从1949年科幻小说《皮格马利翁的眼镜》里的眼镜，到1992年小说《雪崩》里的元宇宙，到1999年电影《骇客帝国》里的矩阵，再到2018年电影《头号玩家》里的绿洲，人类执着于创造关于未来世界的梦。

要实现这个梦，发展VR、AR、MR，似乎是必经之路。

本期，就来讲讲VR。

1疯狂的构想与探路者

虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)，起步于20世纪中期。

它是利用计算机，生成一种数字化环境。在这个环境里，人们可以借助专业头盔、眼镜、手套等设备，听到、闻到、摸到虚拟的事物。

我们在《虚拟现实正在改变世界，你还分不清VR、AR、MR吗？》讲过，人类对虚拟现实最早的设想，是来自于一篇科幻小说。

1935年，美国小说家斯坦利·威因鲍姆的小说《皮格马利翁的眼镜》里，讲到有一种神奇的眼镜，只要戴上它，就能进入到电影当中，做电影的主角。这个眼镜，是VR眼镜的概念雏形。

在今天，虚拟现实想象空间最大的行业是游戏，但人们发明虚拟现实的初衷，是为了在看电影时，感受到“沉浸感”。

历史上第一台VR设备，是出自美国人莫顿·海利希之手。

莫顿是一位电影制作人，获得过1974年戛纳电影节的最佳导演奖。他想打造一个未来影院，让人们能用五官，而不只是用眼睛和耳朵来欣赏电影。

20世纪50年代中期，莫顿创造了第一台VR设备，用来制作3D电影，叫Sensorama。Sensorama体积庞大，拥有 3D立体声、3D显示、震动座椅、风扇和气味生成器。

当时，他拍摄了6部电影，用Sensorama来大施拳脚。电影内容基本是直升机、卡丁车、自行车、摩托车骑行等，给Sensorama安了一套硬币装置，放在环球影城。

游客花25美分，就能体验十分钟骑着摩托车在纽约穿梭的快感，看到街景，感受到振动、感觉到风吹过耳边的感觉，闻到布鲁克林马路的味道。

通过Sensorama看到的影像

莫顿曾开玩笑说，第五部电影很受欢迎，那是一部淫秽的纽约肚皮舞。人们可以通过Sensorama闻到廉价香水味、听到演员指尖铜钹发出的叮叮当当。

他的老婆说，这个装置赚了不少钱。但是，环球影城认为，对于一个家庭公司来说，这台机器赚得太多。夫妇只能把Sensorama移走。

60年代，莫顿又获得了一个关于VR眼镜的专利。

这套VR眼镜叫Telesphere Mask，长得跟现代VR眼镜很像。

专利文件里说，观众可以透过这个眼镜，看到移动彩色三维图像、听到立体的声音、闻到气味、感受到空气的流动。

设计之初，他就想到了用途和收益。比如，被用于训练军队、工人和学生。以超音速飞机为例，莫顿认为VR眼镜能让学生去模拟驾驶，这种教学方式，又安全又好。今天，虚拟现实在医疗、教育等领域被大规模应用，验证了他的构想。

当时，由于技术不成熟、虚拟现实概念没有铺开、机器质量不好等多方面原因，这些发明最终没能存活在市场上。

莫顿发明的VR眼镜，没有头部追踪功能。也就是说，当人们戴着眼镜向左右看时，眼镜里的景象不会变化。

市场上有其他人，做出了能头部跟踪的设备。

1961年，美国飞歌开发出了头盔显示器的第一个前身——Headsight。Headsight设计的初衷，是为军队服务。它有运动跟踪系统，运动跟踪系统和远程相机相连。人们戴上这个设备扭动头部，就能远程查看四周的情况。

2里程碑与集大成者

到了 1968 年，一个集合了各路技术、最接近现代VR设备的发明，出现了。

美国人，计算机图形学之父，虚拟现实之父，伊凡·苏泽兰发明了一套功能齐全的VR设备。

这个设备集合了虚拟现实几大要素：视觉有立体感、能生成虚拟画面、能跟踪头部运动、能生成模型、能互动（不过互动这一点比较鸡肋，只是操作把手）。

设备很重，需要由一副机械臂吊在人的头顶，因此被称为“达摩克利斯之剑”。

简单解释一下“达摩克利斯之剑”的技术原理。

立体显示：设备用了两个CRT显示器分别显示不同视角的图像，让图像有立体感。

生成虚拟画面：视频里的虚拟图像是一个立方体，这个立方体是实时计算渲染出来的。

通过“达摩克利斯之剑”看到的虚拟立方体

头部跟踪：这个看似简陋的设备有三个超声波发生器和四个接收器，用来跟踪头部运动。

模型生成：透过这个设备看画面，虽然图像只是个简单的立方体，但的确是通过空间坐标建立的模型。这个立方体的透视会随着人的视角变化。

画面里，除了这个立方体以外，其他场景都是现实世界里的场景。准确来说，苏泽兰发明的这个头戴显示器，应该是AR产品的鼻祖。

这套设备的最终命运，是被放在实验室，落了一层灰，但是意义重大。它的理论基础，是苏泽兰发表的一篇论文，叫《终极的显示》。本文被公认为虚拟现实技术史上的里程碑。

论文里说，“终极的显示”可以显示一个房间，电脑可以通过设定程序，控制房间中的一切东西都无限逼真……计算机是创造虚拟现实的工具，电脑显示屏幕是“观看虚拟世界的窗口”。

那个年代，第一个鼠标才诞生于斯坦福大学，人类连显卡都没有，虚拟现实却有了雏形。

计算机诞生之时，虚拟世界的大门就敞开了。

3快速发展与入局者

到了80年代，虚拟现实的基本技术快速发展，各个设备都可以独立购买了。

立体显示：市场上已经可以买到Sony生产的便携式 LCD 显示器了。

生成虚拟画面：那时的显卡每秒可以渲染上千个三角形，已经可以展示复杂的图像了。

头部跟踪：美国Polhemus公司开发出了6个自由度的头部追踪设备，比当年“达摩克利斯之剑”精准程度高得多，还省去了很多束缚。

模型生成：当时的显卡可以做到实时三维建模了。

虚拟环境互动：市场上有带有关节动作传感器的手套。

到了90年代，VR眼镜市场迎来热潮。游戏机公司纷纷趁热推出VR眼镜产品。

但是因为各项技术还不够成熟，产品体验还是比较“糙”，新鲜劲儿过后去后，很多产品都在市场上销声匿迹了。制造者们也冷静下来，坐等技术的进一步发展。

1995年，任天堂出品的Virtual Boy

2012 年，轰动一时的头戴显示器Oculus Rift问世。

发明者不是科学家，是一位不到20岁的电子发烧友，帕尔默·洛基。他从小就痴迷于钻研电子产品，研究过特斯拉线圈，组装过电脑，在VR技术先驱Mark Bolas的实验室做实习生。

他从网上买了50多款旧头显进行改造，混迹于技术论坛，组建制作团队，集思广益，一起研发。于是就有了Oculus Rift。Rift的意思是裂缝，洛基希望产品能成为架设于现实世界和虚拟世界之间的桥梁。

Oculus Rift显示屏分辨率为1280*800，有效的3D立体分辨率为640*800。在当时来看，算是比较高的。

它的工作原理分两部分。

一部分是通过为左右两眼显示不同的画面，让大脑合成“立体”图像。通过拆解开发者版本，可以看出，这个设备就是用了两个凸透镜放在眼前，然后在后面放了一块手机屏幕。简单说，就是用两个放大镜把手机屏幕放大了，让你感觉视角很宽阔，同时放大镜调整了焦点，画面离得近也能不模糊。

另一部分是利用捕捉运动的组件，让设备精准迅速地捕捉到头部运动。

基于这两部分原理，使用者能感觉到显著的进步，就是视野宽阔，没有了用望远镜时那种“用筒子看世界”的感觉，视线能移动，沉浸感比较好。

通过这款头显，人们发现，VR技术有了重大突破。

2016年，媒体报导热度达到顶峰，虚拟现实达到高潮。

大部分新技术的发展，都会经历起伏。根据技术成熟度曲线（The Hype Cycle），一个新技术的发展过程中，会存在一个过程：新技术诞生，进入大众视野；期望膨胀，机构、企业都想抓住新增长点，仓促入局；泡沫破灭，负面评价接踵而至，市场逐渐冷淡下来；启蒙期，基于之前的失败经验，人们开始改进技术；稳定生产，产业进入实质普及生产阶段。

从2016年至今，全球巨头，包括苹果、谷歌、Facebook、微软、三星、HTC、阿里、腾讯、华为等，都有密集布局动作，和新产品推出。

今天，虚拟现实技术壁垒，基本消除。

虚拟现实，拟的是画面、声音、味道还有触感。这些感觉越逼真，我们离创造新世界的梦想就越近。

来源： 超级创客