Virtuelle Realität ist die Entstehungsgeschichte der künstlichen Realität.

Die heutigen Virtual-Reality-Technologien basieren auf Ideen, die bis ins 1800. Jahrhundert zurückreichen, fast bis zu den Anfängen der praktischen Fotografie. Im Jahr 1838 wurde das erste Stereoskop erfunden, das Doppelspiegel zur Projektion eines einzelnen Bildes nutzte. Daraus entwickelte sich schließlich der View-Master, der 1939 patentiert wurde und noch heute produziert wird.

Der Begriff „virtuelle Realität“ wurde jedoch erstmals Mitte der 1980er Jahre verwendet, als Jaron Lanier, Gründer von VPL Research, mit der Entwicklung der Ausrüstung, einschließlich Schutzbrillen und Handschuhen, begann, die erforderlich war, um das zu erleben, was er „virtuelle Realität“ nannte. ”

1837 - das erste Stereoskop

Als Urvater aller stereoskopischen Brillen, insbesondere der Google Cardboard, kann ein 1837 von Charles Winston entwickeltes Gerät angesehen werden. Das Funktionsprinzip ist schmerzhaft primitiv: Zwei identische flache Bilder werden in unterschiedlichen Winkeln im Inneren platziert, wodurch das Gehirn es als dreidimensionales Bild wahrnimmt.

1956 Sensorama

Die Maschine, die wie ein medizinisches Gerät zur Untersuchung des Fundus aussieht, ist tatsächlich eines der ersten 3D-Displays der Welt. Es wurde von Professor Morton Heilig entworfen und dient zum Ansehen von Videos. Tatsächlich begann die Entwicklung der virtuellen Realität in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts.

Grundsätzlich wurde das Gerät von Vergnügungsparks verwendet, da es ermöglichte, das Erlebnis des Eintauchens in die virtuelle Welt zu erleben, sich beispielsweise wie ein Biker zu fühlen, der nachts durch New York rast, oder "in den Schuhen" eines Films zu stecken Charakter. Solche Filme wurden übrigens bereits von Firmen exklusiv für die „sensorama“ produziert. Neben der Möglichkeit, stereoskopisches Video zu projizieren, verfügte das Gerät über Stereoton, einen autonomen Stromgenerator, einen Geruchsgenerator und sogar einen Sitz, der je nach Geschehen auf der „Leinwand“ vibrieren konnte.

1961 Kopflicht

Das von Philco-Ingenieuren entwickelte Gerät wurde zum ersten Serienprodukt im Bereich VR. Der Helm war das erste stereoskopische Headset oder, wie man solche Geräte damals nannte, das erste „Head-Mounted Display“ (HMD).

Die Entwicklung weckte schnell das Interesse von Medienunternehmen und Sicherheitsunternehmen. Dank der an der richtigen Stelle installierten Kamera konnte die Bedienerin im Helm beobachten, was um sie herum geschah. Und dank des Vorhandenseins eines magnetischen Tracking-Systems übermittelte der Helm Kopfbewegungsdaten an die Kamera und änderte den Blickwinkel entsprechend der Kopfdrehung. So konnten Militärjournalisten ohne die geringste Gefährdung ihrer eigenen Gesundheit beobachten, was an Brennpunkten, dem sogenannten „um sie herum“, geschah.

Erwähnen möchte ich auch, dass der Schöpfer von Sensorama, Morton Heilig, sich nicht auf nur ein Gerät beschränkte und 4 Jahre später, also 1960, mit der Entwicklung eines eigenen VR-Headsets begann. Leider hatte das Gerät aufgrund des Vertrauens- und Interesseverlusts der Investoren keine Zeit, in den Handel zu kommen, aber glücklicherweise wurde es patentiert. Aus den Zeichnungen geht hervor, dass das Headset die Verwendung von Linsen mit einem Betrachtungswinkel von 140 Grad, Stereokopfhörern und sogar einer speziellen Düse zur Simulation von Wind und Gerüchen vorsah, ähnlich wie bei Sensorama.

1968 - "Damoklesschwert"

Das Damoklesschwert-System oder auf Russisch das Damoklesschwert wurde von Mitarbeitern des Lincoln Laboratory am Massachusetts Institute of Technology entwickelt. Das Gadget hatte eine Besonderheit: Die Entwickler brachten dem Gerät neben der Fähigkeit, ein stereoskopisches Bild zu senden und der Funktion, Bewegungen im Raum zu verfolgen, auch die Überlagerung von Computergrafiken mit einer Ansicht der realen Welt bei. Das heißt, dies ist tatsächlich der erste Helm der Augmented-Reality-Familie.

Für diejenigen, die die Unterschiede dieser Technologien vielleicht nicht kennen, erkläre ich: VR (Virtual Reality) ist ein vollständiges Eintauchen einer Person in eine computersimulierte Umgebung, und AR (Augmented Reality) ist eine Technologie zum Kombinieren von Objekten des Virtuellen Welt mit der echten. Es gibt auch einen solchen Begriff MR (Mixed Reality). Das Wesen dieser Technologie besteht darin, virtuelle Objekte in die reale Welt zu bringen, wo es unmöglich sein wird, ein virtuelles Objekt von einem realen zu unterscheiden. Etwas später werden wir in diesem Artikel über MR-Geräte sprechen.

Kommen wir zurück zum Schwert des Damokles. Eine ähnliche Implementierung der Projektion von 3D-Objekten auf Linsen wurde mit einem speziellen Computerprogramm durchgeführt. Es speicherte viele zweidimensionale Bilder eines 3D-Objekts aus verschiedenen Blickwinkeln. Sie wurden dem Betrachter in einer bestimmten Reihenfolge, basierend auf der Position des Kopfes, gezeigt.

Im Video sehen wir eine Demonstration der Punktearbeit am Beispiel eines einfachen Würfels:

Wie die meisten dieser Geräte war die erste Version der Brille sperrig und erlaubte es Ihnen nicht, sich frei im Raum zu bewegen.

Die zweite Version ist viel kompakter und leichter geworden, seit Ultraschallsensoren anstelle von magnetischen Sensoren als Sensoren zur Verfolgung von Bewegungen verwendet wurden.

1980 Augenklopfen

Der Entwickler dieser Brille und vielleicht der Urvater aller tragbaren Elektronik kann als kanadischer Wissenschaftler und Ingenieur auf dem Gebiet der Computertechnologie, Steve Mann, angesehen werden. Noch als Schüler gelang es dem jungen Steve, seinen ersten tragbaren Computer für die Arbeit mit Filmgeräten zusammenzubauen, die auf der Basis des Prozessors MOS Technology 6502 arbeiteten.Das gesamte System konnte in nur einem Rucksack auf einem Metallrahmen untergebracht werden.

Das Display wurde aus einem Kathodenstrahlsucher der Kamera zusammengesetzt und hatte eine Auflösung von 40 Zeilen. All dies wurde mit Blei-Säure-Batterien betrieben.

Seitdem begann Steve, tragbare Elektronik zu verbessern, und erlangte dank des Projekts der Augmented-Reality-Brille echten Ruhm. Tatsächlich unterschied sich seine Entwicklung nicht wesentlich von dem zuvor erwähnten Schwert des Damokles, aber das Wichtigste liegt in den Details. Mann gelang es, alle Möglichkeiten des Strahlteilers an der Helmkamera bestmöglich zu nutzen, was es ermöglichte, die Umgebung sowohl für den durchschnittlichen Benutzer durch den Sucher als auch für das mit der Kamera arbeitende System am Helm zu zeigen virtuelle Objekte in Echtzeit in die Szene einblenden.

Außerdem wurden alle Berechnungen von einem tragbaren Computer durchgeführt, der in einem Rucksack untergebracht war, wodurch der Ingenieur beweisen konnte, dass Virtual- und Augmented-Reality-Technologien nicht umständlich und umständlich sein müssen.

Ich empfehle, sich seinen TED Talk zu diesem Thema anzusehen:

1984 - RB2, Erste VR-Controller

Das erste Gerät, mit dem Sie mit der virtuellen Welt interagieren können, wurde 1984 eingeführt. Dank spezieller Handschuhe, die als Controller fungieren, konnten die beiden Spieler vollständig in die künstliche Realität eintauchen. Zusätzlich zum Beobachten könnten sie direkt mit Computerobjekten interagieren – sie bewegen, drehen und kippen, im Allgemeinen fast alles mit dem machen, was auf dem Display des EyePhone VR-Headsets passiert. Leider erlangte das Gerät aufgrund seiner Kosten nicht die gebührende Popularität, der Preis für ein komplettes Set mit allen Controllern betrug 100 US-Dollar.Es gab auch eine relativ günstige Option für 50 US-Dollar.

1985 - "Virtual Environment Display System"

Ein Jahr später wurde mit Unterstützung der NASA ein VR-Helm herausgebracht, der in seinen Eigenschaften selbst modernen Geräten nicht viel nachsteht und damals seinesgleichen sucht. Das entwickelte Gerät war zunächst für wissenschaftliche Zwecke bestimmt, da es dank ihm möglich war, die Oberflächen von Planeten und anderen Weltraumkörpern visuell zu erkunden.

Das Display des Geräts war Flüssigkristall und hatte eine Dioptrie mit einem weiten Betrachtungswinkel, dank dessen die Person darin ein einzigartiges Erlebnis hatte, in der virtuellen Welt zu sein.

1990 Virtualität

Eines der frühesten VR-Systeme für Spiele wurde 1990 von Jonathan Waldern bei Computer Graphics der Welt vorgestellt. Die erste Variante (es gab zwei davon) war ein bekannter Helm mit zwei LCD-Displays mit einer Auflösung von 276 × 372 für jedes Auge.

Die zweite Option war buchstäblich ein ganz echter Arcade-Automat, bei dem der Spieler mit einem virtuellen Rennwagen am Lenkrad interagieren konnte, und es war beeindruckend. Trotz einiger Erfolge und Berühmtheit von Virtuality waren die Verkaufszahlen nicht beeindruckend. Während der gesamten Existenz des Systems wurden etwas mehr als 50 Exemplare auf dem Markt verkauft.

Bei den Spielen waren die beliebtesten Titel der Shooter Dactyl Nightmare und die Aero-Sim VTOL.

1992 - CAVE (erster Virtual-Reality-Raum)

1992 stellten Studenten der University of Illion einen Prototypenraum vor, dessen Wände als reflektierende Leinwände für die darauf projizierten Stereobilder dienten. Um den Präsenzeffekt in der virtuellen Realität spüren zu können, war das Tragen einer speziellen Brille mit Stereoskop notwendig. Wie erwartet verfügte das System über einen Controller für die Interaktion mit VR-Objekten und eine Technologie zur Verfolgung der Hände und des Kopfes des Benutzers.

CAVE-Systeme werden noch heute von einigen Unternehmen eingesetzt. Grundsätzlich beziehen sich diese Bereiche auf Design, Schulung und Ergonomietests. Im Gegensatz zu VR-Brillen ermöglichen Virtual-Reality-Räume das qualitativ hochwertigste Eintauchen in die digitale Welt. Im Allgemeinen sind sie seriösere und professionellere Lösungen in dieser Branche.

Die Vorteile von CAVE-Systemen gegenüber Brillen (HMD) sind eine höhere Bildqualität, ein weites Sichtfeld, eine geringe Tracking-Latenzzeit, die Fähigkeit, Ihren Körper zu sehen, und infolgedessen das Fehlen eines möglichen Koordinationsverlusts und von Reisekrankheit.

Aber trotz all ihrer Vorzüge können solche Systeme nicht als Heimsysteme bezeichnet werden, da sie eine große Investition (die Kosten solcher Systeme können mehrere Zehntausend Euro erreichen) für spezifische VR-Peripheriegeräte zum Tracking erfordern. Und sie brauchen auch eine extra dafür vorgesehene große Fläche, um die gesamte Ausrüstung unterzubringen, weshalb VR-Helme die beste Option sind, um digitale Räume für den Heimgebrauch zu erkunden.

1993 SEGA VR

1993 kündigte das bekannte Unternehmen SEGA auf der CES (Consumer Electronics Show) seine Vision eines VR-Headsets an. Das Prototypgerät hatte eingebaute Stereolautsprecher, zwei LCD-Bildschirme und einen Preis von 200 US-Dollar.

Trotz einer großen Investition in die Entwicklung von Sega erreichte das Gerät nie die Verkaufsregale. Laut offiziellen Angaben ist es dem Unternehmen gelungen, ein unglaubliches Maß an Realismus im projizierten Bild zu erreichen. Daher musste die Entwicklung und Veröffentlichung des Geräts eingeschränkt werden, da das Unternehmen befürchtete, dass dies negative Auswirkungen auf das Weltbild der Nutzer haben könnte.

1995 Nintendo Virtual Boy

Nintendo beschloss, genau wie Sega, nicht beiseite zu treten und veröffentlichte eine 32-Bit-Konsole - den Nintendo Virtual Boy. Anfangs wurde angenommen, dass das Headset die Fähigkeit haben würde, Kopfbewegungen und Stereoton zu verfolgen, aber leider erreichten all diese Funktionen nicht den Release und eine VR-Konsole erschien in den Verkaufsregalen, die einen monochromen Bildschirm hat, der nur rote Abstufungen anzeigt . Aus diesem Grund bemerkten Benutzer oft eine schnelle Ermüdung der Augen und Erbrechen.

Der Helm selbst war eigentlich ein Desktop-Helm, da seine Ergonomie es Ihnen nicht erlaubte, ihn frei auf Ihren Kopf zu setzen, und dies trug eindeutig nicht zur Benutzerfreundlichkeit bei.

Es gab katastrophal wenige Spiele für die Konsole, und alle wurden nur in den Farben Rot und Schwarz hergestellt. Zusammen mit der Tatsache, dass die Set-Top-Box 180 US-Dollar kostete, vergaßen die Verbraucher sie schnell. Leider hat Gunpei Yokoi, der für die Entwicklung der berüchtigten Game Boy-Konsole verantwortlich war, zu schnell entschieden, ob der Virtual Boy marktreif ist.

1999 - VirtuSphere

Der Name VirtuSphere spricht für sich. Eine Kugel mit einem Durchmesser von drei Metern sollte mit einer Virtual-Reality-Brille bespielt werden. Nachdem er sich darin eingeschlossen hatte, konnte sich der Spieler frei bewegen, da sich die Kugel selbst auf einer speziellen Plattform mit Rädern befand. Dadurch konnte sie sich in alle Richtungen drehen.

Dieses Eintauchen in die digitale Welt beeindruckte die Investoren, aber leider fand VirtuSphere, wie die meisten dieser Geräte, keine angemessene Rendite und erhielt nicht die angemessene Finanzierung. Den Machern gelang es, die letzten Exemplare ihrer Werke rechtzeitig an Museen und Militärbasen zu verkaufen, weshalb sie es dennoch schafften, nicht in die roten Zahlen zu gehen.

Als nächstes wurden mehrere weitere Projekte von verschiedenen Unternehmen vorgestellt, aber alle zusammen waren unrentabel, und die gesamte Aufmerksamkeit von Entwicklern und Verbrauchern wurde auf das Internet gelenkt, das immer beliebter wurde. Warum es bis 2012 Ruhe im Bereich der Virtual- und Augmented-Reality-Technologien gab.

2012 – Oculus VR

Wäre da nicht die rasante Entwicklung von Crowdfunding-Plattformen in dieser Zeit, dann hätten wir einen solchen Enthusiasten wie Palmer Lucky mit seiner Vision von moderner VR vielleicht nicht gekannt, aber wir könnten diese Technologie komplett vergessen.

Glücklicherweise ist dies nicht geschehen. Vor genau sechs Jahren hat Palmer das erfolgreichste Fundraising-Programm der Geschichte ins Leben gerufen. Sein Projekt brachte fast 2,5 Millionen US-Dollar von 10 Plattformbenutzern ein und ermöglichte die Entwicklung von Markenhelmen für mehrere Jahre.

Nach der Veröffentlichung der Oculus Rift DK1 begann das Unternehmen sofort mit der Entwicklung der nächsten Brillengeneration und stattete sie mit einem viel besseren Bildschirm und einem ergonomischen Design aus. Der Erfolg der zweiten Generation hat bei Entwicklern und Investoren zu einem erhöhten Interesse an VR-Headsets geführt.

Im Jahr 2015 kaufte Facebook das Unternehmen von Palmer Lucky für 2 Milliarden US-Dollar, was Oculus nur die Zukunft und die finanzielle Freiheit verschaffte, einen proprietären Hardware- und Softwarekomplex zu entwickeln, und die Bedeutung von VR-Technologien in der Zukunft bestätigte.

Später wurden ihre Versionen von VR-Brillen von Unternehmen wie Lenovo, HTC und Sony für die Markenkonsole Playstation vorgestellt. Lassen Sie uns nun ein wenig über Augmented- und Mixed-Reality-Headsets sprechen.

2013 – Google Glass

Kurz vor Microsoft, im Februar 2013, stellte Google eine eigene Augmented-Reality-Brille vor. Laut den Ingenieuren begannen die Tests der Brille ein Jahr vor der Veröffentlichung, und die Entwicklung kommt noch früher heraus.

Das Gerät wurde über Sprachbefehle oder über ein Touchpanel auf der rechten Seite der Brille gesteuert. Die ersten Versionen des Geräts hatten einen Dual-Core-Cortex-A9-Prozessor mit einer Frequenz von 1,2 GHz, hergestellt von Texas Instruments, 2 GB RAM, Wi-Fi, Bluetooth und einen GPS-Empfänger, einen Beschleunigungsmesser und einen 16-GB-Festspeicher Einheit, eine 5-Megapixel-Kamera und mehr ein Projektor-Display mit einer Auflösung von 640×360 Pixel und sogar einen Akku, der bei mäßiger Nutzung einen ganzen Tag Akkulaufzeit bietet.

Im Gegensatz zu Hololens belegte das Glass-Display nur die obere rechte Seite, und funktional konnte die Brille nur Benachrichtigungen und Google Now-Karten anzeigen, die in der Client-Anwendung für Brillen auf einem Smartphone oder über einen Webdienst konfiguriert werden konnten. Das Gerät hatte keinen Tiefensensor, konnte also den Raum um den Benutzer herum nicht scannen und infolgedessen keine digitalen Objekte in der realen Welt platzieren. Dies ist der Unterschied zwischen Augmented- und Mixed-Reality-Brillen, da Glass im Gegensatz zu Hololens die Umgebung nicht als Arbeitsfläche nutzen konnte.

Später wurde ein aktualisiertes Brillenmodell mit doppelter RAM-Menge und einem Markenanwendungsspeicher eingeführt.

2015 kündigte das Unternehmen einen Produktionsstopp für Brillen sowie den Rückzug der Projektentwicklung aus den Wänden des Google-X-Labors an.

2015 - Microsoft Hololens

Einer der allerersten erfolgreichen Mixed-Reality-Helme kann Microsoft Hololens sein, der im Januar 2015 der Presse vorgestellt wurde.

Die Pre-Device-Technologie ist Kinect, das für die Konsole Xbox 360 veröffentlicht wurde, daher gibt es im gesamten HoloLens-Entwicklungsteam eine große Anzahl von denen, die früher an Xbox und Kinect gearbeitet haben. Die erste Charge von Geräten wurde am 16. März 2016 für Entwickler exklusiv für die USA und Kanada zu einem Preis von 3 US-Dollar verkauft.Da das Produkt keine Massenware war, lehnte das Unternehmen die Dienste von Anbietern ab und wurde unabhängig an ihrer Produktion in einer persönlichen Fabrik in den USA beteiligt. Später wurde es möglich, in Großbritannien, Frankreich, Neuseeland, Australien und Deutschland zu kaufen.

Im Inneren des Geräts ist es uns gelungen, ein Motherboard zu platzieren, auf dem sich ein 32-Bit-Intel Atom x5-Prozessor befindet, ein separater proprietärer Chip, der für die Verarbeitung von Hologrammen verantwortlich ist - Microsoft: Holographic Processing Unit, RAM- und Flash-Speichereinheiten, ein Grafikprozessor und Wi- Fi-Module, Bluetooth. Außerdem gab es auf dem Gehäuse einen Platz für Kameras, die den Raum mit einem Betrachtungswinkel von 120 Grad abtasten, und ein Lautsprechersystem.

Vor allem das optische System zum Projizieren von Bildern auf Linsen beeindruckte das Gerät. Auf den Linsen befinden sich spezielle Mikrozellen, die wiederum Photonen brechen, die von einem speziellen „Light Engine“-Projektor emittiert werden. Grob gesagt bewegen sich die von ihm ausgehenden Lichtstrahlen mit hoher Geschwindigkeit zwischen den Linsenschichten hindurch, wodurch hochwertige Grafiken erstellt werden können.

Der nächste Unterschied zwischen Hololens und allen HMD-Displays besteht darin, dass sie im Gegensatz zum gleichen Oculus Rift oder HTC Vive keine Verbindung zu einem Computer oder Smartphone benötigen, um zu funktionieren, da die Brille über einen speziellen Block für Computer und 16 500 mAh verfügt und 2 bereitstellt -3 Stunden ununterbrochene Akkulaufzeit.

VR im Smartphone

Es lohnt sich, sich an die Sensation von Google zu erinnern. 2014 zeigte das Unternehmen den günstigsten VR-Helm für Smartphones mit Papphülle. Das Gerät war für diejenigen gedacht, die sich nur mit der Welt der digitalen Realität vertraut machen möchten. Die Kosten betrugen etwa 10-20 Dollar. Später tauchten Anleitungen auf, in denen die Handwerker selbst oder mit Hilfe von 3D-Druckern ähnliche Geräte für Smartphones herstellten.

Im Jahr 2015 führte Samsung ein exklusives Headset für seine Samsung Galaxy-Gerätelinie ein – Gear VR, das in Zusammenarbeit mit den oben genannten Branchenmeistern – Oculus – entwickelt wurde. Seine Kosten betrugen etwa 100 Dollar.

Daher habe ich das Gefühl, dass Virtual-, Augmented- und Mixed-Reality-Technologien dank der sich schnell entwickelnden Hardware in Smartphones von Jahr zu Jahr stärker in unser Leben integriert werden.

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Moderne Virtual-Reality-Geräte sind den bahnbrechenden Erfindern der letzten sechs Jahrzehnte zu verdanken, die den Weg für kostengünstige, qualitativ hochwertige Geräte geebnet haben, die leicht verfügbar sind. Schauen Sie sich unbedingt die VR-Flugsimulatoren im Franklin Institute an, um die virtuelle Umgebung selbst zu erleben!