看看VR还有哪些你不知道的事儿？
随着科技的不断发展，曾经只存在于影视作品中的看似遥不可及的设备，如今已逐渐在现实生活中得以实现，虚拟现实（VR）技术便是其中之一。2015年，虚拟现实技术一度成为热门话题，吸引了大量资本进驻和人们的广泛关注。借助该技术，人们看电影、玩游戏时获得身临其境的体验不再是梦想。然而，这项看似新颖的技术，实际上已有近半个世纪的发展历史。
起源：源于想象的技术雏形
一切的源头都来自于人类丰富的想象力。1935年，科幻小说家Stanley G. Weibaum发表了一篇名为《皮格马利翁的奇观》（Pygmalion’s Spectacle）的28页小说。在小说中，他提到了一种能让人沉浸于完全虚拟环境并与之交互的技术。尽管当时Stanley可能并未意识到，但这篇小说实际上已经描绘出了未来极具颠覆性的虚拟现实技术愿景。尽管那时计算机尚未被发明，但这一设想让大众对虚拟现实技术有了初步的认识。
早期探索：从传感影院到“达摩克里斯之剑”
传感影院的尝试
1957年，新技术正处于发展阶段，计算机诞生不过10年。电影摄影师Morton Heiling在此情况下进行了大胆尝试，制作出了名为Sensorama的小影院机器，也可称为仿真模拟器。这台机器形似如今的街机游戏机，使用者可以“感受”一个小短片，例如在纽约布鲁克林的街头骑自行车。随着影像中自行车的颠簸，观影者的座位会模拟抖动，同时还能感受到迎面吹来的风，闻到路边面包店传出的香味。此外，Sensorama采用宽屏3D显示和立体声，在当时堪称超前科技，引起了不小的轰动。1962年，Morton Heiling为这项技术申请了专利，并因此被称为VR之父。然而，由于该技术缺乏实际的商业和工业应用，Morton未能成功扩大融资以继续推广和改进传感影院，这个轰动一时的技术项目最终停工。尽管如此，人们对虚拟现实的追求并未停止。
“达摩克里斯之剑”的诞生
1965年，计算机图形之父伊凡•苏泽兰开始构想类似VR的“终极显示器”。1968年，他和学生共同打造的世界上第一部虚拟现实和增强现实头戴式显示器——“达摩克里斯之剑”问世。与传感影院不同，“达摩克里斯之剑”是一个头盔，使用者戴上它可以看到一个悬浮在空中的立体正方体。从设定和图片来看，“达摩克里斯之剑”已经具备了现代头戴式虚拟现实显示器的基本元素：
- 立体显示：设备使用两个一寸的CTR显示器，显示出有深度的立体画面；
- 虚拟画面生成：图像实时计算渲染立方体的边缘角度变化；
- 头部位置追踪：采用机械连杆和超声波检测；
- 模型生成：通过空间坐标建立定位立方体的8个顶点，使立方体可随人的视角变化。
不过，这一原始的头戴式虚拟现实显示器最初是为了让直升飞机驾驶员在夜间飞行时通过头盔定位降落，但由于其机体沉重，使用者难以单独操作，因此只能在实验室中搁置，仅出现在论文里，未能正式进入市场。
发展中的探索：NASA、雅达利及后续尝试
NASA的研究
除了伊凡•苏泽兰，美国国家航空航天局（NASA）也对VR进行了研究和实践。NASA自行研发了VIVED VR，这是一个安装在头盔上的VR设备，配置了一块分辨率中等的2.7英寸液晶显示屏，并结合了实时头部运动追踪，基本具备了如今虚拟现实显示器的基本要素。
雅达利的尝试与中断
上世纪80年代，个人电脑逐渐走进千家万户，商人们开始关注虚拟现实这一尚未开发的市场。1982年，曾经主导北美游戏市场的雅达利公司成立了虚拟现实专门研究室，推进有关VR的街机项目。然而，1983 - 1984年，北美游戏市场遭遇严重萧条，第二代电视游戏市场彻底崩盘，即“雅达利事件”。当时雅达利公司对游戏管理不严，导致市面上的雅达利游戏机游戏素质参差不齐，山寨与盗版横行，消费者对游戏失去信心和购买欲望。由于雅达利失去了主营业务收入，资金链断裂，虚拟现实研究被迫中止。但虚拟现实技术的美好前景给雅达利的部分员工留下了深刻印象，他们成立了虚拟现实公司——VPL Research。
第一个面向市场的头显
在虚拟现实技术先驱Jaron Lanier等技术狂热者的研究下，世界上第一个面向市场的虚拟现实头显EyePhone诞生。它的外型和工作原理与如今先进的虚拟现实头显Oculus Rift非常接近，掀起了虚拟现实技术的第二次浪潮。然而，在计算机技术仍处于发展阶段时，支撑虚拟现实技术的硬件计算能力有限，EyePhone售价高昂，难以普及，且距离真正的沉浸式体验还有差距，市场推广困难重重，最终以失败告终。但前人的失败并未打击后来者的热情，他们从这些失败的设备中看到了虚拟现实的潜力，更加坚定了对其追求。
日本厂商的实践：从街机到主机
日本街机行业的尝试
上世纪90年代，日本街机行业十分发达。从摩托赛车的街机游戏框体可以看出，制作者以可控成本对现实进行部分模拟，让玩家体验类似真实的摩托驾驶感觉，这既是对商业的妥协，也是对虚拟现实的追逐。
世嘉的创新与局限
1992年，世嘉推出街机框体R360，为街机设备注入了新活力。“R360”是“旋转360度”的缩写，玩家使用时需像飞行员一样系好安全带，体验G力负荷下的逼真空战体验，被誉为体感框体的终极形态。这项超越时代的技术吸引了众多日本玩家高价排队体验，世嘉也收获了名利。但当时街机上的所谓“3D游戏”其实是伪3D，R360的体感体验虽达到了虚拟现实的目的，但在视觉方面远不能满足虚拟现实的要求。
任天堂的失败尝试
1995年，任天堂推出了名为Virtual Boy的32位移动游戏机。其造型与如今的头戴式虚拟显示器相似，但由于时任社长山内溥在产品仍在调整时强力要求推出，导致Virtual Boy失去了头戴式的便携功能，只能置于桌面使用。在软件支持方面，当时PS等32位CD - ROM主机以精美CG动画为卖点，而Virtual Boy单调的点线图形无法吸引消费者，这款革命性的产品因理念过于前卫和技术局限，最终被市场抛弃。
南梦宫的成果
南梦宫对座舱街机有着执着追求。经历90年代的失败尝试后，2001年，他们在街机大展上展示了研发多时的全封闭式半球形框体“O.R.B.S”。该框体拥有先进的外观和图像技术，吸引了众多游客排队体验。后来南梦宫和万代合并，2005年在日本第43届街机展上，南梦宫公布了《机动战士高达：战场之绊》，使用的框体P.O.D是当年O.R.B.S的修改版。玩家可以从第一视角体验高达驾驶舱的感觉，临场感十足，实现了粉丝“真正”开高达的愿望，P.O.D一时风头无两。
现状与展望
回顾前文可以发现，商家所实现的虚拟现实基本是从视觉方面完成的，目前市面上销售最多的也是头戴式虚拟现实显示器，主要侧重于从视觉上实现拟真体验。实际上，在虚拟现实中，要达到以假乱真、欺骗眼睛的效果是最具难度的。计算机图像要达到照片级水准，需要高配硬件的支持，同时在成像时要确保图像移动的反馈能跟上人眼，以保证虚拟现实的乱真效果。
如今，技术逐渐成熟，市场也在不断发展，但虚拟现实技术的发展仍任重道远，至少在图像显示方面还需要继续发展数年。在真正实现像电影《黑客帝国》中那种无法分辨真假的虚拟现实场景之前，广大虚拟现实技术的开发者和创造者们仍需继续努力。毕竟，尽管VR技术历史悠久，但它依然充满着无限的可能性，宛如一个年轻的探索者，在科技的道路上不断前行。