1.1.1 VR发展历史

1.1.1

VR技术的概念和研究目标的形成与相关科学技术（特别是计算机科学技术）的发展密不可分。人们甚至尝试过很多方式，用足以以假乱真的方式再现现实。VR的起源可以追溯到17世纪末或18世纪初。现实主义艺术家创作了作品，比如战争场景和更多不同主题的全景绘画，这些作品填满人们的视野，这之后才有对VR技术化的实质推进。

1.科学幻想

早在20世纪30年代，作家斯坦利·G.温鲍姆（Stanley G.Weinbaum）就在其小说《皮格马利翁的眼镜》中提到了这样一种 VR 眼镜，当人们戴上它时，可以看到、听到虚拟世界里面的角色感受到的事物，犹如真实地生活在其中一般。历史证明，科幻小说是启发科学发展的“先头部队”。

2.早期研究

在1957年，美国摄影师莫顿·海利格（Morton Heilig）发明了第一台原始VR设备Sensorama（1962年提交专利），这台设备被认为是VR设备的“鼻祖”。它非常大，屏幕固定，拥有3D立体声、3D显示、震动座椅、风扇（模拟风吹）以及气味生成器等功能及设备。第一台原始VR设备Sensorama如图1-2所示。可见早期人们对VR的理解，就已经不限于视觉方面的内容。

1965年，美国计算机科学家伊万·萨瑟兰（Ivan Sutherland）发表论文“The Ultimate Display”（终极显示）。1968年，萨瑟兰发明了非常接近于现代 VR设备概念的第一款头戴式 VR 显示器 Sutherland，其因为重量大，需要由一副机械臂吊在人的头顶，所以也被称为“达摩克利斯之剑”。第一款头戴式 VR 显示器Sutherland如图1-3所示。

这个 VR 设备，通过超声和机械轴，实现了初步的姿态检测功能。当用户的头部姿态变化时，计算机会实时计算出新的图形并将其显示给用户。可以说，现代的 VR 眼镜，都是对“达摩克利斯之剑”的技术革新。Sutherland的诞生，标志着头戴式VR设备与头部位置追踪系统的诞生，为现今的VR技术奠定了坚实基础。

3.概念产生和理论形成

20世纪70年代至20世纪80年代，是整个虚拟技术理论和概念形成的时期，组成虚拟头盔的各种组件在技术上已经十分成熟。1987年，著名计算机科学家杰伦·拉尼尔（Jaron Lanier）利用各种组件“拼凑”出第一款真正投放市场的VR商业产品，这款VR头盔看起来有点像Oculus头盔（目前市场主流的VR头盔之一），但10万美元的天价阻碍了其普及之路。

4.第一次VR热潮

20世纪90年代，VR技术的理论已经非常成熟，但对应的VR头盔依旧是概念性的产品，展现了VR产品的尴尬之处——笨重、功能单一、价格昂贵。游戏公司任天堂1995年推出的Virtual Boy游戏主机如图1-4所示。它由头戴式变成了三脚架支撑形式，画面显示单一色彩——红色，仅仅在市场上生存了大约6个月就销声匿迹，VR游戏的首次尝试也随之“烟消云散”，但这为VR硬件进军个人用户市场打开了一扇门。

5.VR热潮重启

2012年，Oculus公司推出一款头戴式显示器（后文简称“头显”）Oculus Rift，如图1-5所示。Oculus通过国外知名众筹网站Kickstarter募资开发费用，后来其被脸书公司以20亿美元的天价收购。而当时Unity（市场主流VR开发引擎）作为第一个支持Oculus产品的引擎，吸引了大批开发者投身于VR项目的开发中。

2014年谷歌公司发布了Google Cardboard VR眼镜（谷歌卡板，是谷歌推出的廉价VR眼镜），如图1-6所示，这让消费者能以非常低廉的价格，通过在盒子里面插入手机来体验VR世界，直接点燃了“Mobile VR”（移动端VR）产品“超级营销大战”。

HTC VIVE VR头显如图1-7所示，这是由HTC与Valve公司联合开发的一款VR头显，其在2015年世界移动通信大会（Mobile World Congress,MWC）上被正式发布。2016年，索尼子公司推出了PS VR（一款VR头显），随后大量的厂家开始研发自己的VR设备，“VR元年”正式开始。

VR技术的发展跌宕起伏，但大部分新技术，从概念出现到最终普及，都会经历起伏的过程。业界有一条专门描述这个过程的曲线，即技术成熟度曲线（Hype Cycle）,VR技术成熟度曲线如图1-8所示。了解技术成熟度曲线，可以使我们在新技术的应用过程中有效地把握时机，做出正确的判断。