الواقع الافتراضي هو تاريخ تكوين الواقع الاصطناعي.

تعتمد تقنيات الواقع الافتراضي اليوم على أفكار تعود إلى القرن التاسع عشر ، تقريبًا إلى بداية التصوير العملي. في عام 1800 ، تم اختراع أول مجسم ، والذي استخدم المرايا المزدوجة لعرض صورة واحدة. تطور هذا في النهاية إلى View-Master ، الحاصل على براءة اختراع في عام 1838 وما زال قيد الإنتاج حتى اليوم.

ومع ذلك ، تم استخدام مصطلح "الواقع الافتراضي" لأول مرة في منتصف الثمانينيات عندما بدأ جارون لانيير ، مؤسس VPL Research ، في تصميم المعدات ، بما في ذلك النظارات والقفازات ، اللازمة لتجربة ما أسماه "الواقع الافتراضي". "

1837 - أول مجسم

يمكن اعتبار سلف جميع النظارات المجسمة ، وخاصة Google Cardboard ، جهازًا تم تطويره بواسطة Charles Winston في عام 1837. مبدأ عملها بدائي بشكل مؤلم: يتم وضع صورتين مسطحتين متطابقتين في الداخل بزوايا مختلفة ، ونتيجة لذلك يدركها الدماغ على أنها صورة ثلاثية الأبعاد.

1956 سنسوراما

الآلة ، التي تشبه الجهاز الطبي لدراسة قاع العين ، هي في الواقع واحدة من أولى العروض ثلاثية الأبعاد في العالم. تم تصميمه بواسطة البروفيسور مورتون هيليج وهو مصمم لمشاهدة مقاطع الفيديو. لذلك ، في الواقع ، بدأ تطوير الواقع الافتراضي في الخمسينيات من القرن الماضي.

في الأساس ، تم استخدام الجهاز من قبل المتنزهات الترفيهية ، حيث سمح بتجربة الانغماس في العالم الافتراضي ، على سبيل المثال ، للشعور كأنك راكب الدراجة النارية يتسابق في نيويورك ليلاً ، أو أن تكون "في حذاء" فيلم شخصية. بالمناسبة ، تم إنتاج مثل هذه الأفلام بالفعل من قبل الشركات حصريًا لـ "Sensorama". بالإضافة إلى إمكانية عرض فيديو مجسم ، يحتوي الجهاز على صوت ستريو ومولد طاقة مستقل ومولد للرائحة وحتى مقعد يمكن أن يهتز وفقًا لما يحدث على "الشاشة".

1961 Headsight

أصبح الجهاز ، الذي طوره مهندسو Philco ، أول منتج يتم إنتاجه بكميات كبيرة في مجال VR. كانت الخوذة أول سماعة رأس مجسمة ، أو كما كان من المعتاد تسمية مثل هذه الأدوات ، كانت أول "شاشة مثبتة على الرأس" (HMD).

سرعان ما اجتذب التطوير اهتمام الشركات الإعلامية والشركات الأمنية. بفضل الكاميرا المثبتة في المكان المناسب ، يمكن للعامل في الخوذة مراقبة ما كان يحدث حولها. وبفضل وجود نظام تتبع مغناطيسي ، قامت الخوذة بنقل بيانات حركة الرأس إلى الكاميرا ، وغيرت زاوية الرؤية وفقًا لدوران الرأس. وهكذا ، يمكن للصحفيين العسكريين مراقبة ما كان يحدث في المناطق الساخنة ، ما يسمى "حولهم" ، دون أدنى تهديد لصحتهم.

أريد أيضًا أن أذكر أن مبتكر Sensorama ، Morton Heilig ، لم يقتصر على جهاز واحد فقط وبعد 4 سنوات ، أي في عام 1960 بدأ في تطوير نظارة الواقع الافتراضي الخاصة به. لسوء الحظ ، نظرًا لفقدان الثقة والاهتمام من جانب المستثمرين ، لم يكن للجهاز وقت للبيع ، ولكن لحسن الحظ ، تم تسجيل براءة اختراعه. ويترتب على الرسومات أن السماعة وفرت لاستخدام عدسات بزاوية رؤية 140 درجة وسماعات رأس استريو وحتى فوهة خاصة لمحاكاة الرياح ومحاكاة الروائح على غرار سنسوراما.

1968 - "سيف داموقليس"

تم تطوير نظام سيف داموكليس ، أو باللغة الروسية - سيف داموكليس ، من قبل موظفي مختبر لينكولن في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. كان للأداة ميزة مميزة: قام المطورون بتدريس الجهاز ، بالإضافة إلى القدرة على بث صورة مجسمة ووظيفة تتبع الحركة في الفضاء ، وكذلك تراكب رسومات الكمبيوتر على عرض للعالم الحقيقي. هذا هو ، في الواقع ، هذه هي الخوذة الأولى لعائلة الواقع المعزز.

بالنسبة لأولئك الذين قد لا يعرفون الاختلافات في هذه التقنيات ، سأشرح: VR (الواقع الافتراضي) هو انغماس كامل لشخص في بيئة محاكاة بالكمبيوتر ، و AR (الواقع المعزز) هي تقنية للجمع بين كائنات الواقع الافتراضي العالم الحقيقي. يوجد أيضًا مصطلح MR (الواقع المختلط). يكمن جوهر هذه التقنية في جلب كائنات افتراضية إلى العالم الحقيقي ، حيث سيكون من المستحيل تمييز كائن افتراضي عن كائن حقيقي. بعد ذلك بقليل ، سنتحدث عن أجهزة MR في هذه المقالة.

دعنا نعود إلى سيف ديموقليس. تم تنفيذ تنفيذ مماثل لإسقاط كائنات ثلاثية الأبعاد على العدسات باستخدام برنامج كمبيوتر خاص. قام بتخزين الكثير من الصور ثنائية الأبعاد لكائن ثلاثي الأبعاد من زوايا مختلفة. تم عرضها على المشاهد في تسلسل معين بناءً على موضع الرأس.

في الفيديو ، يمكننا أن نرى عرضًا لعمل النقاط باستخدام مكعب بسيط كمثال:

مثل معظم هذه الأجهزة ، كان الإصدار الأول من النظارات ضخمًا ولم يسمح لك بالتحرك بحرية في جميع أنحاء الغرفة.

أصبح الإصدار الثاني أكثر إحكاما وأخف وزنا ، حيث بدأ استخدام المستشعرات فوق الصوتية كمستشعرات لتتبع الحركات بدلاً من المجسات المغناطيسية.

1980 عين الحنفية

يمكن اعتبار مطور هذه النظارات ، وربما سلف جميع الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء ، عالمًا ومهندسًا كنديًا في مجال تكنولوجيا الكمبيوتر ، ستيف مان. بينما كان لا يزال طالبًا في المدرسة ، تمكن الشاب ستيف من تجميع أول كمبيوتر محمول خاص به للعمل مع معدات التصوير ، والتي عملت على أساس معالج MOS Technology 6502. يمكن وضع النظام بأكمله في حقيبة ظهر واحدة فقط على إطار معدني.

تم تجميع الشاشة من عدسة الكاميرا بأشعة الكاثود وكانت بدقة 40 سطرًا. كل هذا كان يعمل ببطاريات حمض الرصاص.

منذ ذلك الحين ، بدأ ستيف في تحسين الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء ، واكتسب شهرة حقيقية بفضل مشروع نظارات الواقع المعزز ، في الواقع ، لم يكن تطوره مختلفًا كثيرًا عن Sword of Damocles المذكور أعلاه ، ولكن أهم شيء يكمن في التفاصيل. تمكن مان من استخدام جميع إمكانيات جهاز تقسيم الشعاع على كاميرا الخوذة بأكبر قدر ممكن من النجاح ، مما جعل من الممكن إظهار البيئة لكل من المستخدم العادي من خلال عدسة الكاميرا والنظام الذي يعمل مع الكاميرا على الخوذة من أجل ركب العناصر الافتراضية على المشهد في الوقت الفعلي.

بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء جميع العمليات الحسابية بواسطة كمبيوتر قابل للارتداء موضوع في حقيبة ظهر ، وبالتالي تمكن المهندس من إثبات أن تقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز لا يجب أن تكون غير مريحة ومرهقة.

أوصي بمشاهدة محادثة TED الخاصة به حول هذا الموضوع:

1984 - RB2 ، أول وحدات تحكم VR

تم تقديم الجهاز الأول الذي يسمح لك بالتفاعل مع العالم الافتراضي في عام 1984. بفضل وجود قفازات خاصة ، تعمل كوحدة تحكم ، يمكن للاعبين الانغماس تمامًا في الواقع الاصطناعي. بالإضافة إلى المراقبة ، يمكنهم التفاعل مباشرة مع كائنات الكمبيوتر - حركهم ولفهم وقلبهم ، بشكل عام ، فعل أي شيء تقريبًا بما يحدث على شاشة سماعة الرأس EyePhone VR. لسوء الحظ ، لم يكتسب الجهاز شعبية بسبب تكلفته ، وكان سعر المجموعة الكاملة مع جميع وحدات التحكم 100 دولار أمريكي ، وكان هناك أيضًا خيار ميزانية نسبيًا مقابل 50 دولارًا.

1985 - "نظام عرض البيئة الافتراضية"

بعد مرور عام ، بدعم من وكالة ناسا ، تم إطلاق خوذة VR ، والتي من حيث الخصائص ليست أقل شأنا حتى من الأجهزة الحديثة ، ومن ثم لم يكن لها مثيل على الإطلاق. بادئ ذي بدء ، كان الجهاز المطور مخصصًا للأغراض العلمية ، لأنه بفضله كان من الممكن استكشاف أسطح الكواكب والأجسام الفضائية الأخرى بصريًا.

كان عرض الجهاز عبارة عن بلور سائل وله ديوبتر بزاوية رؤية واسعة ، وبفضل ذلك تمتع الشخص الذي بداخله بتجربة فريدة في العالم الافتراضي.

1990 الافتراضية

تم تقديم أحد أقدم أنظمة الواقع الافتراضي للألعاب إلى العالم في Computer Graphics في عام 1990 بواسطة Jonathan Waldern. كان الاختلاف الأول (كان هناك اثنان منهم) عبارة عن خوذة مألوفة مع شاشتين LCD بدقة 276 × 372 لكل عين.

كان الخيار الثاني حرفياً عبارة عن آلة أركيد حقيقية بالكامل يمكن للاعب من خلالها التفاعل مع عجلة القيادة باستخدام سيارة سباق افتراضية ، وكان ذلك مثيرًا للإعجاب. على الرغم من بعض النجاح والشهرة في Virtuality ، إلا أن مبيعاتها لم تكن مثيرة للإعجاب. طوال فترة وجود النظام ، تم بيع ما يزيد قليلاً عن 50 ألف نسخة في السوق.

من حيث الألعاب ، كانت أكثر الألعاب شعبية هي مطلق النار Dactyl Nightmare و aero-sim VTOL.

1992 - CAVE (أول غرفة للواقع الافتراضي)

في عام 1992 ، قدم الطلاب في جامعة Illion غرفة نموذجية ، كانت جدرانها بمثابة شاشات عاكسة لصور الاستريو المعروضة عليها. لكي تكون قادرًا على الشعور بتأثير الوجود في الواقع الافتراضي ، كان من الضروري ارتداء نظارات خاصة مع مجسم. كما هو متوقع ، كان لدى النظام وحدة تحكم للتفاعل مع كائنات الواقع الافتراضي وتكنولوجيا تتبع أيدي المستخدم ورأسه.

لا تزال بعض الشركات تستخدم أنظمة CAVE حتى يومنا هذا. في الأساس ، ترتبط هذه المجالات بالتصميم والتدريب واختبارات بيئة العمل. على عكس نظارات الواقع الافتراضي ، توفر غرف الواقع الافتراضي أعلى مستويات الجودة في العالم الرقمي. بشكل عام ، تعتبر الحلول الأكثر جدية واحترافية في هذه الصناعة.

تتمثل مزايا أنظمة CAVE على النظارات (HMD) في جودة صورة أعلى ، ومجال رؤية واسع ، وزمن انتقال منخفض للتتبع ، والقدرة على رؤية جسمك ، ونتيجة لذلك ، عدم وجود احتمال فقدان التنسيق ودوار الحركة.

ولكن على الرغم من كل مزاياها ، لا يمكن تسمية هذه الأنظمة بأنظمة منزلية ، لأنها تتطلب استثمارات كبيرة (يمكن أن تصل تكلفة هذه الأنظمة إلى عدة عشرات الآلاف من اليورو) لأجهزة طرفية محددة للواقع الافتراضي للتتبع. ويحتاجون أيضًا إلى مساحة كبيرة مخصصة خصيصًا لاستيعاب جميع المعدات ، وهذا هو السبب في أن خوذات الواقع الافتراضي هي الخيار الأفضل لاستكشاف المساحات الرقمية للاستخدام المنزلي.

1993 SEGA VR

في عام 1993 ، أعلنت شركة SEGA المعروفة في CES (معرض إلكترونيات المستهلك) عن رؤيتها لسماعة رأس VR. كان النموذج الأولي للجهاز يحتوي على مكبرات صوت استريو مدمجة وشاشتين LCD وسعر 200 دولار.

على الرغم من الاستثمار الكبير في التطوير من قبل Sega ، لم يصل الجهاز إلى أرفف المتاجر. وبحسب التصريحات الرسمية ، فقد تمكنت الشركة من تحقيق مستوى لا يصدق من الواقعية في الصورة المعروضة. لذلك ، كان لابد من تقليص تطوير الجهاز وإصداره ، حيث كانت الشركة تخشى أن يكون لذلك تأثير سلبي على النظرة العالمية للمستخدمين.

1995 نينتندو الفتى الظاهري

قررت Nintendo ، تمامًا مثل Sega ، عدم التنحي جانباً وأصدرت وحدة تحكم 32 بت - Nintendo Virtual Boy. في البداية ، كان من المفترض أن تتمتع سماعة الرأس بالقدرة على تتبع حركة الرأس وصوت الاستريو ، ولكن للأسف ، لم تصل كل هذه الوظائف إلى الإصدار وظهرت وحدة تحكم VR على أرفف المتاجر ، والتي تحتوي على شاشة أحادية اللون تعرض فقط التدرجات الحمراء. . وبسبب ذلك ، غالبًا ما لاحظ المستخدمون إجهاد العين السريع ونوبات القيء.

كانت الخوذة نفسها في الواقع سطح مكتب ، لأن بيئة العمل الخاصة بها لم تسمح لك بوضعها بحرية على رأسك ، ومن الواضح أن هذا لم يضيف إلى سهولة الاستخدام.

كان هناك عدد قليل من الألعاب بشكل كارثي لوحدة التحكم ، وكلها صنعت فقط باللونين الأحمر والأسود. إلى جانب حقيقة أن جهاز فك التشفير يكلف 180 دولارًا ، نسي المستهلكون ذلك بسرعة. لسوء الحظ ، كان Gunpei Yokoi ، الذي كان مسؤولاً عن تطوير وحدة التحكم Game Boy سيئة السمعة ، سريعًا جدًا في تقرير ما إذا كان Virtual Boy جاهزًا للإصدار في السوق.

1999 - VirtuSphere

اسم VirtuSphere يتحدث عن نفسه. تم تصميم كرة يبلغ قطرها ثلاثة أمتار لتلعب بنظارات الواقع الافتراضي. بعد إغلاقها ، يمكن للاعب التحرك بحرية ، نظرًا لحقيقة أن الكرة نفسها كانت على منصة خاصة ذات عجلات. هذا سمح لها بالدوران في كل الاتجاهات.

ترك هذا المستوى من الانغماس في العالم الرقمي انطباعًا لدى المستثمرين ، ولكن للأسف ، مثل معظم هذه الأجهزة ، لم تجد VirtuSphere العائد المناسب ولم تحصل على المستوى المناسب من التمويل. تمكن المبدعون من بيع النسخ القليلة الأخيرة من أعمالهم إلى المتاحف والقواعد العسكرية في الوقت المناسب ، وهذا هو السبب في أنهم ما زالوا قادرين على عدم الذهاب إلى اللون الأحمر.

تم تقديم العديد من المشاريع الأخرى من شركات مختلفة بعد ذلك ، ولكن جميعها كانت غير مربحة ، وتحول كل اهتمام المطورين والمستهلكين إلى الإنترنت ، الذي كان يكتسب شعبية. لماذا كانت هناك فترة هدوء في مجال تقنيات الواقع الافتراضي والواقع المعزز حتى عام 2012.

2012 - Oculus VR

إذا لم يكن الأمر يتعلق بالتطور السريع لمنصات التمويل الجماعي خلال تلك الفترة الزمنية ، فربما لم نكن نعرف فقط عن متحمس مثل Palmer Lucky برؤيته للواقع الافتراضي الحديث ، ولكن يمكننا أن ننسى تمامًا مثل هذه التكنولوجيا.

لحسن الحظ ، لم يحدث هذا. منذ ست سنوات بالضبط ، أنشأ بالمر أنجح برنامج لجمع التبرعات في التاريخ. جمع مشروعه ما يقرب من 2,5 مليون دولار من 10 مستخدم للمنصة ، مما أتاح تطوير الخوذات ذات العلامات التجارية لعدة سنوات قادمة.

بعد إصدار Oculus Rift DK1 ، بدأت الشركة على الفور في تطوير الجيل التالي من النظارات ، وتزويدها بشاشة أفضل وتصميم مريح. أدى نجاح الجيل الثاني إلى زيادة الاهتمام بسماعات رأس الواقع الافتراضي من قبل المطورين والمستثمرين.

في عام 2015 ، اشترى Facebook شركة Palmer Lucky مقابل 2 مليار دولار ، والتي وفرت لشركة Oculus المستقبل والحرية المالية فقط لتطوير مجمع برمجيات وأجهزة خاصة وأكدت أهمية تقنيات الواقع الافتراضي في المستقبل.

في وقت لاحق ، تم تقديم إصداراتهم من نظارات الواقع الافتراضي من قبل شركات مثل Lenovo و HTC و Sony لوحدة التحكم Playstation ذات العلامات التجارية. الآن دعنا نتحدث قليلاً عن سماعات الواقع المعزز والمختلط.

2013 - نظارة جوجل

قبل وقت قصير من Microsoft ، في فبراير 2013 ، قدمت Google نظارات الواقع المعزز الخاصة بها. وفقًا للمهندسين ، بدأ اختبار النظارات قبل عام من الإصدار ، ويظهر التطوير قبل ذلك.

تم التحكم في الجهاز باستخدام أوامر صوتية ، أو باستخدام لوحة تعمل باللمس موجودة على الجانب الأيمن من النظارات. كانت الإصدارات الأولى من الجهاز تحتوي على معالج Cortex A9 ثنائي النواة بتردد 1,2 جيجاهرتز من شركة Texas Instruments ، وذاكرة وصول عشوائي (RAM) بسعة 2 جيجابايت ، وواي فاي ، وبلوتوث وجهاز استقبال GPS ، ومقياس تسارع ، وذاكرة دائمة بسعة 16 جيجابايت. وحدة ، وكاميرا 5 ميجابيكسل ، وأكثر من شاشة عرض بجودة 640 × 360 بكسل وحتى بطارية توفر عمر بطارية كامل ليوم في الاستخدام المعتدل.

على عكس Hololens ، احتلت شاشة Glass الجانب الأيمن العلوي فقط ، ومن الناحية الوظيفية ، يمكن للنظارات فقط عرض الإشعارات وبطاقات Google Now ، والتي يمكن تهيئتها في تطبيق العميل للنظارات على الهاتف الذكي ، أو من خلال خدمة الويب. لا يحتوي الجهاز على مستشعر عمق ، لذا لا يمكنه مسح المساحة المحيطة بالمستخدم ، ونتيجة لذلك ، لا يمكنه وضع أشياء رقمية في العالم الحقيقي. هذا هو الفرق بين نظارات الواقع المعزز والمختلط ، حيث لا يمكن لـ Glass استخدام البيئة كمساحة عمل ، على عكس Hololens.

في وقت لاحق ، تم تقديم نموذج نظارات محدث ، مع ضعف حجم ذاكرة الوصول العشوائي ومتجر تطبيقات ذي علامة تجارية.

في عام 2015 ، أعلنت الشركة عن تجميد إنتاج الزجاج ، وكذلك سحب تطوير المشروع من جدران مختبر Google X.

2015 - مايكروسوفت هولولينز

يمكن اعتبار Microsoft Hololens واحدة من أولى خوذات الواقع المختلط الناجحة ، والتي تم تقديمها للصحافة في يناير 2015.

تقنية ما قبل الجهاز هي Kinect ، والتي تم إصدارها لوحدة التحكم Xbox 360. لذلك ، من بين فريق تطوير HoloLens بأكمله ، هناك عدد كبير من أولئك الذين اعتادوا العمل على Xbox و Kinect. تم طرح الدفعة الأولى من الأجهزة للبيع في 16 مارس 2016 للمطورين حصريًا للولايات المتحدة الأمريكية وكندا بسعر 3 دولار أمريكي. نظرًا لحقيقة أن المنتج لم يتم إنتاجه بكميات كبيرة ، فقد رفضت الشركة خدمات البائعين وكانت تشارك في إنتاجها بشكل مستقل ، في مصنع شخصي في الولايات المتحدة الأمريكية. في وقت لاحق أصبح من الممكن الشراء في المملكة المتحدة وفرنسا ونيوزيلندا وأستراليا وألمانيا.

داخل الجهاز ، تمكنا من وضع اللوحة الأم التي يوجد بها معالج Intel Atom x32 5 بت ، وهي شريحة ملكية منفصلة مسؤولة عن معالجة الصور المجسمة - Microsoft: وحدة المعالجة الثلاثية الأبعاد ، وذاكرة الوصول العشوائي ووحدات ذاكرة فلاش ، ومعالج رسومات و Wi- وحدات فاي ، بلوتوث. في العلبة أيضًا ، كان هناك مكان للكاميرات التي تمسح المساحة بزاوية رؤية 120 درجة ، ونظام مكبر صوت.

الأهم من ذلك كله ، أن الجهاز صُدم بالنظام البصري لعرض الصور على العدسات. تحتوي العدسات على خلايا دقيقة خاصة عليها ، والتي بدورها تنكسر الفوتونات المنبعثة من جهاز عرض خاص "محرك ضوئي". بشكل تقريبي ، تتحرك أشعة الضوء المنبعثة منها بين طبقات العدسات بسرعة عالية ، مما يجعل من الممكن إنتاج رسومات عالية الجودة.

الاختلاف التالي بين Hololens وجميع شاشات HMD هو أنها لا تتطلب الاتصال بجهاز كمبيوتر أو هاتف ذكي للعمل ، على عكس نفس Oculus Rift أو HTC Vive ، حيث تحتوي النظارات على كتلة خاصة للحوسبة و 16 مللي أمبير في الساعة ، مما يوفر 500 -2 ساعات من عمر البطارية المستمر.

الواقع الافتراضي في الهواتف الذكية

يجدر تذكر الإحساس من Google. في عام 2014 ، عرضت الشركة أرخص خوذة VR للهواتف الذكية بغلاف من الورق المقوى. كان الجهاز مخصصًا لأولئك الذين يريدون فقط التعرف على عالم الواقع الرقمي. كانت تكلفته حوالي 10-20 دولارًا. في وقت لاحق ، ظهرت تعليمات حيث صنع الحرفيون أنفسهم ، أو بمساعدة الطابعات ثلاثية الأبعاد ، أجهزة مماثلة للهواتف الذكية.

في عام 2015 ، قدمت Samsung سماعة رأس حصرية لمجموعة أجهزة Samsung Galaxy - Gear VR ، تم تطويرها بالتعاون مع أساتذة الصناعة المذكورين أعلاه - Oculus. كانت تكلفته حوالي 100 دولار.

ومن ثم ، لدي شعور بأن تقنيات الواقع الافتراضي والمعزز والمختلط ستندمج أكثر فأكثر في حياتنا كل عام ، وذلك بفضل الأجهزة سريعة التطور في الهواتف الذكية.

---

معدات الواقع الافتراضي الحديثة مدينة للمخترعين الرواد على مدى العقود الستة الماضية ، الذين مهدوا الطريق لأجهزة منخفضة التكلفة وعالية الجودة ومتوفرة بسهولة. تأكد من إطلاعك على محاكيات الطيران VR في معهد فرانكلين لتجربة البيئة الافتراضية بنفسك!