Введение
Виртуальная и дополненная реальности – технологии, которые еще в начале двухтысячных, казалось бы, были невостребованными и не актуальными. Все, что мы видели, это были произведения фантастов и творцов Голливуда на тему применения технологий в будущем, в таком далеком и часто киберпанковском. Тогда мало кто всерьез предполагал, что всего через пару десятков лет данные направления развития технологий станут одними из самых перспективных в современном мире. А началось все, как бы удивительно это не звучало, еще в XIX-м веке.
История зарождения виртуальной реальности
Первым устройством, которое приблизило нас к погружению в виртуальную реальность, можно смело признать стереоскоп, который был выпущен в 1837-м году английским физиком Чарльзом Уитсоном. Устройство представляло собой очень простую модель, которая очень похожа на современные Google Cardboard. Стереоскоп объединял два двумерных изображения в одно трехмерное и позволял просматривать изображение в 3D-формате и погружаться в него более глубоко. Данные «очки» были наиболее простым прообразом современных устройств виртуальной реальности, но пользовались некоторой популярностью у обеспеченных людей того времени.
Прошло более 100 лет с создания Стереоскопа, чтобы понятие «Виртуальная реальность» официально было упомянуто в 1938-м году французским писателем Антоненом Арто в его сборнике эссе «Театр и его двойник», а тремя годами ранее, в 1935-м, писатель-фантаст Стенли Вейнбаум написал рассказ «Очки Пигмалиона», где профессор Людвиг изобрел устройство, с помощью которого можно погрузиться в вымышленный мир. Устройство было вариацией очков виртуальной реальности.
После этого в области виртуальной реальности не происходило особых изменений до того момента, пока кинематографист Мортон Хайлиг не изобрел потрясающее для своего времени устройство под названием Sensorama. По сути это был первый в мире виртуальный симулятор. Он стал прообразом современных 5D/7D-кинотеатров и очков виртуальной реальности. Устройство представляло собой большую театральную кабину, которая позволяет задействовать все органы чувств, в том числе зрение и слух. Это обеспечивалось за счет стереодинамиков, стереоскопического 3D-дисплея, вентиляторов, генератора запахов и вибрационного стула. В зависимости от фильмов, которые проигрывались в устройстве, могли быть задействованы все из перечисленных способов воздействия на органы чувств, благодаря чему создавался сильный эффект присутствия в виртуальном мире. Всего для Sensoramaбыло выпушено 6 фильмов. Стоит отметить, что так как Хайлиг был кинематографистом, свое устройство он создавал в первую очередь с целью получения нового опыта от фильмов. Никакой интерактивности в «Сенсораме» не было, из-за чего мультисенсорные экскурсии являлись пассивным переживанием, но в формате похожем на виртуальную реальность. Об играх же в виртуальной реальности тогда речи еще не шло.
Первый и единственный образец «Сенсорамы» Мортон Хайлиг построил на собственные деньги, затем основал компанию Sensorama Inc и даже запустил рекламную компанию своего детища. Кроме того, в 1962 году он запатентовал свое устройство и попытался найти финансирование на свое изобретение. Но оно было слишком революционным, тяжелым и дорогим для своего времени, и никто не рискнул вкладываться в него деньгами. После долгих неудачных попыток найти финансирование своего проекта он был закрыт и первый рабочий образец Sensoramaтак и остался единственным. Но, как принято сейчас считать, именно изобретение Мортона Хайлига стало отправной точкой для развития 5D-кинотеатров и VR-технологий в XX-м веке.
Мортон Хайлиг был увлеченным изобретателем и на одной Сенсораме он не остановился. В процессе работы над этим проектом он успел создать, а в 1960-м году запатентовать прообраз первых в мире VR-очков – «Маска телесферы» (Telesphere mask). Устройство также предназначалось для более сильного погружения в фильмы и было первым в мире наголовным устройством для виртуальных путешествий. Оно транслировало стереоскопическое и широкоугольное изображение со стереозвуком и в нем предполагалось поставить лннзы с углом обзора в 140 градусов, благодаря чему эффект погружения в фильм становился еще более сильным.
Это устройство действительно напоминало современные VR-очки, такие как SamsungGearVRили OculusRift. Но коммерческого успеха оно также, как и предыдущее творение Хайлига, не снискало, и было закрыто за неимением дополнительного финансирования.
Рассказывая про эти страницы истории виртуальной реальности, стоит отметить, что творения Мортона не были забыты. Модель «Сенсорамы» в разных модификациях была использована в парках развлечений Уолта Диснея – от вибрирующих сидений до дугообразных широкоформатных дисплеев и 360 градусного звука.
Следующей важной вехой для виртуальной реальности стал 1961 год, когда инженеры компании Philco Комо Чарльз и Брайан Джеймс разработали очки Headsight, изображение в которых выдавалось на два экрана со встроенной системой слежения за движениями и управления с помощью головы. Это были первые очки виртуальной реальности, изображение в которых выводилось на два раздельных экрана, что стало стандартной практикой для большинства современных устройств виртуальной реальности спустя несколько десятилетий.
Кроме того, устройство стало первым массовым продуктом в сфере виртуальной реальности и заинтересовало медиакомпании и охранные предприятия. Это стало возможно благодаря тому, что очки можно было синхронизировать со специальной камерой, которую можно было размещать в любом удобном месте и передавать с нее картинку на очки. Таким образом, например, военные журналисты могли наблюдать за происходящим в горячих точках с обзором в 360 градусов, без малейшей угрозы для собственного здоровья.
В 1968 году профессор Гарвардского университета Айвен Сазерленд и его ученик Боб Спрул в лаборатории Массачусетского технологического университета явили миру устройство под названием «Дамоклов меч» (Sword of Damocles). Такое название оно получило из-за громоздких размеров и расположения. По этой же причине для эксплуатации устройства его приходилось прикреплять к потолку.
Само устройство представляло собой шлем виртуальной и дополненной реальности, подключаемый к компьютеру, которое создавало картинку в черно-белом формате. Его важной отличительной чертой было то, что данный шлем мог выводить не только видео в 3D формате, но и виртуальное изображение, висящее в воздухе. С самим изображением нельзя было взаимодействовать, но для того времени это уже был прорыв. Устройство можно считать первыми очками дополненной реальности и в некоторой степени прародителем Microsoft Hololens.
А тремя годами ранее Айвен Сазерленд заложил основы для создания современных VR-устройств в своей концепции под названием Ultimate Display. Три ключевых ее постулата можно перевести следующим образом:
- Виртуальный мир просматривается через наголовный дисплей (HMD) и кажется реалистичным благодаря дополненному 3D-звучанию и тактильной обратной связи.
- Для поддержания виртуальной речи в режиме реального времени используется компьютерное оборудование.
- Пользователи взаимодействуют с виртуальными объектами в реальном мире.
Все три постулата в той или иной степени сегодня реализованы во всех современных устройствах виртуальной и дополненной реальности. Таким образом Айвен Сазерленд со своим учеником заложил основы тех виртуальных миров, которые мы можем сегодня наблюдать благодаря стараниям десятков тысяч инженеров и программистов.
Стоит отметить, что в 1969 году американский компьютерный художник Майрон Крюгер ввел понятие «Искусственная реальность».
Новым этапом в развитии виртуальной реальности в XXвеке стало создание в 1974 году лаборатории искусственной реальности Videoplace компьютерным специалистом Майроном Крюгером. Она представляла собой несколько связанных по сети комнат, в каждой из которых находился большой экран с расположенным позади него видеопроектором. Когда человек заходил в комнату, он видел на экране своё изображение в виде примитивного силуэта, а также подобные силуэты людей в остальных комнатах. У всех «теней» можно было менять цвет или размер, а также присоединять к ним различные визуальные объекты. Таким образом у людей появлялась возможность взаимодействия с созданными проекциями, что дарило новые эмоции и впечатления.
На этом заканчивается первая часть. Во второй части, которая выйдет очень скоро, мы поговорим про развитие виртуальной и дополненной реальности в период с 1980 по 20000 годы.
