虛擬現實簡史：人類用了70年，打開了未來世界第一道門_CRT

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從1949年科幻小說《皮格馬利翁的眼鏡》里的眼鏡，到1992年小說《雪崩》里的元宇宙，到1999年電影《駭客帝國》里的矩陣，再到2018年電影《頭號玩家》里的綠洲，人類執著于創造關于未來世界的夢。

要實現這個夢，發展VR、AR、MR，似乎是必經之路。

本期，就來講講VR。

1瘋狂的構想與探路者

虛擬現實技術(VirtualReality，簡稱VR)，起步于20世紀中期。

它是利用計算機，生成一種數字化環境。在這個環境里，人們可以借助專業頭盔、眼鏡、手套等設備，聽到、聞到、摸到虛擬的事物。

我們在《虛擬現實正在改變世界，你還分不清VR、AR、MR嗎？》講過，人類對虛擬現實最早的設想，是來自于一篇科幻小說。

香港特首李家超與數碼港董事孔劍平在 2023 數字經濟峰會體驗虛擬現實元宇宙:4月13日消息，香港特區政府行政長官李家超出席港府和數碼港主辦的香港 2023 數字經濟峰會，會上李家超在數碼港行政總裁 Peter 陪同下向 Nano Labs 創始人、香港數碼港董事孔劍平了解全球最先進的元宇宙技術發展趨勢，并親身體驗元宇宙虛擬現實與 3D 打印技術，本次峰會元宇宙板塊由 iPollo 元宇宙基礎設施和生態項目 ARIAR 提供相關技術支持。[2023/4/13 14:01:08]

1935年，美國小說家斯坦利·威因鮑姆的小說《皮格馬利翁的眼鏡》里，講到有一種神奇的眼鏡，只要戴上它，就能進入到電影當中，做電影的主角。這個眼鏡，是VR眼鏡的概念雛形。

在今天，虛擬現實想象空間最大的行業是游戲，但人們發明虛擬現實的初衷，是為了在看電影時，感受到“沉浸感”。

歷史上第一臺VR設備，是出自美國人莫頓·海利希之手。

莫頓是一位電影制作人，獲得過1974年戛納電影節的最佳導演獎。他想打造一個未來影院，讓人們能用五官，而不只是用眼睛和耳朵來欣賞電影。

20世紀50年代中期，莫頓創造了第一臺VR設備，用來制作3D電影，叫Sensorama。Sensorama體積龐大，擁有3D立體聲、3D顯示、震動座椅、風扇和氣味生成器。

虛擬現實與元宇宙產業聯盟《可信虛擬人生成內容管理系統技術要求》標準制定工作啟動:金色財經報道，據中國信通院公眾號，面對加速發展的市場趨勢以及伴生而來的風險和挑戰，以可信原則指導技術產業發展成為推動虛擬人安全可控、可持續、高質量發展的必經之路。依托虛擬現實與元宇宙產業聯盟（XRMA），中國信息通信研究院牽頭，商湯科技主編，OPPO、百度、北方工業大學、二六三、VIVO、虛擬動點、優鏈時代、Soul APP等作為首批參與單位，共同發起《可信虛擬人生成內容管理系統技術要求》標準制定工作，并已通過XRMA聯盟內立項評審。（證券時報）[2023/3/13 13:00:15]

當時，他拍攝了6部電影，用Sensorama來大施拳腳。電影內容基本是直升機、卡丁車、自行車、摩托車騎行等，給Sensorama安了一套硬幣裝置，放在環球影城。

游客花25美分，就能體驗十分鐘騎著摩托車在紐約穿梭的快感，看到街景，感受到振動、感覺到風吹過耳邊的感覺，聞到布魯克林馬路的味道。

工信部批復組建國家虛擬現實創新中心:11月7日消息，近日，工業和信息化部批復組建國家石墨烯創新中心、國家虛擬現實創新中心、國家超高清視頻創新中心等3家國家制造業創新中心。其中，國家虛擬現實創新中心依托南昌虛擬現實研究院有限公司組建，建于江西南昌，股東單位匯聚了虛擬現實硬件、軟件、內容制作與分發、應用與服務等環節的行業骨干力量。創新中心聚焦制約我國虛擬現實產業發展的關鍵共性技術難題，建設關鍵共性技術研發、測試驗證、檢測、技術服務、人才培養和國際合作等平臺，逐步構建覆蓋虛擬現實全產業鏈的產業創新生態推動我國虛擬現實產業高質量發展。[2022/11/7 12:28:21]

設計之初，他就想到了用途和收益。比如，被用于訓練軍隊、工人和學生。以超音速飛機為例，莫頓認為VR眼鏡能讓學生去模擬駕駛，這種教學方式，又安全又好。今天，虛擬現實在醫療、教育等領域被大規模應用，驗證了他的構想。

當時，由于技術不成熟、虛擬現實概念沒有鋪開、機器質量不好等多方面原因，這些發明最終沒能存活在市場上。

莫頓發明的VR眼鏡，沒有頭部追蹤功能。也就是說，當人們戴著眼鏡向左右看時，眼鏡里的景象不會變化。

市場上有其他人，做出了能頭部跟蹤的設備。

正元智慧：將加大對虛擬現實、“教育+元宇宙”的投入:11月2日消息，正元智慧11月2日在互動平臺表示，公司對物聯網、數字孿生、人臉識別、數字身份、數字貨幣等技術的研發具備元宇宙特征已打好一定的基礎。公司已經為杭州師范大學、浙江工業大學等多所學校構建了數字孿生校園項目，與華東師范大學、中國聯通、百度等11家單位聯合發起設立“5G+教育元宇宙產業生態聯盟”，積極投入“教育+元宇宙”行動的基礎網絡、數字基座及創新信息化應用建設。公司將加大對虛擬現實、“教育+元宇宙”的投入，緊貼現實需求，不斷推出創新應用。[2022/11/2 12:08:40]

1961年，美國飛歌開發出了頭盔顯示器的第一個前身——Headsight。Headsight設計的初衷，是為軍隊服務。它有運動跟蹤系統，運動跟蹤系統和遠程相機相連。人們戴上這個設備扭動頭部，就能遠程查看四周的情況。

2里程碑與集大成者

到了1968年，一個集合了各路技術、最接近現代VR設備的發明，出現了。

美國人，計算機圖形學之父，虛擬現實之父，伊凡·蘇澤蘭發明了一套功能齊全的VR設備。

這個設備集合了虛擬現實幾大要素：視覺有立體感、能生成虛擬畫面、能跟蹤頭部運動、能生成模型、能互動。

電音創作者Alison Wonderland推出虛擬現實NFT項目WonderQuest:澳大利亞電音創作者Alison Wonderland推出虛擬現實NFT項目WonderQuest。據The Music Network報道，該項目于上周日在區塊鏈驅動的3D虛擬現實平臺Decentraland上啟動，用戶可以以0.0888 ETH的價格從WonderTown市場購買一個龍蛋NFT。自8月1日推出以來，已經售出6500多件NFT，預計最終銷售額將超過200萬美元。（Mxdwn）[2021/8/15 22:15:28]

設備很重，需要由一副機械臂吊在人的頭頂，因此被稱為“達摩克利斯之劍”。

簡單解釋一下“達摩克利斯之劍”的技術原理。

立體顯示：設備用了兩個CRT顯示器分別顯示不同視角的圖像，讓圖像有立體感。

生成虛擬畫面：視頻里的虛擬圖像是一個立方體，這個立方體是實時計算渲染出來的。

通過“達摩克利斯之劍”看到的虛擬立方體

頭部跟蹤：這個看似簡陋的設備有三個超聲波發生器和四個接收器，用來跟蹤頭部運動。

模型生成：透過這個設備看畫面，雖然圖像只是個簡單的立方體，但的確是通過空間坐標建立的模型。這個立方體的透視會隨著人的視角變化。

畫面里，除了這個立方體以外，其他場景都是現實世界里的場景。準確來說，蘇澤蘭發明的這個頭戴顯示器，應該是AR產品的鼻祖。

這套設備的最終命運，是被放在實驗室，落了一層灰，但是意義重大。它的理論基礎，是蘇澤蘭發表的一篇論文，叫《終極的顯示》。本文被公認為虛擬現實技術史上的里程碑。

論文里說，“終極的顯示”可以顯示一個房間，電腦可以通過設定程序，控制房間中的一切東西都無限逼真……計算機是創造虛擬現實的工具，電腦顯示屏幕是“觀看虛擬世界的窗口”。

那個年代，第一個鼠標才誕生于斯坦福大學，人類連顯卡都沒有，虛擬現實卻有了雛形。

計算機誕生之時，虛擬世界的大門就敞開了。

3快速發展與入局者

到了80年代，虛擬現實的基本技術快速發展，各個設備都可以獨立購買了。

立體顯示：市場上已經可以買到Sony生產的便攜式LCD顯示器了。

生成虛擬畫面：那時的顯卡每秒可以渲染上千個三角形，已經可以展示復雜的圖像了。

頭部跟蹤：美國Polhemus公司開發出了6個自由度的頭部追蹤設備，比當年“達摩克利斯之劍”精準程度高得多，還省去了很多束縛。

模型生成：當時的顯卡可以做到實時三維建模了。

虛擬環境互動：市場上有帶有關節動作傳感器的手套。

到了90年代，VR眼鏡市場迎來熱潮。游戲機公司紛紛趁熱推出VR眼鏡產品。

但是因為各項技術還不夠成熟，產品體驗還是比較“糙”，新鮮勁兒過后去后，很多產品都在市場上銷聲匿跡了。制造者們也冷靜下來，坐等技術的進一步發展。

1995年，任天堂出品的VirtualBoy

2012年，轟動一時的頭戴顯示器OculusRift問世。

發明者不是科學家，是一位不到20歲的電子發燒友，帕爾默·洛基。他從小就癡迷于鉆研電子產品，研究過特斯拉線圈，組裝過電腦，在VR技術先驅MarkBolas的實驗室做實習生。

他從網上買了50多款舊頭顯進行改造，混跡于技術論壇，組建制作團隊，集思廣益，一起研發。于是就有了OculusRift。Rift的意思是裂縫，洛基希望產品能成為架設于現實世界和虛擬世界之間的橋梁。

OculusRift顯示屏分辨率為1280*800，有效的3D立體分辨率為640*800。在當時來看，算是比較高的。

它的工作原理分兩部分。

一部分是通過為左右兩眼顯示不同的畫面，讓大腦合成“立體”圖像。通過拆解開發者版本，可以看出，這個設備就是用了兩個凸透鏡放在眼前，然后在后面放了一塊手機屏幕。簡單說，就是用兩個放大鏡把手機屏幕放大了，讓你感覺視角很寬闊，同時放大鏡調整了焦點，畫面離得近也能不模糊。

另一部分是利用捕捉運動的組件，讓設備精準迅速地捕捉到頭部運動。

基于這兩部分原理，使用者能感覺到顯著的進步，就是視野寬闊，沒有了用望遠鏡時那種“用筒子看世界”的感覺，視線能移動，沉浸感比較好。

通過這款頭顯，人們發現，VR技術有了重大突破。

2016年，媒體報導熱度達到頂峰，虛擬現實達到高潮。

大部分新技術的發展，都會經歷起伏。根據技術成熟度曲線，一個新技術的發展過程中，會存在一個過程：新技術誕生，進入大眾視野；期望膨脹，機構、企業都想抓住新增長點，倉促入局；泡沫破滅，負面評價接踵而至，市場逐漸冷淡下來；啟蒙期，基于之前的失敗經驗，人們開始改進技術；穩定生產，產業進入實質普及生產階段。

從2016年至今，全球巨頭，包括蘋果、谷歌、Facebook、微軟、三星、HTC、阿里、騰訊、華為等，都有密集布局動作，和新產品推出。

今天，虛擬現實技術壁壘，基本消除。

虛擬現實，擬的是畫面、聲音、味道還有觸感。這些感覺越逼真，我們離創造新世界的夢想就越近。

在接下來的文章里，我們就從各個方面來解析，看看虛擬現實，發展到哪一步了。

具體內容，咱們后面接著講。

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