投影的定义是什么(聊一聊VR的发展史「三」（VR技术概念和理论的产生初期：1965-2007年）)

Posted 2023-05-27

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投影的定义是什么(聊一聊VR的发展史「三」（VR技术概念和理论的产生初期：1965-2007年）)

编辑导语：随着科技的进步和发展，VR技术也在不断地发展中，本篇文章作者继续分享了VR技术的发展史【三】，本篇文章作者详细地介绍了从1965-2007年，VR技术概念和理论的产生初期内容，感兴趣的一起来看一下。

全系列链接：

聊一聊VR的发展史【一】（VR技术的前身：1838-1935年） | 人人都是产品经理 (woshipm.com)

聊一聊VR的发展史【二】（VR技术的初现：1935-1965年） | 人人都是产品经理 (woshipm.com)

之前，我们叙述了VR技术的前身和初现，接下来我们来看看VR技术发展的第三阶段，在这一阶段，是整个VR技术理论和概念形成的时期，也是技术的积累期。

一、VR技术概念的产生和理论的初步形成

1. 1970年代

1975年，VR和AR现实的第一代研究人员米隆·克鲁格首次在密尔沃基艺术中心展出VIDEOPLACE。

这台机器是由计算机图形学、投影仪、位置传感技术和摄像机组成。

它是一个虚拟的环境，在黑暗的房间里有一个大屏幕，用户必须站在暗室中的特定位置，他的动作会被摄像机捕捉到。

经过计算机系统处理后，投影仪会在剪影上显示出来。建立这个实验室是为了让人们在“人造现实”中进行交流，而不用戴手套来追踪动作。

图 1

1977年，谷歌街景的前身“阿斯彭电影地图”出现了，阿斯彭电影地图”是麻省理工学院制作的。

这个系统使用户可以在虚拟现实中自由探索美国科罗拉多州的阿斯彭市，安装在汽车天花板上的摄像头拍摄了阿斯彭市的照片。

汽车移动的方式就像是翻书一样，而不是视频。对于速度，可以通过“触摸屏”进行改变视点和暂时停止播放等操作。

图 2

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2. 1980年代

时间推进到了1980年代，组成虚拟显示的各个设备都能过在市面上购买到了：Sony的便携式LCD显示器、35mm广角镜片（没有变形矫正）、Polhemus公司的6自由度头部追踪设备、带有关节动作传感器的手套、以及实时三维建模的显卡，这一切都预示着虚拟现实技术技术即将进入民用/商用领域，而事实也是如此。

1985年由于冷战时期航天事业的发展需求，NASA（美国航空航管理局）用了五年的时间研发出了目前主流VR都依然使用的LCD光显戴显示器。

目的是让宇航员从模真环境中学习内部控制空间站外部的机器人进行太空作业。

该头盔中所使用的光学系统由LEEP公司提供，这家公司后来也出了自己的VR头显，也就是当时著名的Cyberface。

Cyberface配备了两个2.7英寸的显示器，120度的广角。输入端则是由语音识别系统和VPL研究提供的手套的作为补充。

图 4

随着研究室不断推出陈新，VR的设备越来越向消费者靠拢。

1987年应该是消费者的一个高潮点，其中有两个事情具有标志性，第一件事是当时星际迷航的电影中出现了全息投影的概念，向全世界的用户展示了一个VR视觉的可能性。

第二件事是VPL的拉尼尔创造了“Virtual Reality”这个词，就是熟知的“虚拟现实”。

同时，同在1987年，游戏巨头任天堂也推出了消费型的商业性VR眼镜，虚拟领域第一次进行民用/商用领域。

图 5

1984年，Atari虚拟现实研究室的前员工Jaron Lanier创办了VPL公司。

1989年，VPL公司推出了一套商业化的虚拟现实产品“The Eyephone”的 HMD，以及一款名为“The Data Glove”的手套状输入设备，二者相结合，作为虚拟环境的互动方式。

HMD的视角为90度，受当时技术的制约，eyephone仅搭载低分辨率的LCD显示器。

且计算机性能不足以支撑追踪肢体运动所需的图形渲染，用户体验和沉浸感都十分糟糕，且当时的售价高达9400美元。

但这是第一家销售VR眼镜和手套的公司。他们给这一领域取了一个名字，即“Virtual Reality”，而也正因为拉尼尔和VPL的贡献，虚拟现实这一名词才得以流传开来，并作为了专有名词存在。

现在，拉尼尔正在微软研究院中继续研究虚拟现实。

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埃里克•豪利特（Eric Howlett）基于“大跨度超视角”（LEEP）技术，于1989年推出的虚拟现实头盔Cyberface。原始Cyberface还配有平面面板，实际上是为穿戴在胸前设计的。

它使用复合电缆，可以平衡分布头盔重量。到20世纪90年代，Cyberface 3代，胸甲部分被去除，大部分重量由万向架承担起来。

显示器分辨率大幅增加，用LEEP VR的话称，它可提供“任何10万美元以下VR显示器2倍的清晰度”。

同在1989年，任天堂推出了一款多功能手套，该手套的前身就是DataGlove。

但是这款多功能手套要比DataGlove多识别256种手指的位置，而后者只能识别4种。

其中能识别的动作就包括手部的横向左右摆动。

在任天堂的游戏市场里面，很多游戏都支持该款多功能手套，但是仅仅只有初步支持的游戏表现往往比较糟糕，普通的消费者根本不买账，导致该产品最终也夭折了。

3. 1990年代

到了20世纪90年代，VR迎来第一次热潮。

虽然尖端设备距离民用依然很遥远，但是面向公众的虚拟现实设备也开始逐渐登场。在当时市场上出现很多类似的产品，和现在产品的外形非常相似。与此同时，科技公司也纷纷布局VR。

世界著名科学家、两弹一星功勋奖章获得者钱学森先生对Virtual Reality的概念也有一番深刻的洞见。比如对于VR的中文命名，以及该项技术的作用，以及对其未来发展的思考。

图 8

图 9

钱学森建议将Virtual Reality的中文翻译为“灵境”，他在信中写道：“我对灵境技术及多媒体的兴趣在于它能大大扩展人脑的知觉，因而使人进入前所未有的新天地，新的历史时代要开始了！”

他认为，“灵境技术是继计算机技术革命之后的又一项技术革命。它将引发一系列震撼全世界的变革，一定是人类历史中的大事”。

除此之外，90年代，日本游戏产业飞速发展，各大游戏公司把VR视为游戏业的一次改革创新的机会，争相推出自己的VR产品。

1991年 NNSA科学设计了一套VR系统用于模拟火星机器人操作，这是第一台VR游戏机。

Virtuality以其全新的沉浸感震惊了整个行业，得到消费者和资本的热捧，也是虚拟现实娱乐史上首次大规模生产。

这台机器可以支持网络和多人游戏，配备了一系列硬件设备，如虚拟现实眼镜、图形渲染系统、3D追踪器和类似外骨骼的可穿戴设备。

这款产品实质上是VR史上的一个巨大进步，这款设备意味着人们在现实生活中可以无缝的和VR创造的虚拟世界进行交互。

但是这个产品也是昙花一现，发布后迅速销声匿迹了，因为这款笨重的设备要花费65000美元才能买得到，这在当时无疑是个天价。

不过在那个年代，它确实吸引了不少人对VR这个概念的关注。

图 10

1993年，家用机平台的一方霸主，如日中天的世嘉并不满足当时的现状。

他们是第一个尝试把VR设备引入家庭的公司。在1991年宣布Sega VR计划后，他们在1993年春天的CES上高调地展示了成品。

随后，Sega VR计划以200美元的价格作为世嘉MD主机的配件开始发售，首发支持包括《VR赛车》在内的5款作品。

但是作为VR领域早期的先行者，世嘉毫不意外的遇到了一个直到今天也不能完全避免的问题。那就是玩家在使用VR设备玩游戏时会头疼、头晕以及各种精神上的不适。

世嘉后来默默地取消了家庭版Sega VR的发售，只在旗下的一些街机游戏上用到了VR技术。

1993年，加拿大的Liquid Image 公司开售它的第一款命名为MRG2的头盔。

这个头盔有一块5.7英寸，240×240像素的TFT-LCD屏幕，重3kg。上市后的15个月内以6800美金的售价获得了1100万美元的销量。

MRG2可能是真正意义上的一款VR头盔，它在当年的各大展销会上引人注目，掀起了90年代的VR新浪潮。

当时的迪士尼主题公园中用到了这款设备，当时的一些影视作品中也出现了它。

MRG 2.2在1996以3495美元的售价推出，不过在1997年随着经济危机，这个风光一时的公司也被售出，沦为一家硬件厂商。

尽管无疾而终，Liquid Image的超大视场角（100×60°）和良好性能还是更人留下了深刻印象，并激发了许多人对VR的向往知心，它也是Palmer Luckey第一款头盔样机的原型。

图 11

1994年，虚拟现实建模语言、建模语言出现，为图形数据的网络传输和交互奠定基础。

1995年，有三款头显相继问世。首先是 Virual IO I-glasses ，使用者带上这款眼镜，虚拟图像会在大约0.5米左右的地方显示出来。

同时，因为它自带兼容性的A/V转换器使得该设备能兼容VR的相关内容展示。

I-glasses的消费者版本在那段时间里一直保持升级，同时只需要299刀就能买得到。

但是后来市场反响平平，也就逐渐销声匿迹了。

图 12

接下来的是VFX1 Heagear，当VFX1 Heagear以600美元左右的售价杀入市场时，很多人都为它的设计而眼前一亮：双LCD显示器，三种角度动作追踪技术，立体声扬声器以及带有独立传感器的Cyberpuck手持控制器。

尽管当时由于技术的限制，其分辨率只有263*230，仅支持256色。

不过60fps刷新率可以还是很有诚意的，再加上《毁灭战士》和《雷神之锤》等大作的支持，都让它在当时风光了一把。

另外该款产品还支持通过头部动作控制PC，类似有头控鼠标。

图 13

第三个就是任天堂的“虚拟男孩”。这是一个可以打网球和弹球的独立设备。

任天堂发布的第一款能够显示立体3D图形的游戏机。玩家可以像头戴式显示器一样使用游戏机，将头放在游戏机目镜上可以看到红色单色显示屏显示的游戏画面，游戏使用视差原理产生立体3D效果。

但Virtual Boy的面世被认为是完全的商业失败，它的失败被认为是由于其高昂的价格、单色的显示屏幕、不起眼的3D效果、缺乏真正的便携性、游玩其所导致的健康问题和其低质量的游戏。

1996年初，因为Virtual Boy未能达到销售量目标，任天堂停止了为Virtual Boy的游戏发行和生产。而任天堂自 Virtual Boy以来，截至 2019年4月，任天堂都没有进入 VR 领域。

图 14

图 15

同年，Sony也出手了。Glasstron基本和之前说的I-glasses类似，也是一块给用户提供虚拟图像的显示器而已，在当时基本没有造成什么轰动。

图 16

1997年佐治亚理工学院和埃默里大学的研究人员合作创建虚拟现实模拟越南战区为治疗退伍军人PTSD病症，当时反馈的信息来看还挺有成效。

这也是VR第一次在医疗领域作出贡献，这种医疗手法到现在依然在医疗领域使用。

图 17

1997年，飞利浦发布了Scuba VR，实际上Scuba VR也是跟随着Forte VFX1 的脚步，这款设备同样适用于Windows平台，两个LCD显示器来创造3D场景，同时支持头部动作来控制鼠标。

和VFX1不一样的一点是，飞利浦优化了游戏的兼容性，让很多游戏可以不需要重新开发就可以大量移植。

例如通过虚拟鼠标控制射击的FPS游戏，也就是所谓的头瞄，但是这种移植的VR游戏的体验还是太差了。

图 18

1998年，Forte改名为IIS，并推出了Forte VFX1的升级版VFX3D，每台售价1800美元，虽然分辨率有所提高，但是单眼视角仅有35°，销量远不如VFX1。

图 19

1999年最著名的电影三部曲《黑客商国》红爆全球，虚拟世界这个话题再一次引发全球讨论。

该电影被称为最全面呈现VR场景的电影，它展示了一个全新的世界，异常震撼的超人表现和逼真的世界一直是虚拟现实行业梦寐以求希望能实现的场景。

图 20

4. 2000年代

在度过了高速发展的90年代后，率先迎接新世纪的到来的却是AR，增强现实开发工具ARToolKit在新世纪的第一个年头问世了。

这个开源工具由日本奈良先端科学技术学院（Nara Institute of Science and Technology）的加藤弘（Hirokazu Kato ）开发，可以说是消费级增强现实的第一个实例。

2000年，由英国PA新媒体公司制作的世界第一位虚拟主持人安娜·诺娃（annanova）的出现，犹如一颗耀眼的明星。

立即就获得了世人的瞩目，人们对她的关注丝毫都不逊于我们现实生活当中的任何一位名人或明星。虚拟主持人令我们耳目一新。

它们所代表的是科技的进步，是科技向日常生活的应用渗透。

图 21

除此之外，在2000年代，还开始出现了使用大型外壳作为街机的 VR 游戏。

图 22

2003年索尼发布了PlayStation 2的EyeToy，这是一款用于手势识别的数码相机。

该设备允许玩家通过身体姿势、颜色，甚至声音与游戏互动，该设备还有一个内置麦克风。虽然EyeToy并没有在商业上取得成功，但它使索尼进入了虚拟现实市场。

图 23

2006年，美国国防部就花了2000多万美金建立了一套虚拟世界的《城市决策》培训计划，一方面提高大家的应对城市危机能力，另一方面测试技术的水平。

2007年谷歌宣布提供全景图像展示街景，2010年谷歌街景再次升级为3D原型。

图 24

二、小结

这个阶段，基本当时的科技公司都在VR，但都以失败告终，原因主要是技术还不够成熟，产品成本奇高。

但通过这一代开拓者的努力尝试，为后面VR的积累和扩展打下了坚实的基础。

与此同时，虚拟现实在全世界得到进一步的推广，尽管还是未得到市场的认可，但该领域的技术理论却在悄然完善。

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