Нельзя однозначно сказать, кто первым изобрел шлем виртуальной реальности. Прототип VR-шлема — стетоскоп Уинстона, изготовленный в 1837. А основателем технологии ВР считают Айвена Сазерленда, создавшего «Дамоклов меч».
Virtual Reality (VR) — принцип работы
Виртуальной реальностью называют мир, созданный при помощи специальной техники. Устройства воздействуют на органы чувств — зрение, осязание, слух и др. Это позволяет VR имитировать явления с возможностью погружения в искусственную действительность.
Работу VR обеспечивает 3 элемента:
- Шлем виртуальной реальности. Показывает пользователю изображение с учетом движения головы.
- Манипуляторы. Обычно это специальные перчатки либо джойстик. Инструмент, который позволяет перемещаться в пространстве и взаимодействовать с окружением.
- Датчики. Так, система шлема следит за направлением взгляда. А дополнительные устройства могут фиксировать за движениями человека.
Шлем (очки) — компонент системы VR, через который транслируется виртуальная реальность. Существует 2 типа таких устройств. Полноценная гарнитура работает с PC или приставками. А мобильная создана под смартфоны.
История развития VR
На 2023 год известно сразу несколько игровых шлемов. Среди геймеров популярны модели Oculus, а также VIVE, PlayStation VR, Pico и др. Хотя еще 40 лет назад очки искусственной реальности представляли собой громоздкие конструкции.
1837: стетоскопы
Первый прототип шлема виртуальной реальности изобрел Чарльз Уинстон. Он представил миру стетоскоп — простое устройство наподобие очков. Смысл в том, что вместо линз устанавливались одинаковые картинки. Ракурс меняли, чтобы мозг воспринимал снимки как объемное изображение.
1956: Sensorama
Спустя почти 20 лет появляется дисплей для просмотра короткометражных фильмов в 3D. Мортон Херлинг разработал Sensorama. Система включала:
- дисплей;
- электрогенератор;
- вибрирующее сиденье;
- звуковую стереосистему.
Внешне механизм напоминал массивный аппарат для проверки зрения. Хотя неказистый вид не помешал «Сенсораме» потеснить аттракционы парков развлечений.
Творение Херлинга дало толчок развитию систем виртуальной действительности. Отсчет истории ВР принято начинать именно с середины 50-х годов.
1961: HeadSight
Это стереоскопическая гарнитура, которую дополняли камеры. Изображение в формате VR поступало на дисплей. Устройство создавали так, чтобы человек мог изменять ракурс вращением головы.
1968: Sword of Damocles
«Дамоклов меч» — разработка ученых из Гарвардского университета. В качестве основы по-прежнему выступает шлем со стереоскопическим дисплеем. Но VR предлагает погружение в искусственно созданный мир. А в случае с Augmented Reality речь идет о дополнении уже существующей реальности (AR).
Прототип Sword of Damocles обладал громоздкой и неудобной конструкции. В финальной версии очки представляют собой компактный AR-шлем. За мониторинг окружения отвечают ультразвуковые датчики.
1980: Eye Tap
Данные очки придуманы Стивом Мэнном. Инженер создал прототип AR-системы еще в юности и потратил много лет, прежде чем его устройство увидело свет. По функционалу Eye Tap приближено к Sword of Damocles, но Мэнн продвинулся вперед в плане технологий и компактности.
Первый мини-компьютер Стив Мэнн изобретал еще школьником. Техническая составляющая умещалась в рюкзаке.
1984: контроллеры RB2
Первый манипулятор представили в 1984. Появление данных перчаток расширило возможности VR. Теперь пользователи не просто осматривались по сторонам, но и взаимодействовали с виртуальной реальностью.
Система RB2 позволяла:
- брать что-то в руки;
- перемещать предметы;
- запускать механизмы и т. п.
Устройство работало в связке с гарнитурой Eye Phone. Но производство не пошло — помешал низкий спрос и стоимость. Игровой комплект стоил порядка 100 тыс. долларов.
1985: Virtual Environment Display System
После создания первых контроллеров темой VR заинтересовались в NASA. Агентство профинансировало создание шлема виртуальной реальности. Причем его параметры приближены к современным даже по нынешним меркам.
Система Virtual Environment Display предназначалась для исследования космоса. Дисплей шлема обеспечивал широкий обзор, создавая эффект полного присутствия. С его помощью планировали изучать поверхности различных планет.
1990: система Virtuality
Данную вариацию VR разработал Джонатан Валдерн. Технология Virtuality представляла собой 2 аппарата:
- шлем со встроенными в очки дисплеями;
- аркадный автомат — симулятор мотогонок.
Впервые систему презентовали на выставке Computer Graphics. Тогда это казалось едва ли не прорывом в жанре видеоигр. Хотя на практике «Виртуалити» оказался неконкурентоспособен. За весь период было продано меньше 60 тыс. аппаратов.
Очки Virtuality позволяли стрелять в шутерах. Наибольшей популярностью пользовалась игра Dactyl Nightmare.
1992: комната виртуальной реальности
В начале 90-х годов компания иностранных студентов взялась разрабатывать прототип первой VR-комнаты. За основу были взяты экраны, на которые транслировались стереоизображения. А чтобы полностью погрузиться в иную реальность, систему дополнили:
- очками со стетоскопом;
- датчиками, фиксирующими движения головы и рук;
- манипулятором для взаимодействия с предметами.
Система получила название CAVE. Причем она до сих пор не потеряла актуальности и продолжает развиваться. Но используют ее в узкоспециализированных сферах. Все-таки установка специальных проекторов, экранов и датчиков требует не только много места, но и денег.
Развитие VR — ближе к современности
Официально история берет начало с середины 20 века. Первый шлем виртуальной реальности изобрели в 1968. Родоначальником стала система Sword of Damocles, а позже Стив Мэнн разработал Eye Tap.
В 1984 году появились первые контроллеры для VR-шлемов. А в 1987 Джарон Ланье закрепил понятие Virtual Reality. Чуть позже добавили термин Augment Reality. Игровая индустрия же заинтересовалась виртуальной реальностью лишь в конце 90-х.
1993: «СЕГА ВР»
В игровой индустрии попыталась выделиться SEGA, предложив собственный VR-шлем. Прототип разработки представили на выставке 1993 года.
Предполагалось, что устройство будет идти со встроенными динамиками. Но в последний момент компания свернула производство. Основной аргумент — слишком реалистичное изображение. Представители «СЕГА» побоялись, что виртуальная реальность исказит восприятие действительности.
1995: Nintendo Virtual Boy
Фирма «Нинтендо» воспользовалась слабостью «Сеги», выпустив эксклюзивную консоль Nintendo. Так, в 1995 у игроков появилась возможность приобрести Virtual Boy.
Система виртуальной реальности включала:
- монохромный дисплей;
- настольную установку с VR-очками.
Впрочем, «Виртуал Бой» не стал хитом. Консоль стоило дорого, а игр для нее было мало. К тому же экран поддерживал исключительно красные оттенки. Из-за монохромности глаза быстро уставали, геймеров укачивало и тошнило.
1999: VirtuSphere
Интересное изобретение, также внесшее свой вклад в историю развития VR. Конструкция VirtuSphere представляла собой шар радиусом 150 см. Ее устанавливали на подвижную платформу, а внутрь помещали игрока в ВР-шлеме.
Уровень погружения оказался впечатляющим, но из-за низкого спроса разработку пришлось свернуть. Последние прототипы VirtuSphere были приобретены военными и технологическими музеями.
2012: Oculus VR
Долгое время в индустрии царило затишье. Про технологии виртуальной реальности даже успели забыть, когда всплыло имя Палмера Лаки. Мужчина организовал сбор средств, представив проект Oculus Rift.
Сразу после релиза инженеры занялись разработкой усовершенствованной версии VR-шлемов. Тогда же стало ясно, что устройства виртуальной реальности вновь актуальны. В течение нескольких лет компании «Сони», «Леново» и другие придумывали собственные варианты использования ВР.
2013: Google Glass
Фирма «Гугл» сместила акцент в сторону дополненной действительности. Первое AR-устройство на базе 2-ядерного процессора анонсировали в 2013. Оно обеспечивало:
- сутки автономной работы;
- просмотр уведомлений сервисов «Гугла».
Версия «Гласс» предлагала смешанную реальность. Разработки очков велись до 2015 года, после чего компания сообщила о приостановке проекта.
2015: Microsoft Hololens
На смену Google Glass пришел шлем Hololens. За основу компания взяла процессор Intel Atom и технологии Kinect. Как и гугловские очки, устройство «Майкрософта» предлагало смешанную реальность. То есть, VR-изображения не контактировали с окружением.
Первая версия Hololens стоила 3 тыс. долларов. «Изюминкой» стала оптическая система. Линзы преломляют свет проектора, повышая качество изображения. К тому же очки не нужно подключать к телефону или ПК.
VR в смартфонах
В этой сфере отличился Google. Компания доказала, что виртуальная реальность становится доступным обычным пользователям. В 2014 был анонсирован самый дешевый в истории VR-шлем для смартфонов. Но сразу отметим, что корпус состоял из картона.
Прототип от Google стоил 15 долларов. Правда, покупали его неохотно. Как только геймеры разобрались с базовой технологией, в сети появились видео DIY и инструкции. Игроки самостоятельно делали шлемы ВР из картона или при помощи 3D-принтера.
Год спустя «Самсунг» анонсировал эксклюзив — очки Gear BR. Устройство предназначалось для телефонов линейки Samsung Galaxy. В разработке участвовали инженеры, ранее приложившие руку к Oculus. Цена — 100 долларов, что дешевле большинства аналогичных VR-шлемов.
Индустрия VR, AR и XR на сегодня
Последние годы технологии VR взяты в оборот и активно развиваются. Если раньше устройства забрасывались из-за недостаточного финансирования, то сейчас спрос пошел вверх. К тому же VR-шлем потихоньку перестает быть предметом роскоши.
Ключевые моменты в индустрии:
- 2012 — релиз Oculus;
- 2013 — выход на рынок Google Glass;
- 2014 — компания «Гугл» представила шлем виртуальной реальности из картона;
- 2015 — переход от виртуальной к смешанной реальности, продажа AR-гарнитур.
Выход Pokemon GO на смартфонах дал новый толчок к развитию VR. Игра могла дополнить изображение с камеры покемонами, что для большинства пользователей было в новинку. А в 2018 компания Magic Leap выпустила одноименные AR-очки.
Единственная проблема все та же — цена. Инвестиции в Virtual Reality редко окупаются. Ведь чем интереснее проект, тем выше его стоимость. Хотя в 2023 году приобрести VR-шлем стало на порядок проще, тем в 2012.
Современная гарнитура Apple Vision Pro — прорыв в технологиях
На фоне последних разработок выделяется Vision Pro от компании Apple. Гарнитура предполагает синтез VR-шлема и дополненной реальности. Старт продаж запланирован на 2024 год. Стоимость на этапе предзаказа — 300-500 тыс. рублей.
Анонс Vision Pro состоялся в начале июня 2023. В списке достоинств разработчики указывают:
- Смешанная реальность. Пользователь сам регулирует уровень погружения, что исключает дезориентацию в пространстве и укачивание.
- Контент. Разработчики адаптировали VR-шлем под большинство игр, а также полную интеграцию с сервисами и устройствами Apple.
- Усовершенствованная система управления. Компания отошла от идеи контроллеров, предложив пользователям управлять гарнитурой с помощью голоса и жестов. Датчики используют технологии, предугадывающие действия на основе движения глаз и зрачков.
- Применение. Версия Vision Pro обещает быть по-настоящему многофункциональной.
Виртуальная реальность больше не связана с мультяшной графикой. Современная гарнитура позволит создать детализованный аватар. К тому же в системе использованы мощные чипы с дисплеями 4K и разрешением минимум 23 Мп. Шлем без проблем подстраивается под зрение, а также другие особенности владельца.
