性能、圖形處理技術(shù)、動作捕捉技術(shù)的進(jìn)步，直到2012年，VR才真正享受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的紅利。
2012年，17歲少年P(guān)almer Luckey在自家車庫通過研究拆解1970至2000年初的VR設(shè)備，制作出開發(fā)者版本的Rift頭顯，并將它推上眾籌平臺Kickstarter。
圖 | Oculus Rift開發(fā)者版本（DK系列）
隨后，Palmer Luckey成立了自己的公司Oculus，并在眾籌平臺上成功吸引了超過250萬美元的資金，2014年更是被Facebook以20億美元的天價收購。隨后，Palmer Luckey以獨(dú)特的姿勢登上了《時代》雜志封面。
圖 | Palmer Luckey登上《時代》雜志
本來這是個讓更多人認(rèn)識Oculus和VR的大好機(jī)會，但Palmer Luckey在封面上擺出的姿勢實(shí)在太搶戲，以至于大家的關(guān)注點(diǎn)根本不在Oculus Rift設(shè)備本身，而是被Palmer Luckey的靈魂舞姿所吸引。
網(wǎng)友自然不會放過這個機(jī)會，紛紛大展拳腳惡搞這位頭戴Oculus、身穿Polo衫和牛仔褲在沙灘跳舞的年輕人。
圖 | 網(wǎng)友惡搞Palmer Luckey系列圖
2015年，谷歌推出售價僅為5美元的VR頭顯——Cardboard，開啟了移動VR的新時代。
圖 | Google Cardboard谷歌紙盒VR眼鏡
Cardboard能適配市面上大多數(shù)智能手機(jī)，在麥當(dāng)勞、可口可樂等商業(yè)巨頭的推動下，Cardboard紅遍全球，也間接推動了三星Gear VR的發(fā)展?？梢哉f，Cardboard的便攜性和低價格，讓更多人體驗(yàn)到了VR的魅力。
這一年開始，科技巨頭的VR產(chǎn)品雨后春筍般不斷涌出。
圖 | HTC VIVE
2015年，HTC與Valve合作開發(fā)的HTC VIVE頭顯正式發(fā)布。
圖 | 三星Gear VR
同年，三星Gear VR發(fā)布，繼承了谷歌Cardboard的親民路線，售價99美元，與三星手機(jī)綁定。
圖 | Oculus rift
2016年，收購Oculus公司后的Facebook正式發(fā)售Oculus rift消費(fèi)者版本，這是一款真正PC專用VR頭顯，價格599美元。扎克伯格說，2016年是消費(fèi)級VR設(shè)備元年。
圖 | PlayStation VR
同年，索尼推出一款專為游戲主機(jī)設(shè)計(jì)的VR頭顯——PlayStation VR。
圖 | 微軟hololens 2
微軟在2016年和2019年分別推出混合現(xiàn)實(shí)頭顯hololens和hololens2，通過3D攝像頭、深度傳感器、陀螺儀以及麥克風(fēng)等傳感器的組合，完成對環(huán)境和使用者行為的捕捉，hololens2更是加入了眼球跟蹤能力，可以精確地感知使用者在注視什么位置，實(shí)現(xiàn)更自然便捷的互動。
圖 | Oculus Quest 2
2020年，Meta推出VR一體機(jī)Oculus Quest 2，是首款搭載驍龍XR2平臺的VR設(shè)備，號稱能提供目前最先進(jìn)、最具沉浸感的VR游戲體驗(yàn)。
據(jù)外媒報道，Oculus Quest 2在2021年的銷量已經(jīng)超過1000萬臺，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其他VR設(shè)備，成為當(dāng)下最受歡迎的VR頭顯之一。Quest 2的銷量破千萬，意味著Meta在元宇宙的戰(zhàn)略下，Meta已經(jīng)有了基礎(chǔ)的VR用戶，加上原本Facebook社交平臺已有的29億月活用戶，可以說，Meta成功占據(jù)元宇宙的C位。
扎克伯格認(rèn)為，元宇宙的核心是互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)的升級，所以VR設(shè)備及其生態(tài)是關(guān)鍵。
12、未來可期
1999年，沒有人會想到，20年后，一個香煙盒大小的電子設(shè)備——手機(jī)，計(jì)算能力顯示效果，會接近一臺正兒八經(jīng)的電腦。
20年前，互聯(lián)網(wǎng)剛出現(xiàn)苗頭，全國在網(wǎng)人數(shù)不過900萬。20年前的我們，根本想象不到，20年后，離開互聯(lián)網(wǎng)，我們寸步難行。
或許在20年后的元宇宙世界中，每個人在虛擬世界都有自己的新身份，過著一種新的生活。人們會有大量的活動停留在虛擬現(xiàn)實(shí)中，社交、學(xué)習(xí)、工作……
20年后，達(dá)到極致形態(tài)的VR，對人類社會的影響，或許類似于互聯(lián)網(wǎng)對人類生活的影響一樣，甚至還要深。人們在物質(zhì)需求得到極大滿足后，對精神需求的追求將在虛擬世界中得到全維度的實(shí)現(xiàn)。
而長達(dá)20年的時間周期里，更是會出現(xiàn)很多匪夷所思的新技術(shù)革命、新思潮。
對于未來，我們保持期待。