科普|虛擬實境頭盔(HMD)簡史

2020-12-25 36kr

編者按:本文編譯自《Brève histoire de la VR》,譯者 @ 有飯吃,36 氪經授權轉載自微信公眾號「 辛飯堂 」(xinfantang)。

@有飯吃說:這是一篇辛拉麵推薦給我的介紹 VR 頭盔史的文章,原文可戳連結看,原文是法語,由谷歌翻譯成的英文再編譯過來的(謝謝公司法語專家黃大師!)。早期的頭戴顯示器可謂腦洞大開,已經顯現出了黑科技的魅力,相比現在淘寶上泛濫的各種品質不一頭盔,這些「史前」頭盔更加有意思(當然也貴得不可思議!),由於商業上過分超前,一些早期的頭盔廠商已經消失在人海茫茫,還有一些則依然堅持著VR/AR的夢想。遺憾的是文中未提及大索尼的PSVR(早期SONY在液晶顯示器加入了頭戴式顯示器也未提),HTC也只是一筆帶過,可能是因為官方尚未公布售價的緣故。Anyway,have fun! 

1956 - SENSORAMA
攝影師Morton Heilig 在1956年發明出了一臺名為Sensorama的機器,被認為是虛擬實境之父。這臺機器可以投射3D影像、立體環繞聲、震動甚至氣味和吹風效果,以試圖製造出完全擬真的體驗。(是不是很像現在各種商場裡的的5D電影!)

Heilig 在1960年還申請了一項可移動提供虛擬實境體驗的設備(和我們現在的虛擬實境頭盔非常接近)的專利,不過這個設備從沒真正製造出來。

1968 - THE DAMOCLES SWORD OF

伊凡·蘇澤蘭是一位才華橫溢的計算機科學家,1962年他發明的「畫板」(Sketchpad)是第一個可以在顯示屏幕上直接構造圖形圖像的系統,當時他年僅24歲,還是個在麻省理工度讀書的學生。
1965-1968年,伊凡在哈佛當教授的時候,他和他的學生Bob Sprull設計出了第一款AR/VR頭盔。

這款頭盔因為跟蹤用戶視線的巨大機械臂必須懸掛在空中,被戲稱為「達摩克利斯之劍」,而這款超巨型的頭盔的第一款應用是一個懸浮在空中的立方體。

Sutherland之後將他的工作重心轉移到了計算機和網絡的開發,Adobe,Pixar以及矽圖公司的創始人都是他的學生。他在1988年獲得了圖靈獎。他也是昇陽電腦公司(Sun Microsystems)的創始人。

1978 - LEEP OPTICS

Eric Howlett 出生於1926年,是一名發明家和企業家,曾在MIT和通用電氣的光電領域工作過。在1978年,他發明了一種超大視角的立體鏡呈像系統,這個系統具有革命性意義,因為它儘可能地矯正了在擴大視角時可能產生的畸變,這種系統可以把靜態圖片轉換為3D效果,他稱之為LEEP(The Large Expanse, Extra Perspective/大跨度,超視角)

由於缺乏資金,LEEP無法發展包括相機和圖片顯示器在內的全套方案,而柯達和寶麗來也沒有對這個項目表示興趣。
最後,當時擁有一個名為「虛擬環境」(當時虛擬實境/Virtual Realit一詞還沒有發明出來)的部門NASA對帶相機的顯示器保溼感興趣,於是也就成為了它的主要客戶。NASA (Mc Greevy, Eriskin, Fisher)將這個概念稱之為VIVIED(虛擬視覺環境顯示器)

NASA和Howlett的競爭者VPL Research籤訂了製作頭盔的合約。Howlett看到VPL Research的面向C端市場的頭盔售價高達1萬美元,因此在1989年也試著推出自己的頭盔,即「cyberface」(電子臉?),然而並未獲得想像中的成功。

Eric Howlett 在2006年和兒子Alex創建了LeepVR並在2011年去世。LEEP的鏡頭擁有VR頭盔鏡頭中最大的視場角(FOV), Palmer Luckey在2011年定製的第一款Oculus原型也是採用LEEP的鏡頭方案。

1985 - VPL RESEARCH
在1986年,杰倫·拉尼爾(Jaron Lanier)和Thomas Zimmerman離開雅達利(ATARI)創建了VPL Research。
身兼音樂家、哲學家、作家和電腦科學家多職的Jaron Lanier常常被視作虛擬實境的先驅,是他首次發明並定義了虛擬實境(Virtual Reality)一詞。

VPL Research還發明了許多超出時代接受水平的黑科技,比如,數據手套(Data Glove),有點像現在的VR手套;眼睛電話(Eye Phone),這是第一款商業意義的VR頭盔;環繞音響(AudioSphere),一個實時製造環繞聲的系統;Issac,世界上第一個3D引擎;Body Electric,第一個為VR打造的作業系統。

Eyephone 有著2.7英寸的屏幕,每隻眼的解析度為184×138,重達2.4kg(這麼重都有人買!看看極客們的赤誠之心!),一臺eyephone9400美金(高級版本則更貴)。VPL跟一位名為Scott Fish的工程師一起,他們在1990年推出了「the View」,也就是之前所提到的VIVED的後續產品。這個頭盔還包括了身體跟蹤的功能。VPL Research在1990年破產,所有專利全部賣給了Sutherland開的昇陽電腦公司。

現在,Jaron Lanier在微軟有自己的研究室,並且仍然在寫書和創作音樂,現在Jaron的工作室正在研究多人增強現實技術。感興趣的朋友可以看看他的著名的作品《你不是一個插件》(You are not a gadget)。(Jaron Lanier是一個非常非常有趣的人,在日益發展的網際網路時代保持著難能可貴的清醒,至今也沒有任何社交網絡的帳號,以後有機會會專門撰文介紹這個好玩的VR先驅。)

1991 - VIRTUAL RESEARCH

Virtual research在1991年推出了Flight頭盔。Flight有兩塊240×120像素的顯示屏,重2kg,擁有定位跟蹤系統,售價7500美元。和VPL的eye phone一樣,也是搭載著LEEP的鏡片。

Virtual research還有一些帶耳機的成套設備,比如VR4(每隻眼240×230像素,視角場FOV60°,7,900美元),V8(每隻眼640×480像素,13,000美元)(答應我,再不要嫌棄oculus CV1和HTC VIVE又重又貴了好嗎?)

這家公司現在還在做頭盔,而它的創始人Bruce Bassett現在時西雅圖富人區美色島的市長(或者島主?)

1993 - LIQUID IMAGE

Liquid Image 1992年成立於加拿大溫尼伯,1993年開售它的第一款頭盔命名為MRG2.
這個頭盔有一塊5.7英寸的240×240像素的TFT-LCD屏幕,重3kg,並在15個月內以6800美金的售價獲得了1100萬美元的銷量。這可能是真正意義上的一款VR頭盔,並在各大展銷會上引人注目,掀起了90年代的VR新浪潮。當時的迪士尼主題公園中用到了這款設備,當時的一些影視作品中也出現了它。MRG 2.2在1996以3495美元的售價推出,不過在1997年隨著經濟危機,這個風光一時的公司也被售出,淪為一家硬體廠商。

儘管無疾而終,Liquid Image的超大視場角(100×60°)和良好性能還是更人留下了深刻印象,並激發了許多人對VR的嚮往知心,它也是Palmer Luckey第一款頭盔樣機的原型。

1995 - The Forte Technologies

1995年,一家名為High Technology的公司推出了頭盔,VFX1,售價695,他有兩個解析度為263×230的LCD頭盔,每隻眼的視場角為46 × 35 °。這是普通大眾可以買的起得第一款頭盔,也是目前唯一一款到現在還能在商場中大量售賣的頭盔,世嘉(Gamer)為這款頭盔提供了許多高適配性的遊戲,比如《突襲Descent》,《毀滅戰士Doom》,《雷神之錘Quake》等等。1998年,Forte重命名為ISS。2000年推出了升級版,VFX3D,售價1800每斤,雖然解析度有所提高,但是單眼視角僅有35°,銷量遠不如VFX1。

2001年這家公司改名為了VUZIX,推出了一款名為ICOM的掌上電腦。接下來幾年,VUZIX一直是屏幕的供應商,並與日立合作在2005年日本愛知世博會上推出了第一款混合現實的產品。2005年VUZIX推出了VR920,一個售價400美元的頭盔(640×480像素,32°視場角)可以直接連接DVD,Xbox,電腦等作為顯示器,不過不能追蹤。

2010年,VUZIX推出了第一款商用AR眼鏡模型,STAR1200,從2011年開售,定價4999美元,主要是用於軍工等專業。

現在VUZIX推出了AR眼鏡M100(999美元),和頭盔eWear(500美元),不過還是沒有推出帶有追蹤功能的VR頭盔。2005 - EMAGIN

1996年創建的eMagin是一家電子零件製造商。

他們有許多產品並且擁有一些OLED顯示屏領域的專利。2001年他們開始對外銷售第一臺OLED迷你顯示器。2005年他們推出了Z800 3D眼鏡,兩個OLED屏,800×600像素,FOV40°,售價899美元。這款設備也是Oculus Rift推出前最實用的頭盔設備,無論是在沉浸感還是屏幕革新上都有著重要突破,一些國家也將這款設備用在了軍事領域。

2016年1月7日,Vuzix宣布他們即將推出全世界第一個OLED 4K微型顯示屏。

2006 - HEADPLAY

Headplay PCS(Personal Cinema System 個人影院系統) 於2006年被推出,屏幕解析度為800×600,視場角70°,售價分499美元版和549美元版。

這款頭盔的視覺效果相當於在2米處看52英寸的屏幕,並且支持3D。雖然沒有頭部姿態追蹤能力稱不上是VR頭盔,不過這家廠商還繼續推出了擁有更大視角的Z800和VR920。

2015年HEADPLAY推出了高清版本頭盔(1280×800),售價250美元,上面還帶有一個接受信號的天線,這款設備被一些FPV(第一人稱視角)的愛好者所喜愛。

2009 - PALMER LUCKEY

2009年,年僅16歲還在上高中的Palmer Luckey已然是機械達人,他通過修手機和電腦來賺零花錢。他把大把的時間花在泡技術論壇上,也製作了他個人的論壇: forums.modretro.com.

Palmer非常喜愛3D電子遊戲,於是思考如何能將其發展得更好,因此他在他的論壇上開設了HMD(頭戴顯示設備)板塊,他列當時已有的頭戴顯示設備:包括VR920,Z800在內。他當時收到第一個回復稱目前最好的是VR920,但如果能有3D屏幕就會更好了。然而Palmer並不滿意於當時的頭盔水平,他開始在Ebay上購買一些90年代的老頭盔。接下來他宣布他要做自己的頭盔,基於LEEP VR之前的用在第一款VR頭盔的技術。Palmer的第一款頭盔長這樣:

一年之後,他推出了以MRG2.2為原型的PR1,與此同時他更換了屏幕(1280×800)以及鏡頭。

2011年9月,PR2製作完成,這款頭盔可以商業量產,成本可低於500美元。

接下來他去加州大學學習新聞專業,他同時在另一所大學的研究所裡做混合現實的研究,意圖製作出成本更低的VR頭盔。

隨後他推出了PR3,是無線版本。在2011年11月,他推出了PR4.

恰好在這個時期,Sony推出了HMZ-T1,一個售價1500美元視場角45°沒有頭部追蹤能力的頭盔。Palmer聲稱自己的頭盔要完更加完善,但是考慮到暫時還無法整套出售,他決定在kickstarter進行眾籌量產。2012年初,電子遊戲界的傳奇人物John Carmark(射擊遊戲之父),遊戲《毀滅戰士Doom》和《雷神之錘Quake》的製作人,當時他也打算做一個頭盔,經常在論壇上發帖於是認識了Palmer,他對Palmer的頭盔很感興趣,問可不可以買一臺,Palmer送了一臺頭盔設備給他。

2012 - OCULUS

2012年4月15日,Palmer在論壇上發布消息,「我的頭顯設備進展良好!硬體部分(光學,顯示屏,交互)已經完成!現在我正在嘗試把它們組裝到一起然後以最好的方式組成一個頭盔。屏幕和鏡片是可拆卸的,方便更換。六月一日到七月一日這個項目將會在kickstarter上進行眾籌。我不會通過這個項目獲取經濟利潤,眾籌所得費用將用來支付研發費用、運費和稅費,當然還可能包括十塊錢的披薩和啤酒。無論如何我需要你的支持;)

不過一開始Palmer的頭盔在kickstarter上的銷量並不好,經管Palmer已經大幅度地提高了跟蹤性能和應用性能。Calmark將這個頭盔帶到了2012年E3展覽會上展示他的Doom3並且獲得大量的關注,Calmark順勢向媒體推銷了這款在kickstarter上眾籌的頭盔,kickstarter上眾籌的數量迅速飆升。正是此時,Luckey 輟學創辦了 Oculus VR 公司,兩位資深科技人士 Brendan Iribe 和 Mike Antonov 加入了該公司,分別擔任 CEO 和軟體架構師。

Oculus 2012年8月1日登陸Kickstarter進行眾籌,不到24小時就達成目標,創造了kickstarter的記錄。

到9月1日,眾籌完成量為1947%,籌得2400萬美金,售出7000個頭盔。與此同時Oculus VR也搬遷到了新的辦公室。

2013年一月在CES展出了第一版設備,廣獲好評,瞬間訂貨量暴漲。

最後的成品DK1,在2013年3月的DGC上展出並開始陸續向用戶發貨。

2013年E3上展出了第一款HD頭盔的原型機。 

第二代在6月的PAX上展出。

8月,Carmark正式加入Oculus。

2014年1月的CES,Oculus展出了高清頭盔,命名為Crystal Cove

2014年3月19日,DK2的套裝開始預售。

2014年3月25日,Oculus以20億美元的價格被Facebook收購,Michael Abrash離開Valve加入Oculus,第一批DK2在2014年7月份開始寄送。2014年9月,Oculus在9月開始和三星合作開發了Gear VR。2015年1月的CES上,Oculus展出了新的原型機:Crescent Bay。

2015年3月在全球移動通訊大會上,HTC宣布和VALVE合作推出Vive。

2015年5月,Oculus宣布將把Oculus Rift帶入大眾消費領域,這個版本的Oculus基於Crescent Bay,於2016年1月開始預售(小夥伴們都搶到了嘛?),3月以後開始陸續發貨。最近朋友們跟我提到了許多講 VR 技術的科幻影視作品,作為一個(偽)影視專業的人,我覺得這些文本都很有意思,或多多少預見了 VR/AR 發展的技術前景以及倫理障礙。我也會推出這樣一篇文章來講科幻電影中的 VR,如果有什麼好的推薦的話,歡迎在微信公眾號「 辛飯堂 」(xinfantang)後臺留言~

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