A realidade virtual é a história da formação da realidade artificial.

As tecnologias de realidade virtual de hoje são baseadas em ideias que remontam a 1800, quase no início da fotografia prática. Em 1838, foi inventado o primeiro estereoscópio, que usava espelhos duplos para projetar uma única imagem. Isso eventualmente evoluiu para o View-Master, patenteado em 1939 e ainda em produção hoje.

No entanto, o termo "realidade virtual" foi usado pela primeira vez em meados da década de 1980, quando Jaron Lanier, fundador da VPL Research, começou a projetar os equipamentos, incluindo óculos e luvas, necessários para experimentar o que chamou de "realidade virtual". ”

1837 - o primeiro estereoscópio

O progenitor de todos os óculos estereoscópicos, especialmente o Google Cardboard, pode ser considerado um dispositivo desenvolvido por Charles Winston em 1837. O princípio de sua operação é dolorosamente primitivo: duas imagens planas idênticas são colocadas em ângulos diferentes, como resultado do que o cérebro a percebe como uma imagem tridimensional.

1956 Sensorama

A máquina, que parece um dispositivo médico para o estudo do fundo do olho, é na verdade uma das primeiras telas 3D do mundo. Ele é projetado pelo professor Morton Heilig e é projetado para assistir a vídeos. Então, de fato, o desenvolvimento da realidade virtual começou na década de 50 do século passado.

Basicamente, o aparelho era utilizado por parques de diversões, pois permitia vivenciar a experiência de imersão no mundo virtual, por exemplo, sentir-se como um motociclista correndo por Nova York à noite, ou estar “na pele” de um filme personagem. Tais filmes, aliás, já foram produzidos por empresas exclusivamente para o “sensorama”. Além da possibilidade de projetar vídeo estereoscópico, o aparelho tinha som estéreo, gerador autônomo de energia, gerador de odores e até um assento que podia vibrar de acordo com o que acontecia na “tela”.

1961 Headsight

O dispositivo, desenvolvido pelos engenheiros da Philco, tornou-se o primeiro produto produzido em massa no campo da RV. O capacete foi o primeiro fone de ouvido estereoscópico ou, como era comum chamar esses dispositivos, o primeiro “head-mounted display” (HMD).

O desenvolvimento rapidamente atraiu o interesse de empresas de mídia e empresas de segurança. Graças à câmera instalada no local certo, a operadora de capacete podia observar o que acontecia ao seu redor. E graças à presença de um sistema de rastreamento magnético, o capacete transmitia os dados do movimento da cabeça para a câmera e mudava o ângulo de visão de acordo com o giro da cabeça. Assim, os jornalistas militares puderam observar o que acontecia nos pontos quentes, o que se chama "ao seu redor", sem a menor ameaça à própria saúde.

Também quero mencionar que o criador do Sensorama, Morton Heilig, não se limitou a apenas um dispositivo e 4 anos depois, ou seja, em 1960, começou a desenvolver seu próprio headset VR. Infelizmente, devido à perda de confiança e interesse dos investidores, o aparelho não teve tempo de ser colocado à venda, mas, felizmente, foi patenteado. Decorre dos desenhos que o fone de ouvido previa o uso de lentes com ângulo de visão de 140 graus, fones de ouvido estéreo e até um bocal especial para simular o vento e simular odores, semelhante ao Sensorama.

1968 - "Espada de Dâmocles"

O sistema Espada de Dâmocles, ou em russo - a Espada de Dâmocles, foi desenvolvido por funcionários do Laboratório Lincoln do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. O gadget tinha uma característica distintiva: os desenvolvedores ensinaram ao aparelho, além da capacidade de transmitir uma imagem estereoscópica e a função de rastrear movimentos no espaço, também sobrepor gráficos de computador em uma visão do mundo real. Ou seja, de fato, este é o primeiro capacete da família de realidade aumentada.

Para quem não conhece as diferenças dessas tecnologias, vou explicar: VR (realidade virtual) é uma imersão completa de uma pessoa em um ambiente simulado por computador, e AR (realidade aumentada) é uma tecnologia para combinar objetos do virtual mundo com o real. Existe também o termo MR (Realidade Mista). A essência dessa tecnologia é trazer objetos virtuais para o mundo real, onde será impossível distinguir um objeto virtual de um real. Um pouco mais tarde, falaremos sobre os dispositivos de RM neste artigo.

Vamos voltar à Espada de Dâmocles. Uma implementação semelhante da projeção de objetos 3D em lentes foi realizada usando um programa de computador especial. Ele armazenou muitas imagens bidimensionais de um objeto 3D de diferentes ângulos. Eles foram mostrados ao espectador em uma determinada sequência com base na posição da cabeça.

No vídeo podemos ver uma demonstração do trabalho dos pontos usando um cubo simples como exemplo:

Como a maioria desses dispositivos, a primeira versão dos óculos era volumosa e não permitia que você se movesse livremente pela sala.

A segunda versão ficou muito mais compacta e leve, pois os sensores ultrassônicos passaram a ser usados ​​como sensores de rastreamento de movimentos em vez dos magnéticos.

1980 tapa no olho

O desenvolvedor desses óculos, e talvez o progenitor de todos os eletrônicos vestíveis, pode ser considerado um cientista e engenheiro canadense no campo da tecnologia da computação, Steve Mann. Ainda estudante, o jovem Steve conseguiu montar seu primeiro computador portátil para trabalhar com equipamentos de filmagem, que funcionava com base no processador MOS Technology 6502. Todo o sistema podia ser colocado em apenas uma mochila em uma estrutura de metal.

O display foi montado a partir de um visor de raios catódicos da câmera e tinha resolução de 40 linhas. Tudo isso era alimentado por baterias de chumbo-ácido.

Desde então, Steve começou a aprimorar a eletrônica vestível, e ganhou verdadeira fama graças ao projeto dos óculos de realidade aumentada, aliás, seu desenvolvimento não foi muito diferente da já citada Espada de Dâmocles, mas o mais importante está nos detalhes. Mann conseguiu usar todas as possibilidades do divisor de feixe na câmera do capacete com o maior sucesso possível, o que possibilitou mostrar o ambiente tanto para o usuário médio através do visor quanto para o sistema que trabalha com a câmera no capacete para sobreponha objetos virtuais na cena em tempo real.

E além disso, todos os cálculos foram feitos por um computador vestível colocado em uma mochila, assim o engenheiro pôde provar que as tecnologias de realidade virtual e aumentada não precisam ser inconvenientes e incômodas.

Eu recomendo assistir a sua palestra TED sobre este tópico:

1984 - RB2, primeiros controladores VR

O primeiro dispositivo que permite interagir com o mundo virtual foi introduzido em 1984. Graças à presença de luvas especiais, atuando como controlador, os dois jogadores puderam mergulhar completamente na realidade artificial. Além de observar, eles podem interagir diretamente com objetos de computador diretamente - movê-los, torcê-los e virá-los, em geral, fazer quase tudo com o que está acontecendo na tela do fone de ouvido EyePhone VR. Infelizmente, o dispositivo não ganhou a devida popularidade devido ao seu custo, o preço de um conjunto completo com todos os controladores era de US $ 100, e também havia uma opção relativamente econômica de US $ 50.

1985 - "Sistema de Exibição de Ambiente Virtual"

Um ano depois, com o apoio da NASA, foi lançado um capacete VR, que em termos de características não é muito inferior nem aos aparelhos modernos, e então não tinha igual. Em primeiro lugar, o dispositivo desenvolvido destinava-se a fins científicos, pois graças a ele era possível explorar visualmente as superfícies de planetas e outros corpos espaciais.

O display do aparelho era de cristal líquido e possuía uma dioptria com amplo ângulo de visão, graças ao qual a pessoa nele tinha uma experiência única de estar no mundo virtual.

1990 Virtualidade

Um dos primeiros sistemas VR para jogos foi apresentado ao mundo na Computer Graphics em 1990 por Jonathan Waldern. A primeira variação (havia dois) era um capacete familiar com dois monitores LCD com resolução de 276 × 372 para cada olho.

A segunda opção era literalmente toda uma máquina de fliperama real na qual o jogador podia interagir com o volante de um carro de corrida virtual, e era impressionante. Apesar de algum sucesso e fama de Virtuality, suas vendas não foram impressionantes. Ao longo de toda a existência do sistema, pouco mais de 50 mil exemplares foram vendidos no mercado.

Em termos de jogos, os títulos mais populares foram o shooter Dactyl Nightmare e o aero-sim VTOL.

1992 - CAVE (primeira sala de realidade virtual)

Em 1992, estudantes da Universidade de Illion apresentaram um protótipo de sala, cujas paredes serviam como telas reflexivas para as imagens estereoscópicas projetadas nelas. Para poder sentir o efeito da presença na realidade virtual, era necessário usar óculos especiais com estereoscópio. Como era de se esperar, o sistema tinha um controlador para interagir com objetos de realidade virtual e tecnologia para rastrear as mãos e a cabeça do usuário.

Os sistemas CAVE ainda são usados ​​por algumas empresas até hoje. Basicamente, essas áreas estão relacionadas a testes de design, treinamento e ergonomia. Ao contrário dos óculos de realidade virtual, as salas de realidade virtual oferecem imersão da mais alta qualidade no mundo digital. Em geral, são soluções mais sérias e profissionais neste setor.

As vantagens dos sistemas CAVE sobre os óculos (HMD) são maior qualidade de imagem, amplo campo de visão, baixa latência de rastreamento, capacidade de ver seu corpo e, como resultado, ausência de possível perda de coordenação e enjôo.

Mas, apesar de todos os seus méritos, esses sistemas não podem ser chamados de sistemas domésticos, pois exigem um grande investimento (o custo de tais sistemas pode chegar a várias dezenas de milhares de euros) para periféricos VR específicos para rastreamento. E eles também precisam de uma grande área especialmente designada para acomodar todo o equipamento, e é por isso que os capacetes VR são a melhor opção para explorar espaços digitais para uso doméstico.

1993 SEGA VR

Em 1993, a conhecida empresa SEGA na CES (Consumer Electronics Show) anunciou sua visão de um headset VR. O protótipo do dispositivo tinha alto-falantes estéreo embutidos, duas telas LCD e um preço de US$ 200.

Apesar de um grande investimento em desenvolvimento por parte da Sega, o aparelho nunca chegou às prateleiras das lojas. Segundo declarações oficiais, a empresa conseguiu atingir um incrível nível de realismo na imagem projetada. Portanto, o desenvolvimento e o lançamento do dispositivo tiveram que ser interrompidos, pois a empresa temia que isso pudesse afetar negativamente a visão de mundo dos usuários.

Menino Virtual Nintendo 1995

A Nintendo, assim como a Sega, decidiu não ficar de fora e lançou um console de 32 bits - o Nintendo Virtual Boy. Inicialmente, assumiu-se que o fone de ouvido teria a capacidade de rastrear o movimento da cabeça, o som estéreo, mas, infelizmente, todas essas funções não chegaram ao lançamento e um console VR apareceu nas prateleiras das lojas, que possui uma tela monocromática que exibe apenas gradações vermelhas . Por causa disso, os usuários frequentemente notavam fadiga ocular rápida e crises de vômito.

O capacete em si era na verdade um de mesa, já que sua ergonomia não permitia que você o colocasse livremente na cabeça, e isso claramente não aumentava a facilidade de uso.

Havia catastroficamente poucos jogos para o console, e todos eles eram feitos apenas nas cores vermelho e preto. Juntamente com o fato de que o set-top box custava US$ 180, os consumidores rapidamente se esqueceram disso. Infelizmente, Gunpei Yokoi, responsável pelo desenvolvimento do notório console Game Boy, foi rápido demais para decidir se o Virtual Boy estava pronto para ser lançado no mercado.

1999 - VirtuSphere

O nome VirtuSphere fala por si. Uma esfera com diâmetro de três metros foi pensada para ser jogada com óculos de realidade virtual. Fechado nela, o jogador podia se mover livremente, devido ao fato de a própria esfera estar em uma plataforma especial com rodas. Isso permitiu que ela girasse em todas as direções.

Esse nível de imersão no mundo digital impressionou os investidores, mas, infelizmente, como a maioria desses dispositivos, o VirtuSphere não encontrou o retorno adequado e não recebeu o nível adequado de financiamento. Os criadores conseguiram vender a tempo os últimos exemplares de sua obra para museus e bases militares, por isso ainda conseguiram não cair no vermelho.

Vários outros projetos de diferentes empresas foram apresentados a seguir, mas todos como um não eram lucrativos, e toda a atenção dos desenvolvedores e consumidores foi voltada para a Internet, que estava ganhando popularidade. Por que houve um período de calmaria no campo das tecnologias de realidade virtual e aumentada até 2012.

2012 - Oculus VR

Se não fosse pelo rápido desenvolvimento de plataformas de crowdfunding durante esse período, talvez não apenas não soubéssemos de um entusiasta como Palmer Lucky com sua visão da RV moderna, mas poderíamos esquecer completamente essa tecnologia.

Felizmente, isso não aconteceu. Exatamente seis anos atrás, Palmer criou o programa de arrecadação de fundos de maior sucesso da história. Seu projeto arrecadou quase $ 2,5 milhões de 10 usuários da plataforma, permitindo o desenvolvimento de capacetes de marca por vários anos.

Após o lançamento do Oculus Rift DK1, a empresa imediatamente começou a desenvolver a próxima geração de óculos, equipando-os com uma tela muito melhor e um design ergonômico. O sucesso da segunda geração gerou maior interesse em óculos de realidade virtual por parte de desenvolvedores e investidores.

Em 2015, o Facebook comprou a empresa de Palmer Lucky por US $ 2 bilhões, o que apenas forneceu à Oculus o futuro e a liberdade financeira para desenvolver um complexo proprietário de hardware e software e confirmou a importância das tecnologias de RV no futuro.

Posteriormente, suas versões de óculos VR foram apresentadas por empresas como Lenovo, HTC e Sony para o console Playstation da marca. Agora vamos falar um pouco sobre headsets de realidade aumentada e mista.

2013 - Google Glass

Pouco antes da Microsoft, em fevereiro de 2013, o Google lançou seus próprios óculos de realidade aumentada. Segundo os engenheiros, os testes dos óculos começaram um ano antes do lançamento, e o desenvolvimento sai ainda antes.

O aparelho era controlado por comandos de voz, ou por meio de um painel de toque localizado na lateral direita dos óculos. As primeiras versões do dispositivo traziam a bordo um processador Cortex A9 dual-core com frequência de 1,2 GHz fabricado pela Texas Instruments, 2 GB de RAM, Wi-Fi, Bluetooth e um receptor GPS, um acelerômetro, uma memória permanente de 16 GB unidade, uma câmera de 5 megapixels e mais um display de projetor com resolução de 640 × 360 pixels e até uma bateria que fornece um dia inteiro de duração da bateria em uso moderado.

Ao contrário do Hololens, a tela do Glass ocupava apenas o lado superior direito e, funcionalmente, os óculos só podiam mostrar notificações e cartões do Google Now, que podiam ser configurados no aplicativo cliente para óculos em um smartphone ou por meio de um serviço da web. O dispositivo não tinha sensor de profundidade, portanto não podia escanear o espaço ao redor do usuário e, como resultado, não podia colocar objetos digitais no mundo real. Essa é a diferença entre os óculos de realidade aumentada e mista, já que o Glass não poderia usar o ambiente como espaço de trabalho, ao contrário do Hololens.

Posteriormente, foi lançado um modelo de óculos atualizado, com o dobro de RAM e uma loja de aplicativos da marca.

Em 2015, a empresa anunciou o congelamento da produção de óculos, bem como a retirada do desenvolvimento do projeto das paredes do laboratório Google X.

2015 - Microsoft Hololens

Um dos primeiros capacetes de realidade mista de sucesso pode ser considerado o Microsoft Hololens, apresentado à imprensa em janeiro de 2015.

A tecnologia pré-dispositivo é o Kinect, que foi lançado para o console Xbox 360. Portanto, entre toda a equipe de desenvolvimento do HoloLens, há um grande número de pessoas que costumavam trabalhar no Xbox e no Kinect. O primeiro lote de dispositivos foi colocado à venda em 16 de março de 2016 para desenvolvedores exclusivamente para os EUA e Canadá com um preço de $ 3. Devido ao fato de o produto não ser produzido em massa, a empresa recusou os serviços dos fornecedores e foi engajados em sua produção de forma independente, em uma fábrica pessoal nos EUA. Mais tarde, tornou-se possível comprar no Reino Unido, França, Nova Zelândia, Austrália e Alemanha.

Dentro do dispositivo, conseguimos colocar uma placa-mãe na qual há um processador Intel Atom x32 de 5 bits, um chip proprietário separado responsável pelo processamento de hologramas - Microsoft: Unidade de Processamento Holográfico, unidades de RAM e memória flash, um processador gráfico e Wi- Módulos Fi, bluetooth. Também no case havia um local para câmeras que escaneiam o espaço com um ângulo de visão de 120 graus e um sistema de alto-falantes.

Acima de tudo, o dispositivo foi atingido pelo sistema óptico de projeção de imagens nas lentes. As lentes possuem microcélulas especiais que, por sua vez, refratam os fótons emitidos por um projetor especial de “motor de luz”. Grosso modo, os feixes de luz que emanam dele se movem entre as camadas das lentes em alta velocidade, o que possibilita a produção de gráficos de alta qualidade.

A próxima diferença entre Hololens e todos os monitores HMD é que eles não precisam de conexão com um computador ou smartphone para funcionar, ao contrário do mesmo Oculus Rift ou HTC Vive, pois os óculos possuem um bloco especial para computação e um 16 500 mAh, fornecendo 2 -3 horas de duração contínua da bateria.

RV em smartphones

Vale lembrar a sensação do Google. Em 2014, a empresa apresentou o capacete VR mais barato para smartphones com caixa de papelão. O aparelho foi pensado para quem quer apenas conhecer o mundo da realidade digital. Seu custo foi de cerca de US $ 10-20. Mais tarde, surgiram instruções onde os próprios artesãos, ou com a ajuda de impressoras 3D, faziam dispositivos semelhantes para smartphones.

Em 2015, a Samsung lançou um fone de ouvido exclusivo para sua linha de dispositivos Samsung Galaxy - Gear VR, desenvolvido em conjunto com os mestres da indústria mencionados - Oculus. Seu custo foi de cerca de US$ 100.

Portanto, tenho a sensação de que as tecnologias de realidade virtual, aumentada e mista serão cada vez mais integradas em nossas vidas a cada ano, graças ao hardware em rápido desenvolvimento nos smartphones.

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Os equipamentos modernos de realidade virtual devem aos inventores pioneiros das últimas seis décadas, que abriram o caminho para dispositivos de baixo custo e alta qualidade que estão prontamente disponíveis. Não deixe de visitar os simuladores de voo VR no Franklin Institute para experimentar o ambiente virtual por si mesmo!