元宇宙里的“老古董”：VR的前世今生
MetaPost
自元宇宙概念诞生以来，硬件、软件、服务、内容和生态就是其不断成长完善的基石。目前，元宇宙和现实世界之间连接主要依靠硬件，而VR头显被誉为元宇宙硬件入口之一。
看似是一项新潮的技术，其实VR诞生已经有着超过100多年的历史，可以说VR就是元宇宙赛道的“老古董”。
今天我们就来聊一聊VR的前世今生。
PS：文中有钱学森先生描述VR技术的手稿。
01
1838年：惠斯通的反光立体镜
加密货币是一个新兴且波动的市场，拥有超过20，000个流通的代币，众所周知，每天都会发生大量的洗牌交易，以使该行业显得更加繁忙，此前这个市场一直缺乏政府监管，因此交易所的加密货币交易量长期以来一直是有争议的数字。
19世纪英国著名物理学家查尔斯·惠斯通爵士，于1838年首次发现并确定立体图原理，并因此被授予皇家学会皇家奖章，这项研究促使他创造了立体镜。
图 ｜ 查尔斯·惠斯通
惠斯通爵士的研究表明，把同一个物体从不同角度拍摄的两张略有不同的图片摆放在一起观看，人脑会感觉到物体的3D立体感．
图 ｜ 立体镜
此原理阐明了双目视觉的实现机制，在此理论基础上，查尔斯发明了一种由棱镜和镜子组成的器材——立体镜，从而使人可以从两张略有不同的二维照片中观察到立体的三维效果。
图 ｜ 立体镜
02
1861年—20世纪初：
低成本立体镜得到普及
一段时间以后，立体镜技术也逐渐得到普及。
1861年，美国医生Oliver Wendell Holmes发明了一种手持的，且更加便于生产的低成本立体镜。
Holmes的立体镜设计后来成了经典，持续了百年，甚至现在有厂商还在复刻这种立体镜。
图 ｜ 低成本立体镜
第一次世界大战后这种产品的受欢迎程度就开始下降了，到了美国大萧条时期更是直线下降，大致是因为人们已经迷恋上新的媒介——电视了。
20世纪初以后，立体镜慢慢地淡出大众视野，存在的形式也变成儿童玩具或者小众摄影师的爱好。
03
1932年：Link Trainer林克训练器
1932年，世界上出现了第一个商业化的飞行模拟训练项目——林克训练器（俗称：林克机）。1929年，埃德温·林克发明了世界上最早的飞行模拟器。
图 ｜ 埃德温·林克
林克机将机身复制品与控件和马达结合，能够模拟出俯仰、滚转与偏航等飞行动作，从而帮助飞行员进行模拟训练。据说当时每台价格3500美元。
图 ｜ 林克训练器
在二战期间，林克机训练了超过50万名飞行员。中国人民解放军空军建军之初，也曾使用缴获的林克机来训练飞行员。
直到上世纪70年代初期，仍有些国家的空军在使用这套设备。
04
1935年：出现虚拟世界的描述
林克机面世后不久，1935年，科幻作家斯坦利·G温鲍姆在小说《皮格马利翁的眼镜》中描述了一款VR眼镜，能够同时模拟视觉、触觉、嗅觉、味觉等的VR设备。
图 ｜ 小说《皮格马利翁的眼镜》插图
最令人惊叹的是，小说中的眼镜佩戴者甚至可以和画面中的世界发生交互，并影响镜中世界的历史进程。
因此，这副“皮格马利翁的眼镜”被认为是世界上最早的VR头显概念雏形，时至今日，小说所描述的场景依然是广大VR从业者努力攀登的技术高峰。
05
1956年：第一台虚拟现实机器
电影摄影师莫顿·海利格发明了名为Sensorama的虚拟现实机器，并在1962年为这项技术申请了专利，这被誉为VR的原型机。
图 ｜ Sensorama虚拟现实机器
这款设备是为增强电影观看体验而设计的，通过三面显示屏来实现空间感。虽然设备体型巨大，但却有很多功能，比如3D显示、3D立体声、振动座椅、模拟风吹的风扇，甚至还有气味生成器，而用户需要坐在椅子上将头探进设备内部，才能体验到沉浸感。
06
1960年：
第一款头显Telesphere Mask
上述Sensorama的发明者莫顿·海利格，在1960年发明了第一款头戴式显示器——Telesphere Mask，并将它定义为“个人用途的可伸缩电视设备”。
图 ｜ Telesphere Mask
可以看出，Telesphere Mask的外观设计非常现代化，具备3D显示和立体声，但没有头部的位置跟踪系统，所以本质只是一个头戴式的显示器。
由于应用场景有限，3D电影制作费和设备成本高昂，Morton发明的Sensorama和Telesphere Mask最终都因商业化失败而告终，留给世人的只有富有远见的畅想和产品概念。
07
1968年：
第一款头戴虚拟现实设备Sutherland
1968年，计算机图形学之父、著名计算机科学家Ivan Sutherland设计了第一款头戴式虚拟现实设备——Sutherland。
图 ｜ Ivan Sutherland
Sutherland的成功之处在于头显连接电脑，具备头部的位置跟踪系统，通过超声设备和机械轴，初步实现姿态检测功能，简单来说，就是当用户转动头部的时候，计算机会实时计算出新的图形，并显示出来。
图 ｜ Sutherland
由于当时硬件技术的限制，Sutherland相当沉重，根本无法独立穿戴，必须在天花板上搭建支撑杆来悬挂，这一设计也被人们戏称为“达摩克利斯之剑”，最终未能走出实验室。
Sutherland的出现，标志着头戴式虚拟现实设备与头部位置追踪系统的问世，如今的虚拟技术在此基础上做改革创新，而Ivan Sutherland也因此被称为“虚拟现实之父”。
08
1989年：
第一款商业化的VR产品eyephone
1984年，Atari虚拟现实研究室的前员工Jaron Lanier创办了VPL公司，并普及了Virtual Reality（简称VR）这个术语。1989年，VPL公司推出了一套商业化的虚拟现实产品——eyephone。
图 ｜ eyephone
与众不同的是，VPL公司还推出了数据手套（Data Glove），最初只被作为PC的输入系统，此后与eyephone相结合，作为虚拟环境的互动方式。
受当时技术的制约，eyephone仅搭载低分辨率的LCD显示器，且计算机性能不足以支撑追踪肢体运动所需的图形渲染，用户体验和沉浸感都十分糟糕，且当时的售价高达9400美元。
09
90年代：VR的第一次热潮
到了90年代，VR迎来第一次热潮，当时市场上出现很多类似的产品，和现在产品的外形非常相似。
中国工程院院士、两弹一星功勋奖章获得者钱学森先生对VR的概念有一番深刻的洞见，如对于VR的中文命名，以及该项技术未来发展的思考。
图 ｜ 钱学森关于VR的亲笔书信
钱学森建议将Virtual Reality的中文翻译为“灵境”，他在信中写道：“我对灵境技术及多媒体的兴趣在于它能大大扩展人脑的知觉，因而使人进入前所未有的新天地，新的历史时代要开始了！”他认为，“灵境技术是继计算机技术革命之后的又一项技术革命。它将引发一系列震撼全世界的变革，一定是人类历史中的大事。”
10
1995年：任天堂的Virtual Boy
90年代，日本游戏产业飞速发展，各大游戏公司把VR视为游戏业的一次改革创新的机会，争相推出自己的VR产品。
1995年，任天堂发布第一款能够显示立体3D图形的游戏机。玩家可以像头戴式显示器一样使用游戏机，将头放在游戏机目镜上可以看到红色单色显示屏显示的游戏画面，游戏使用视差原理产生立体3D效果。
图 ｜ 任天堂的Virtual Boy游戏机
但Virtual Boy的面世被认为是“完全的商业失败”，它的失败在于其高昂的价格、单色的显示屏幕、差强人意的3D效果、缺乏真正的便携性、使用其而导致的健康问题，以及低质量的游戏。
1996年初，因为Virtual Boy未能达到销售量目标，任天堂停止了Virtual Boy的游戏发行和生产。
11
21世纪的娱乐革命
步入21世纪，随着计算机性能、图形处理技术、动作捕捉技术的进步，直到2012年，VR才真正享受到计算机技术的红利。
2012年，17岁少年Palmer Luckey在自家车库通过研究拆解1970至2000年初的VR设备，制作出开发者版本的Rift头显，并将它推上众筹平台Kickstarter。
图 ｜ Palmer Luckey
图 ｜ Oculus Rift开发者版本（DK系列）
随后，Palmer Luckey成立了自己的公司Oculus，并在众筹平台上成功吸引了超过250万美元的资金，2014年更是被Facebook以20亿美元的天价收购。随后，Palmer Luckey以独特的姿势登上了《时代》杂志封面。
图 ｜ Palmer Luckey登上《时代》杂志
本来这是个让更多人认识Oculus和VR的大好机会，但Palmer Luckey在封面上摆出的姿势实在太抢戏，以至于大家的关注点根本不在Oculus Rift设备本身，而是被Palmer Luckey的灵魂舞姿所吸引。
网友自然不会放过这个机会，纷纷大展拳脚恶搞这位头戴Oculus、身穿Polo衫和牛仔裤在沙滩跳舞的年轻人。
图 ｜ 网友恶搞Palmer Luckey系列图
2015年，谷歌推出售价仅为5美元的VR头显——Cardboard，开启了移动VR的新时代。
图 ｜ Google Cardboard谷歌纸盒VR眼镜
Cardboard能适配市面上大多数智能手机，在麦当劳、可口可乐等商业巨头的推动下，Cardboard红遍全球，也间接推动了三星Gear VR的发展。可以说，Cardboard的便携性和低价格，让更多人体验到了VR的魅力。
这一年开始，科技巨头的VR产品雨后春笋般不断涌出。
图 ｜ HTC VIVE
2015年，HTC与Valve合作开发的HTC VIVE头显正式发布。
图 ｜ 三星Gear VR
同年，三星Gear VR发布，继承了谷歌Cardboard的亲民路线，售价99美元，与三星手机绑定。
图 ｜ Oculus rift
2016年，收购Oculus公司后的Facebook正式发售Oculus rift消费者版本，这是一款真正PC专用VR头显，价格599美元。扎克伯格说，2016年是消费级VR设备元年。
图 ｜ PlayStation VR
同年，索尼推出一款专为游戏主机设计的VR头显——PlayStation VR。
图 ｜ 微软hololens 2
微软在2016年和2019年分别推出混合现实头显hololens和hololens2，通过3D摄像头、深度传感器、陀螺仪以及麦克风等传感器的组合，完成对环境和使用者行为的捕捉，hololens2更是加入了眼球跟踪能力，可以精确地感知使用者在注视什么位置，实现更自然便捷的互动。
图 ｜ Oculus Quest 2
2020年，Meta推出VR一体机Oculus Quest 2，是首款搭载骁龙XR2平台的VR设备，号称能提供目前最先进、最具沉浸感的VR游戏体验。
据外媒报道，Oculus Quest 2在2021年的销量已经超过1000万台，远远超越其他VR设备，成为当下最受欢迎的VR头显之一。Quest 2的销量破千万，意味着Meta在元宇宙的战略下，Meta已经有了基础的VR用户，加上原本Facebook社交平台已有的29亿月活用户，可以说，Meta成功占据元宇宙的C位。
扎克伯格认为，元宇宙的核心是互联网体验的升级，所以VR设备及其生态是关键。
12
未来可期
1999年，没有人会想到，20年后，一个香烟盒大小的电子设备——手机，计算能力显示效果，会接近一台正儿八经的电脑。
20年前，互联网刚出现苗头，全国在网人数不过900万。20年前的我们，根本想象不到，20年后，离开互联网，我们寸步难行。
或许在20年后的元宇宙世界中，每个人在虚拟世界都有自己的新身份，过着一种新的生活。人们会有大量的活动停留在虚拟现实中，社交、学习、工作……
20年后，达到极致形态的VR，对人类社会的影响，或许类似于互联网对人类生活的影响一样，甚至还要深。人们在物质需求得到极大满足后，对精神需求的追求将在虚拟世界中得到全维度的实现。
而长达20年的时间周期里，更是会出现很多匪夷所思的新技术革命、新思潮。
对于未来，我们保持期待。
END
图 ｜ 网络
