提要
上期我们谈了什么是虚拟现实,介绍了虚拟现实的几个要素,这一期我们来了解一下虚拟现实的早期发展历史。下一期我们将介绍虚拟现实的中期历史和现状。
虚拟现实简史
开端
虚拟现实的历史可以追溯到十六世纪中叶,360度全景壁画开始出现时。这些壁画和现在常见于街头的三维立体画类似,从特定的角度观察,可以呈现出立体感。比如意大利建筑设计师和画家巴尔达萨雷·佩鲁齐(Baldassare Peruzzi, 1481 - 1536)的作品Sala delle Prospettive(如下图),让游客们觉得能能够透过立柱和露台,看向远方。
现代虚拟现实的诞生被认为发生在1955年。二十世纪五十年代,整个美国正努力摆脱麦卡锡主义的陈旧痕迹,正随着猫王的歌声摆动。正是在那时,虚拟现实理念的先驱之一Morton Heilig在他的论文《The Cinema of the Future》中提出了一个设想,奠定了现代虚拟现实的开端。Heilig在这篇意义重大的论文里提出了一个设想,想要建设一台叫作「体验剧院」的设备,该设备集成了人类的五大感官,使用户能够完全沉浸在影片里。
1962年,Heilig为他的设想建造了第一台原型机,叫做Sensorama(如下图),包含sense和drama的意思。同时,Heilig还为Sensorama打造了5部短片,每一部都包含了视觉、听觉、嗅觉和触觉。Sensorama的造型很像一台街机,配备了具有震动功能的摩托车座椅和把手。为了影片的立体效果,Sensorama配备了两台35毫米投影仪。其他功能包括吹送香气和立体声。有条件翻墙的同学可以看这个简短的访谈视频:视频
同年,另一名先驱级人物,图灵奖得主,犹他大学教授Ivan Sutherland开发了光笔设备,用于在计算机屏幕上绘制图形(如下图)。Sutherland的第一个计算机辅助设计(CAD)程序Sketchpad,拉开了今天设计师们使用计算机给汽车,城市和工业产品设计蓝图的序幕。
三年之后的1965年,Sutherland打造了「达摩克利斯之剑」,历史上首台头戴式显示器(HMD)。该设备由两个用户佩戴的显示器和一系列由天花板上的机械臂吊着的硬件组成(如下图)。有条件翻墙的同学可以看这个演示视频:视频
1975年,康涅狄格大学教授Myron Krueger创立了著名的VIDEOPLACE人工现实(Artificial Reality)实验室。「人工现实」这个术语是Krueger创造的,用来表示他在VIDEOPLACE创建的一个交互式沉浸环境。该系统中允许用户身处其中,并通过身体移动和肢体动作来与系统交互,而不需要额外佩戴眼镜或手套等设备。
Krueger于1942年出生在印第安纳州,是著名的计算机艺术家。在威斯康辛大学麦迪逊攻读计算机专业博士期间,他便进行了一系列的交互式计算机艺术创作。1969年,他和Dan Sandin(在下所在EVL的联合创始人), Jerry Erdman和Richard Venezky一道,开发了glowflow,一个能对身处其中的人进行响应的计算机控制声光环境。此后,Krueger又继续开发了Metaplay,把视觉、声效、和响应式技术整合到一个完整的系统里。1971年,他的又一个项目Psychic space采用带有感应功能的地板来感知用户在环境中的移动。这三个项目在经历了几代的进化之后,最终成为了VIDEOPLACE实验室。
VIDEOPLACE使用投影仪,摄像机,专用硬件来把用户沉浸到交互环境中。多名用户即使身处实验室的不同房间,也可以相互交流,因为每一位用户的轮廓,都被投放到屏幕上。用户的移动被摄像机录下来并加以分析,然后转化成轮廓显示到人工现实环境中,给用户带来了极大的存在感。就好像今天用Kinect玩《水果忍者》一样:
除了因为进行早期计算机交互作品创作而被当作计算机艺术先驱,Krueger也被认为是虚拟现实和增强现实(Augmented Reality)早期创新的关键人物,皆因他的人工现实概念和VIDEOPLACE。VIDEOPLACE现在永久陈列在康涅狄格大学的康涅狄格自然历史博物馆里。有条件翻墙的同学可以看这两个演示视频:视频1, 视频2。下图是VIDEOPLACE的实景图和效果图。
发展
(上世纪80年代,「虚拟现实」这个术语渐渐火了起来。欲知详情,下回分解)