История виртуальной реальности

Portal Virtual Reality

Новости Видеоигр и Киберспорта, Гайды

История виртуальной реальности

Привет дорогой друг. В этой подробной статье о истории виртуальной реальности мы рассмотрим, как развивались технологии и как ключевые личности  и организации проложили путь к виртуальной реальности, как  знаем мы ее сегодня.

 

Панорамные картины

 

Если мы более строго сосредоточимся на сфере действия виртуальной реальности как средства создания иллюзии,  то самая ранняя попытка создать виртуальную реальность — это, конечно же, 360-градусные фрески (или панорамные картины), первые упоминания о которых появились в  девятнадцатом веке. Эти картины были предназначены для того, чтобы заполнить всю область зрения зрителя, заставляя их чувствовать себя присутствующими на каком-то историческом событии или месте.

1838 — Стереоскопические фотографии и зрители

В 1838 году исследование Чарльза Уитстона показало, что мозг обрабатывает различные двумерные изображения из каждого глаза в один объект из трех измерений. Просмотр двух боковых стереоскопических изображений или фотографий через стереоскоп дал пользователю ощущение глубины и погружения. Более поздняя разработка популярного стереомастера View-Master (запатентованная в 1939 году) была использована для «виртуального туризма». Принципы дизайна Stereoscope используются сегодня для популярных карт Google и низкобюджетных VR-дисплеев для мобильных телефонов.

  • 1838: Стереоскоп (Чарльз Уитстоун)
  • 1849: линзовидный стереоскоп (Дэвид Брюстер)
  • 1939: Мастер-вид (Уильям Грубер)

 

Со временем человечество медленно, но верно создавало все более богатые способы стимулирования наших чувств.

1929 — Линк Трейнер: Первый симулятор полета

В 1929 году Эдвард Линк создал «Link trainer» (запатентованный в 1931), вероятно, первый пример коммерческого Похожее изображениесимулятора полета, который был полностью электромеханическим. Он контролировался двигателями, которые были связаны с рулем и рулевой колонкой. Небольшое моторное устройство имитировало турбулентность и тряску.

В это время была необходимость в более безопасных способах подготовки пилотов и американские военные купили шесть из этих устройств за 3500 долларов. В 2018 году эта сумма была эквивалентна теперешним 50 000 долларам. Во время Второй мировой войны более 10 000 так называемых «синих коробок» использовались для подготовки и повышения квалификации более чем 500 000 пилотов.

 

1930-е годы: Пророческие предсказания виртуальной реальности писателями фантастами

В 1930-х годах рассказ писателя-фантаста Стэнли Г. Вайнбаума («Очки Пигмалиона») содержит идею о двух очках, которые позволяют владельцу ощущать вымышленный мир посредством голографии, обоняния, вкуса и прикосновения. Оглядываясь назад, опыт Вейнбаума необычайно похож на современный опыт виртуальной реальности, с точностью до мелочей.

 

pygmallions_spectacles

 

1950-е годы: Сенсорама Мортона Хейлига

В середине 1950-х годов кинематографист Мортон Хайлиг разработал Sensorama (запатентованный в 1962 году), который представлял собой театральный кабинет в аркадном стиле, который стимулировал бы все чувства, а не только зрение и звук. В нем были стереодинамики, стереоскопический 3D-дисплей, вентиляторы, генераторы запахов и вибрационный стул. Sensorama был предназначен для полного погружения человека в фильм. Он также создал шесть коротких фильмов для своего изобретения, все из которых он снимал и редактировал сам. Фильмы Sensorama были названы «Мотоцикл, танцор живота», «Dune Buggy», Вертолет, «Дата с Сабиной», и Я бутылка кока-колы! Четыре из них были посвящены езде на мотоцикле, го-карте, велосипеде и полете на вертолете. В пятом, придуманном для потенциальных голливудских инвесторов, зрителя развлекали танцом живота в исполнении Нью-Йоркской танцовщицы.

фото прибора просмотра кино в виртуальной реальности
sensorama история vr

 

 

 

1960-е годы: Первый дисплей с головкой VR

 

   Следующим изобретением Мортона Хайлига была маска Telesphere (запатентованная в 1960 году) и была первым примером дисплея с головкой (HMD), хотя и для неинтерактивной пленки, без какого-либо отслеживания движения. Гарнитура обеспечивала стереоскопическое 3D и панорамное виденние со стереозвуком.

Первый патент Мортона — « Маска Telesphere» по патенту №2955,156

Telesphere Mask был оснащен миниатюрными кинескопами для передачи изображения, аудиосистемой, и неким приспособлением для передачи запаха и эффекта ветра. Для этих очков так же требовались особенные фильмы. Производство VR-машин на то время обходилось очень дорого, так же как и съемка подходящего материала для них. Техника была очень хрупкой и требовала бережного обращения. Один пробный аппарат Sensorama удалось установить на территории Universal Studios, и на этом коммерческий успех ранней виртуальной реальности закончился. Голливудские воротилы того времени понятия не имели, как продавать этот новый тип развлечений. Пионер виртуальной реальности пришел слишком рано в мир, который не был готов ни технологически, ни морально.

Прототип футуристического шлема Telesphere Mask до сих пор хранится у вдовы изобретателя, Марианны Хелиг.

 

1961 год: Headsight — Первое отслеживание движения HMD

 

В 1961 году два инженера корпорации Philco (Comeau & Bryan) разработали первый предшественник HMD, как мы его знаем сегодня — Headsight. Он включал видеоэкран для каждого глаза и магнитную систему слежения за движением, которая была связана с камерой. Headsight фактически не был разработан для приложений виртуальной реальности (этот термин тогда не существовал), а для того,  чтобы обеспечить возможность по глубже погрузиться в сложные и опасные военные ситуации, смоделированные специально для этого оборудования. Движения головы перемещали бы удаленную камеру, позволяя пользователю естественным образом осматривать окружающую среду. Headsight стал первым шагом в эволюции дисплея, установленного на головке VR, но ему не хватало интеграции в компьютер и создание изображений.

 

1965 год: «Ultimate Display» Ивана Сазерленда

 

Фото пионера виртуальной реальности
Сазерленд, Айвен

Иван Сазерленд описал концепцию «Ultimate Display», которая могла бы имитировать реальность до такой степени, что ее нельзя было бы отличить от реальности. Его концепция включала:

Виртуальный мир просматривался через HMD и казался реалистичным благодаря дополненному 3D-звуку и тактильной обратной связи.

Компьютерное оборудование для создания виртуального слова и поддержания его в реальном времени.

Возможность пользователям взаимодействовать с объектами в виртуальном мире реалистично

 

Эта статья станет основным планом для концепций, которые сегодня охватывают виртуальную реальность.

 

1968 год: «Дамоклов меч» Сазерленда

 

Картинка первого шлема виртуальной реальности
Дамоклов меч» Сазерленда

В 1968 году Иван Сазерленд и его ученик Боб Спрул создали первый VR / AR-дисплей с головкой (Дамоклов меч), который был подключен к компьютеру, а не к камере. Грозная установка только частично была шлемом. Значительная ее часть была слишком громоздкой для головы человека, и свешивалась с потолка, чем и заслужила свое прозвище. Пользователь также должен быть привязан к устройству. Компьютерная графика была очень примитивной, но несмотря на все недостатки графики, аппарат умел отслеживать положение глаз и головы пользователя.

Сазерленда, помимо всего прочего, стоит поблагодарить за объектно-ориентированный подход к программированию, наработки в области графических дисплеев и компьютерной графики. У профессора было свое видение того, что мы сегодня называем виртуальной реальностью: «Пределом развития дисплея будет комната, в которой компьютер может управлять существованием материи. Стул в такой комнате вполне сгодится для сидения на нём. Наручники, созданные в такой комнате, будут сковывать, а пуля, созданная в такой комнате, будет смертельной». Может, и неплохо, что он не довел «Дамоклов меч» до конца.

 

 

1969 год: Искусственная реальность

В 1969 году Майрон Крюгере художник виртуальной реальности разработал серию опытов, которые он назвал «искусственной реальностью», в которой он разработал компьютерные среды, которые отвечали на действие людей в них. Проекты, названные GLOWFLOW, METAPLAY и PSYCHIC SPACE, были прогрессиями в его исследованиях, которые в конечном итоге позволили разработать технологию VIDEOPLACE.  Эта технология позволила людям общаться друг с другом в гибкой среде, генерируемой компьютером, несмотря на то, что они находятся на расстоянии друг от друга.

 

1987 год: Рождение виртуальной реальности

 

фото vr шлема nasa
VR-шлем NASA VIEW

 

Даже после всего этого развития в виртуальной реальности для описания поля все еще не было всеобъемлющего термина. Все это изменилось в 1987 году, когда основатель лаборатории визуального программирования (VPL) Ярон Ланье придумал  термин «виртуальная реальность». Область исследования теперь получила название. Благодаря своей работе в VPL Jaron разработал ряд инструментов для виртуальной реальности, включая Dataglove (вместе с Томом Циммерманом) и дисплей на головке EyePhone. Они были первой компанией, которая продала очки Virtual Reality (EyePhone 1 $ 9400, EyePhone HRX $ 49 000) и перчатки ($ 9000).

Важнейшее развитие в области  виртуальной реальности!

 

 

Всего выпустили три версии EyePhone. В первой были линзы LEEP, угол обзор 90 на 60 градусов, разрешение жидкокристаллического дисплея составляло 184,7 x 138,6 пикселей на глаз. Начиная со второй версии использовались линзы Френеля, угол обзора возрос до 100 градусов с небольшим, а разрешение в итоге возросло до 416×277 пикселей. Первая версия весила 2,4 килограмма, вторая — 1,1 килограмма.

 

1991 год: Виртуальные игровые автоматы

 

Устройства виртуальной реальности начинают встречаться повсеместно, хотя бытовая собственность на ультрасовременную виртуальную реальность все еще была далеко недоступна. Виртуальная группа запустила ряд аркадных игр и машин. Игроки будут носить набор очков VR и играть на игровых автоматах в режиме реального времени (менее 50 мс), захватывающих стереоскопических 3D-визуальных эффектов. Некоторые устройства также были объединены в сеть для многопользовательского игрового процесса.

фото атракциона виртуальной реальности  

1992 год: Шлем из  «Газонокосильщика» — Eyephone

 

Фильм «Газонокосильщик» представил концепцию виртуальной реальности для более широкой аудитории. Он был частично основан на работах все того же Яроне Ланье и его ранних лабораторных исследованиях. В Jaron играл Пирс Броснан, ученый, который использовал терапию виртуальной реальностью для пациента с психическими заболеваниями. В фильме использовалось реальное оборудование виртуальной реальности из исследовательских лабораторий VPL, а режиссер Бретт Леонард признался, что вдохновила его именно  VPL.

1993 год: SEGA анонсирует новые очки VR  «Шлем Робокопа»

 

фото шлема vr segaSega объявила о выпуске Sega VR-гарнитуры для консоли Sega Genesis и Saturn в 1993 году на выставке Consumer Electronics Show в 1993 году. Сам шлем сочетал два отдельных ЖК-дисплея с разрешением 300 x 200 точек, встроенные наушники для объемного звука и хорошо продуманную систему отслеживания движений головы. Датчики обновляли положение шлема 100 раз в секунду, и картинка на дисплеях изменялась соответственно. Sega готовилась продавать продукт по цене около 200 долларов сша, сегодня они бы стоили 400$. Однако трудности технического развития привели к тому, что устройство навсегда останется на этапе прототипа, несмотря на то, что было разработано 4 игры для этого продукта,  в том числе одну, названную «Matrix Snatcher» — за шесть лет до выхода «Матрицы».

Тех, кто смог опробовать новинку, она не особенно впечатлила, так что за громким запуском последовали зловещая тишина и забвение. Представители Sega утверждали, что отказались от проекта из соображений безопасности игроков, особенно детей. По слухам, 40% тестеров просто не могли пользоваться шлемом из-за укачивания. В итоге VR-шлемы отправили в японские аркады.

 

 

1995 год: Nintendo Virtual Boy

 

фото Nintendo Virtual BoyNintendo Virtual Boy (первоначально известный как VR-32) был 3D-игровой консолью, которая была создана, чтобы быть первой в мире портативной консолью, которая может отображать истинную 3D-графику.

Основой послужила разработка массачусетской компании Reflection Technologies, гарнитура Private Eye, и изобретенный ими монохромный дисплей. Вместо полноценной матрицы он состоял из линейки светодиодов 1×224 и колеблющихся зеркал, которые формировали изображение с механической разверткой в 50,2 Гц. Для дисплея были выбраны самые дешевые красные светодиоды, итоговое разрешение составляло 384 x 224 точки на глаз. Устройство также оснастили встроенным спикером, а работало оно либо от сети, либо от 6 пальчиковых батареек.

Он был впервые выпущен в Японии и Северной Америке по цене 180 долларов, но это был коммерческий провал, несмотря на низкую цену. Сообщаемыми причинами этого отказа были отсутствие цвета в графике (игры были красными и черными), отсутствовала поддержка программного обеспечения, и было сложно использовать консоль в удобном положении. В следующем году они прекратили производство и продажу.

 

1999 год: VR для MS-DOS: Forte VFX1

 

Конечно, эксперименты с VR-очками не закончились громким провалом Virtual Boy. Sony, Siemens и множество мелких компаний продолжали создавать собственные проекты всю вторую половину 90-х и в первое десятилетие нового века. Одна из таких разработок —  шлем VFX1 нью-йоркской компании Forte.

Отличительной чертой этого устройства была продуманность, которой так не хватило Nintendo. Несмотря на солидный вес в 1,1 килограмма, шлем был неплохо сбалансирован и не казался тяжелым. Обе линзы и расстояние между ними настраивалось под глаза человека, подушки и подкладка обеспечивали удобную посадку, а стереонаушники AKG — качественный объемный звук. «Забрало» шлема поднималось вверх, чтобы не нужно было снимать весь агрегат целиком, что очень удобно. Для управления игрой предоставлялся Cyberpuck, джойстик в виде шайбы.

VFX1 предназначался для работы с ПК, в комплекте к нему даже шла особая ISA VIP-карта, которая вставлялась в компьютер перед непосредственным подключением устройства. В комплекте поставлялись драйвера и совместимые игры. Да, этот шлем работал с такими хитами 90-х, как Doom, Quake, Heretic и Descent, не говоря уже об отличной совместимости с авиасимуляторами.

Разрешение самих ЖК-дисплеев составляло 263×230 пикселей, чуть меньше стандартного 320×240. Крохотный угол обзора оставлял желать лучшего: 35,5 градусов по горизонтали и 26,4 градуса по вертикали. Зато аппарат отлично регистрировал повороты головы по трем осям благодаря встроенным гироскопу и датчику магнитного поля земли.

 

2012 год:  Oculus Rift

 

Фото шлема Oculus Rift     Очередной виток спирали истории VR-шлемов закрутился в 2012 году, когда никому не известный стартап Oculus VR запустил на Kickstarter кампанию для финансирования нового VR-шлема под названием Rift. Безумно успешная кампания собрала 2,5 миллиона долларов.

В 2011 году юный Палмер Лаки (Palmer Luckey) привлёк внимание одного из наиболее известных разработчиков игр в мире Джона Кармака (John Carmack), создателя легендарных игр Doom и Quake, основателя id Software. Молодой энтузиаст сделал несколько протипов устройств для виртуальной реальности посредством паяльника и модификации существующих частей из персональной коллекции дисплеев, монтируемых на голову, и отправил Кармаку свою новейшую модель под названием PR6 или Prototype 6, которая затем получила название «the Rift» (дословно — «визуальный просвет»).

Кармак позже продемонстрировал эту модель на мероприятии E3, где она вызвала интерес публики и привлекла внимание многих индустриальных лидеров, включая будущих трёх топ-менеджеров команды Oculus: Брендана Айриба (Brendan Iribe), Майкла Антонова (Michael Antonov) и  Нэйта Митчелла (Nate Mitchell).

Даже на самых ранних стадиях разработки Rift представлял совершенно новую и революционную технологию в игровой индустрии. Это был абсолютно новый подход для общения с окружающей действительностью, а также соединения виртуальной реальности с настоящим миром. История с Oculus Rift показывает, что происходит в том случае, когда тысячи последователей поверили небольшой команде с большими амбициями.

 

2014 год: Google Cardboard

 

Google стал следующей важной остановкой на пути VR-прогресса. В 2014 году, пока Rift все еще проходил проектные жернова, посетителям конференции Google I/O раздали непонятные картонки.

Оказалось, что из них складываются угловатые на вид маски с отдельным слотом под смартфон. Надев такую на лицо и потянув за магнит, человек моментально переносился в виртуальную реальность по версии Google.

Cardboard на тот момент показался самым логичным продолжением развития VR индустрии, который можно было представить. Дисплеи смартфонов становились лучше день ото дня, как и мощность маленьких процессоров. Даже гироскоп был на месте. Мобильный гейминг набирал силу. Все, что оставалось — добавить пару линз и приложение.

Примеру Google последовали многие. Свои VR-гарнитуры для смартфонов представили Samsung, Xiaomi, Mattel, и десятки небольших стартапов, надеющихся оседлать поднимающуюся волну.

 

2015 год:  HTC Vive

 

фото vr гарнитуры HTC ViveАмериканская Valve Corporation, создатель игр Half-Life, Dota 2 и платформы Steam, присоединилась к новой исторической эпохе VR в 2015 году. Тогда стало известно, что компания объявила, что вместе с тайваньской HTC Corporation работает над очками виртуальной реальности HTC Vive для ПК.

Публично Valve показывала в основном свои первые разработки от 2012 года, но уже тогда компания старалась заменить непрактичную систему, основанную на AprilTag. Появилась пара альтернативных решений: лазерное слежение и слежение за точками. Слежение за точками работает именно так, как вы представили: контроллеры и шлем покрываются специальными точками, а стационарная камера следит за ними, определяя положение устройств в пространстве в реальном времени. В случае с лазерным слежением на устройства прикрепляются особые сенсоры, которые принимают дискретный лазерный сигнал от базовой станции.

Точнее всего именно лазерное слежение, но оно накладывает ограничения на работу устройства. Чтобы понять почему, надо немного разобраться, как всё это работает с технической точки зрения. На базовой станции установлены излучатели, которые вращаются на большой скорости и стреляют лазерами по всей комнате, а также светодиоды, мигающие 60 раз в секунду. На шлеме устанавливаются сенсоры, наблюдающие за невидимым световым шоу и определяющие собственное положение в пространстве. Они подсчитывают, сколько времени проходит между моментами, когда каждый лазер и свечение от светодиода касается того или иного сенсора.

У компаний была возможность сделать лучшие устройства виртуальной реальности, в этом никто не сомневается. Они могли увеличить разрешения экранов, которые сейчас держатся на уровне 1200 × 1080. Но проблема не в устройствах, а в компьютерах, к которым они будут подключаться. Требования к графическим процессорам высоки уже сейчас: это должны быть AMD Radeon R9 290 или Nvidia GeForce GTX 970. Сейчас, спустя несколько лет после релиза, эти видеокарты всё ещё стоят примерно столько же, сколько PlayStation или Xbox. Фалижек объясняет: «Идея была в том, чтобы устройство могло работать с теми графическими картами, которыми пользователи будут оснащать свои компьютеры на несколько лет вперёд».

 

2015 год:  Sony Playstation VR

 

фото шлема psvrSony занималась виртуальной реальностью как минимум с 90-х годов и даже продавала в свое время очки Glasstron. В 2014 году компания анонсировала проект VR-шлема Morpheus, свой ответ на вызовы нового тысячелетия.

В 2015 году стало известно, что шлем будет называться Playstation VR. В октябре следующего года гаджет запустили по цене 399$ в США и 399€ в Европе.

По характеристикам очки несколько уступали своим конкурентам из Valve и Oculus. Разрешение OLED-дисплеев по 960 x 1080 точек на один глаз, угол обзора — 100 градусов, зато частота обновления выше — 120 Гц. Самым главным преимуществом в глаза потребителей было отсутствие необходимости покупать дорогой компьютер, который заменяла приставка Playstation 4. За трекинг отвечает камера, выпущенная для PlayStation еще в 2013 году.

 

Наши Дни:

В 2018 году уже тяжело найти человека, который бы не слышал о виртуальной реальности. А многие, если еще не обзавелись собственными VR очками, то как минимум примеряли их на выставках или в VR-клубах.
Вместе с растущим спросом увеличивается и предложение на рынке оборудования. Каждый месяц выходят новые системы, в которых порой нелегко разобраться, особенно если вы только начинаете свое знакомство с VR. Ниже представлен краткий обзор некоторых наиболее интересных гарнитур виртуальной реальности:

фото vr гарнитуры Samsung Odyssey

 

 

Samsung Odyssey — один из пяти шлемов на платформе Windows Mixed Reality, представленных в 2017 году. Остальные четыре — решения от Dell, Acer, Lenovo и Asus по цене от $ 400 до $ 500. Все они используют технологию inside-out tracking, которая позволяет отказаться от внешних трекеров. Две камеры глубины располагаются на самом шлеме, и «понимают» его расположение в пространстве, а также «видят» контроллеры. При этом компьютерное зрение позволяет не терять контроллеры даже когда они оказываются вне поля зрения камер, например, при доставании виртуальной стрелы из-за спины.

 

 

 

фото шлема виртуальной реальности Lenovo-Mirage-Solo

 

 

Lenovo Mirage Solo — первое автономное устройство на базе платформы Daydream от Google. Для работы ему не требуется ни смартфон, ни компьютер. Используемая система рендеринга называется Seurat и позволяет добиваться высокого качества изображения, сравнимого с десктопными решениями, за счет оптимизации 3D-моделей.
Судя по доступным контурам, шлем будет поставляться с контроллером в стиле мобильных Daydream решений.
Шлем от Lenovo прошел сертификацию в США в декабре 2017 года и ожидается на рынке в начале 2018-го.

 

 

 

фото vr шлема vive focus

 

HTC Vive Focus — изначально также заявлялся как standalone шлем на платформе Daydream, однако в конце 2017 года HTC неожиданно отказались от сотрудничества с Google и представила свой продукт как независимое решение для китайского рынка.
Vive Focus является первым автономным устройством с отслеживанием движений с шестью степенями свободы без необходимости использования внешних сенсоров.
Будет поддерживаться технология Miracast для трансляции картинки на телевизор.
Поставки запланированы уже на январь 2018 года, хотя остается неизвестным, будет ли продукт официально поставляться на рынки Европы и Америки.

 

 

 

фото гарнитуры VR Oculus go

 

Oculus Go — автономный шлем виртуальной реальности, представленный в октябре 2017 года в рамках ежегодной конференции для разработчиков Oculus Connect. В Go есть встроенные динамики, обеспечивающие пространственное звучание. Датчиков для отслеживания положения и движений пользователя в устройстве нет, зато в комплекте поставляется небольшой контроллер.
Производитель заявляет качество и производительность на уровне десктопного решения по цене всего в $ 199. Выход устройства запланирован на начало 2018 года.

 

 

 

фото шлема vr oculus-santa-cruz

 

Oculus Santa Cruz — прототип нового поколения беспроводных шлемов, представленный на той же конференции Oculus Connect. Как и устройства на базе Windows MR, Santa Cruz использует технологию inside-out tracking для ориентации в пространстве. При этом является полностью автономным и беспроводным решением. Santa Cruz займет место в линейке продуктов Oculus между Go и Rift.
Версия для разработчиков поступит на рынок в 2018 году. О пользовательской версии пока ничего не известно.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.


Загрузка...

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: