Historia VR - wiki Wirtualna Rzeczywistość - kompendium

Historia wirtualnej rzeczywistości jest długa i zawiła. Pierwsze informacje na jej temat pochodzą z pierwszej połowy ubiegłego stulecia. Wtedy, w roku 1935, pojawiła się książka science-fiction, zatytułowana Pygmalion's Spectacles, napisana przez Stanleya G. Weinbauma. Krótka opowieść przedstawia oparty na goglach system wirtualnej rzeczywistości, z holograficznym rejestratorem fikcyjnych doświadczeń, potrafiącym przetwarzać zapach i dotyk.

Na kolejne wzmianki oraz pomysły nie trzeba było szczególnie długo czekać. W latach 50. Minionego wieku pojawiła się bowiem praca (choć by to bardziej krótki artykuł) zatytułowana Experience Theatre. Jej autorem był słynny Morton Heilig, przez wielu uznawany za ojca i twórcę pierwszej prawdziwej wirtualnej rzeczywistości. W treści pracy czytamy o maszynie, która byłaby w stanie wpływać na wszystkie zmysły osoby, oglądającej prezentowany jej seans. Co ciekawe, w roku 1962 Heilig przygotował nawet prototyp swojego pomysłu, nazwany Sensorama. Nie był to komputer, bo takowe były wówczas trudno dostępne i ograniczone technologicznie, ale mechaniczne urządzenie. Podobno nadal jest ono w pełni sprawne.

Także w roku 1962 niejaki Douglas Engelbart wykorzystał ekrany komputerów do tego, aby zarówno nadawać, jak i odbierać informacje. Posłużyły one jako interfejs specjalnie przygotowanego urządzenia. Cztery lata później, w roku 1966, technologia wirtualnej rzeczywistości pojawiła się w armii. Wprowadził ją do niej Thomas A. Furness III, który chciał dać pilotom możliwość trenowania w bardziej bezpiecznych i niejako bezpłatnych warunkach. W ten oto sposób do amerykańskich sił powietrznych trafił system VR w formie symulatora lotu.

Mijają kolejne dwa lata, a w roku 1968 mężczyzna o imieniu Ivan Sutherland, z pomocą swojego studenta, Boba Sproulla, stworzył coś, co przez wielu uznawane jest za pierwszy sprzęt rozszerzonej oraz wirtualnej rzeczywistości. Mamy tu do czynienia z pierwszym HMD, czyli urządzeniem zakładanym na głowę użytkownika. Co ciekawe, sprzęt był tak ciężki, że skrót HMD do niego nieszczególnie pasował. Aby zakładający mógł z niego zrobić użytek, konstrukcja zawieszana była u sufitu. Oczywiście sama wirtualna rzeczywistość, wyświetlana w Mieczu Damoklesa (bo tak zwało się ustrojstwo) była mocno ograniczona i prymitywna.

Kolejnym ważnym dla wirtualnej rzeczywistości systemem było Aspen Movie Map, opracowane przez słynny uniwersytet MIT w 1977 roku. Program był bardzo prymitywną wirtualną reprezentacją miasta Aspen w stanie Kolorado. Jego użytkownik mógł poruszać się po ulicach w jednym z trzech trybów: lato, zima oraz poligony. Pierwsze dwa wygenerowane zostały za sprawą specjalnych fotografii, które przygotowali twórcy oprogramowania. Jeździli oni po mieście i robili zdjęcia wszystkich możliwych dróg, zarówno latem, jak i zimą. Trzeci tryb działania mapy oparty był na prostych trójwymiarowych modelach miasta.

Ciekawostką jest, że Aspen Movie Map nagrywane było przy pomocy czterech kamer filmowych, wykorzystujących żyroskopowy stabilizator, zamontowanych na poruszającym się po mieście samochodzie. Robienie ujęć było przygotowane tak, aby kamery włączały się co około 3 metry. Odległość była natomiast mierzona specjalnym optycznym sensorem, zamontowanym do koła roweru, ciągniętego za samochodem. Rozwiązanie mocno przypominało to zastosowane przez firmę Google do opracowania Google Maps.

Następnym istotnym krokiem w kierunku obecnej wirtualnej rzeczywistości było laboratorium założone przez firmę Atari w 1982 roku. Po dwóch latach przestało ono co prawda działać w wyniku kryzysu na rynku gier, niemniej jednak w jego szeregach pracowały takie osoby, jak Tom Zimmerman, Scott Fisher, Jaron Lanier oraz Brenda Laurel. Wszyscy zachowali swoje badania, a następnie mogli kontynuować prace nad sprzętem VR. Zimmerman oraz Lanier w rok po upadku laboratorium Atari założyli VPL Research, uznawane przez wielu za twórców wirtualnej rzeczywistości, jaką znamy dzisiaj.

VPL Research powstało w roku 1985 po tym, jak zarówno Lanier, jak i Zimmerman zwolnieni zostali z Atari. Założycielem zupełnie nowej firmy był Jaron Lanier, a w jej biurach udało się opracować m.in.:

• DataGlove
• EyePhone
• AudioSphere

Pierwszy z wymienionych gadżetów był rękawicą, z pomocą której dało się przenosić ruchy ręki jej użytkownika do wirtualnego świata. Rękawica trafiła do VPL Research za sprawą Zimmermana, który samodzielnie opracował jej prototyp, ale nie do końca potrafił przygotować oprogramowanie. Eye Phone było urządzeniem typu HMD, czyli czymś w rodzaju gogli, które dało się zakładać na głowę, aby przenosić się do wirtualnego świata. AudioSphere to natomiast sprzęt, potrafiący zamienić dźwięk stereo na przestrzenny, pozwalając tym samym na uzyskanie iluzji otaczającego nas fal audio. Sprzęt VPL Research korzystał z dwóch, opracowanych przez korporację technologii: Isaac (silnik graficzny) oraz Body Electric (język programowania).

Jako ciekawostkę wypada podać, że DataGlove, choć nigdy tak naprawdę się nie przyjęło, zostało wykorzystane przez firmę Mattel (wówczas producenta gier) do przygotowania akcesorium zwanego Power Glove. Nie zyskało ono jednak szczególnie dużego zainteresowania ze względu na niezbyt wygodne użytkowanie, mimo że cena, wynosząca $75, nie była jakoś wygórowana.

W miarę jak rozwijały się komputery, wirtualna technologia coraz mocniej zaczęła zerkać w ich kierunku. W rezultacie w roku 1990 niejaki Jonathan Waldern zademonstrował zupełnie nowy system wirtualnej rzeczywistości, nazwany „Virtuality”. Jego demonstracja miała miejsce podczas wystawy Computer Graphics 90, zorganizowanej w londyńskim Pałacu Alexandry. Przedstawiona przez Walderna maszyna była popularnym w tamtych czasach automatem salonowym, do którego podłączało się specjalne gogle, mające za zadanie wzmacniać doznania grającego.

Zestawy, tzw. pody, występowały w dwóch wersjach. W pierwszej gracz stał, a w drugiej siedział. W obu przypadkach mieliśmy do czynienia ze specjalnymi goglami, zwanymi Visette, zawierającymi dwa ekrany LCD o rozdzielczości 276x372 każdy. Do tego dochodziły jeszcze cztery głośniki oraz mikrofon. Sterowanie w podach odbywało się z pomocą specjalnych joysticków.

Pozostając przy latach 90., zaraz na ich początku w sklepach pojawiły się dwa czasopisma, CyberEdge oraz PCVR, zajmujące się przede wszystkim technologią wirtualnej rzeczywistości. Co istotne, nie było w nich recenzji ani prezentacji gotowych produktów, bo takimi zasadniczo nikt nie dysponował. Rozważania autorów, zajmujących się skrobaniem artykułów, były głównie teoretyczne. Komputery, które wówczas królowały na rynku posiadały bardzo ograniczoną moc obliczeniową, co uniemożliwiało przygotowanie sprzętu oraz oprogramowania, oferującego odpowiednio dużą imersję. Z tego powodu potencjalni konsumenci, nie przejawiali szczególnego zainteresowania VR. Spadło ono jeszcze bardziej gdy zaczęto popularyzować Internet. Wówczas VR skupiło się na sprzęcie medycznym i symulacyjnym, a także oprogramowaniu dla przemysłu samochodowego oraz wojskowego.

Mimo spadającego zainteresowania, w 1991 SEGA zapowiedziała, że przygotuje własny zestaw wirtualnej rzeczywiści, przeznaczony dla konsoli Mega Drive. Korzystał on z ekranów LCS, stereofonicznych słuchawek oraz sensorów, pozwalających na śledzenie ruchu głowy i odpowiednie reagowanie na nie.

Pierwotnie w przygotowaniu były dwie wersje urządzenia, jedna do salonów gier, a druga dla użytkowników, mających ochotę pograć w domu. Sega, mając znaczne fundusze po udanym debiucie Sega Genesis (znanym jako Mega Drive poza Północną Ameryką), postanowiła pójść krok dalej, zapowiadając konsolę, oferującą wirtualną rzeczywistość. W roku 1993 pokazano nawet pierwsze jej projekty, a premiera zapowiedziana została na jesień. Ze względu na problemy związane z opracowaniem odpowiednio sprawnie działającego zestawu, wersja domowa Sega VR nigdy nie wyszła z fazy prototypu. Szef korporacji, Tom Kalinske, przyznał, że największym problemem okazała się choroba lokomocyjna oraz problemy z bólem głowy, regularnie pojawiające się u osób zakładających HMD. Twierdzono ponadto, że efekt wirtualnej rzeczywistości był zbyt mocny, co mogło doprowadzić do licznych obrażeń podczas korzystania z zestawu – argument ten zdaje się być jednakowoż mocno naciągany.

Finalnie zrezygnowano z wersji „domowej”, salonowa trafiła zaś do konsumentów. Stało się to dokładnie w 1994 roku. Urządzenie nazwano Sega VR-1. Znaleźć można je było wyłącznie w salonach gier należących do sieci SegaWorld. Sprzęt był w stanie śledzić ruchy głowy oraz wyświetlać stereoskopową grafikę 3D. Napędzała go płyta główna Sega Model 1, generująca niestety dość przeciętną oprawę, co nie przyciągnęło zbyt szerokiego grona fanów.

Wracając jeszcze na chwilę do 1991 roku, czyli narodzin wielkich planów firmy Sega, właśnie wtedy na rynku pojawił się pierwszy masowo produkowany system VR. Został on wydany w wielu krajach, a składał się na niego zarówno zestaw gogli, jak i komplet rękawic. Koszt automatu był jednak dość zaporowy. Jedna maszyna kosztowała aż 73 tysiące dolarów. Była ona dziełem wspomnianego wcześniej Virtuality Group, założonego przez Jonathana Walderna. Już po cenie można z grubsza wywnioskować dlaczego zapotrzebowanie na produkt nie było szczególnie powalające.

Nadal pozostając w roku 1991, wypada wspomnieć o trójce pracowników Electronic Visualization Laboratory. Byli nimi Carolina Cruz-Neira, Daniel J. Sandin oraz Thomas A. DeFanti. Opracowali oni pierwsze pomieszczenie, w kształcie sześcianu, mające zastąpić gogle czy inne zestawy typu HMD. Twórcy rozwiązania postanowili odejść od tego, co próbowały osiągnąć konkurencyjne firmy, stawiając na coś w rodzaju hybrydy pomiędzy wirtualną i rozszerzoną rzeczywistością. Obrazy były bowiem wyświetlane w środowisku, w którym znajdowali się użytkownicy sprzętu. Poruszali się oni po projekcji wirtualnego świata, przebywając jednocześnie we własnym towarzystwie. Było to o tyle ciekawe, że niejako odpadał problem izolacji. Z drugiej strony, do działania sprzętu konieczne było sporo wolnej przestrzeni.

Rok 1991 to także bardzo ważny artykuł w ramach Computer Gaming World. Jego redakcja przewidywała bowiem, że do 1994 roku (mniej więcej czasu fiasko Sega VR) otrzymamy rozsądnie wyceniony sprzęt wirtualnej rzeczywistości. Jak wszyscy wiemy, nic takiego nie nastąpiło, ale mimo wszystko artykuł wzbudził spore zainteresowanie wśród jego czytelników. Jest testamentem tego, jak nieprzewidywalna jest branża rozrywkowa, a w szczególności ta polegająca na postępie technologicznym.

Rok po publikacji artykułu, w 1995, także sporo się działo. Najpierw Nintendo wydało Virtual Boy’a. Sprzęt trafił do Japonii 21 lipca, natomiast 15 sierpnia można było go znaleźć na amerykańskich półkach sklepowych. Niestety szybko został wycofany albowiem badania wskazały, że ma bardzo negatywny wpływ na osoby z niego korzystające, szczególnie jeśli odbywa się to przez dłuższy okres czasu. Nintendo nie miało wyjścia, z rewolucji zrezygnowało.

W tym samym roku pojawiła się demonstracja tzw. pomieszczenia immersyjnego, nazwanego Virtual Environment Theater. Za jego powstaniem stali przedsiębiorcy Chet Dagit oraz Bob Jacobson. W kolejnym roku ich system został zaprezentowany na targach sponsorowanych przez Netscape Communications. Uczestnicy imprezy mieli okazję zerknąć na pierwszy sprzęt VR, podłączony do internetu. Także w 1995 roku na rynku zadebiutował zestaw wirtualnej rzeczywistości VFX1, opracowany przez firmę Forte. Co ciekawe, korzystało z niego nawet kilka gier, m.in. Descent, Star Wars: Dark Forces, System Shock oraz Quake.

Prace nad VFX1 zaczęły się z początkiem 1990 roku. Gogle trafiły na rynek dopiero 5 lat później, a wycenione zostały na $599 i sprzedawane w licznych sklepach w Stanach Zjednoczonych. Mimo że nie zdobyły szczególnie dużej popularności, w roku 2000 do sklepów trafił ich następca, VFX3D, opracowany przez Interactive Imaging Systems. Oba urządzenia wpinało się do komputera, a na zestaw składał się hełm z dwoma wyświetlaczami LCD oraz regulowanymi soczewkami, zapewniającymi pole widzenia na poziomie 45 stopni. W hełm wbudowany był zestaw głośników, a także mikrofon. Ruchy grającego śledził natomiast wewnętrzny sensor, wykrywający trzy płaszczyzny zmiany położenia. Gadżet dysponował też specjalnym kontrolerem, umożliwiającym interakcję z oprogramowaniem.

Przez kolejne kilka lat w kwestii VR nie działo się nic ciekawego, co nie znaczy, że o technologii zapomniano. W roku 1999 przedsiębiorca Philip Rosedale stworzył firmę Linden Lab, której celem było przygotowanie sprzętu, umożliwiającego użytkownikom komputerów wejście do świata wirtualnej rzeczywistości, po którym dałoby się poruszać w 360 stopniach. Firma miała niestety znaczące problemy aby przygotować komercyjną wersję gadżetu zwanego kodowo „The Rig”. W formie prototypu był on bardzo niewygodny i prymitywny. Finalnie więc zmieniono koncepcję, stawiając na oprogramowanie. W ten sposób powstał trójwymiarowy świat, zwany Second Life.

W roku 2007 wirtualna rzeczywistość zaczęła nabierać rozpędu. Wówczas Google zaprezentowało Street View, specjalną usługę, dzięki której można było przeglądać panoramiczne ujęcia wielu ciekawych miejsc na świecie. Trzy lata później do Street View wprowadzono stereoskopowe 3D, a liczba dostępnych miejsc istotnie urosła. W ramach usługi można było odwiedzać praktycznie wszystkie największe miasta naszego globu. Jest ona rozwijana do dzisiaj, nie mając praktycznie konkurencji.

Zbliżając się powoli do obecnego renesansu VR, docieramy do roku 2010, kiedy niejaki Palmer Luckey opracowuje pierwszy prototyp urządzenia zwanego Rift, a nieco później zakłada firmę Oculus VR. Prototyp gadżetu powstaje na bazie innego zestawu VR, wyświetla jedynie dwuwymiarowe obrazki, ale mimo wszystko zostaje zauważony przez branżę gier wideo oraz producentów sprzętu komputerowego. Prototyp choć stosunkowo prymitywny, oferuje 90-stopniowe pole widzenia, wcześniej niedostępne w żadnym urządzeniu na rynku. Projekt został później wykorzystany do przygotowania kolejnych wersji gogli, aż do momentu debiutu finalnej.

Oculus to oczywiście nie jedyna firma, która postanawia wykorzystać rosnące zainteresowanie wirtualną rzeczywistością. Na tymże poletku ponownie pojawia się także niepoddające się Nintendo, które w biurze patentowym składa papiery związane z technologią, pozwalającą generować bardziej realistyczny obraz 3D na telewizorach 2D. Służyć ma do tego kamera śledząca położenie widza względem telewizora. Jeśli ten się poruszy, wszystko na ekranie także zmienia swoją orientację. Dla przykładu, patrząc na las, moglibyśmy ruszyć głową, aby zerknąć na kogoś stojącego za drzewem.

Wracając do Oculusa, w lipcu 2013 roku pojawia się informacja o Vendetta Online, opracowanym przez studio Guild Software MMORPG, mającym wesprzeć technologię pana Luckey. Byłaby to pierwsza gra tego typu, natywnie wykorzystująca konsumencką wersję gogli wirtualnej rzeczywistości. Rok 2013 to także moment, w którym na Oculus Rift zaczynają zerkać producenci sprzętu, starając się opracować rozwiązania, mające wspierać gadżet. Wśród najciekawszych konstrukcji wymienić można Virtuix Omni oraz Gloveone.

Pozostając w temacie Oculus VR, w dniu 25 marca 2014 roku Facebook kupuje firmę za 2 miliardy dolarów. Sony zapowiada w tym samym czasie własne gogle wirtualnej rzeczywistości, przeznaczone dla konsoli PlayStation 4. Gadżet nazwany został pierwotnie Project Morpheus, a następnie przechrzczono go na PlayStation VR. W tym samym roku Google zapowiada Cardboard, specjalny, samodzielnie przygotowywany przez użytkownika zestaw, pozwalający wykorzystać smartphony do obserwowania stereoskopowych obrazów.

Kilka miesięcy po wielkich zakupach Facebooka, we wrześniu 2014 roku, swoje plany dotyczące wirtualnej rzeczywistości ujawnia Samsung. Dowiadujemy się, że koreański potentat 9 lat wcześniej zakupił patent na HMD, z zamierzeniem umieszczenia w zestawie urządzenia mobilnego. Problemem była moc obliczeniowa dostępnych wówczas telefonów. Dopiero w 2013 po premierze Samsung Galaxy S4 uznano, że jednostka smartphona winna być w stanie uciągnąć VR. Stworzono specjalny dział, który, przy współpracy z firmą Oculus, zaczął rozwijać Gear VR. Wyniki wytężonych prac ujawniono, jak wspomniane powyżej, we wrześniu 2014 roku.

Jakby tego było mało, w lutym 2015 roku dowiadujemy się o partnerstwie firm HTC oraz Valve. Wynikiem tegoż są gogle zwane HTC Vive oraz specjalne kontrolery i sensory śledzące, Lighthouse. Mariaż zakłada, że pierwsza z wymienionych korporacji odpowiedzialna będzie za sprzęt, druga natomiast zajmie się odpowiednim systemem operacyjnym, a także pierwszymi grami oraz demami technologicznymi.

Skoro o prezentacjach mowa, warto wspomnieć, że w lipcu 2015 roku firma OnePlus wykorzystała technologię VR do zapowiedzi swojego nowego sprzętu, OnePlus 2. Specjalną demonstrację dało się oglądać przy pomocy aplikacji dostępnej w ramach Google Play, a następnie także na platformie YouTube. Do oglądania potrzebny był specjalny, samodzielnie składany zestaw stereoskopowy, OnePlus Cardboard, oparty na projekcie Google. Wydarzenie trwało 33 minuty. Oglądać dało się je w dowolnym miejscu świata.

Chociaż mobilna wirtualna rzeczywistość, to nie to samo co stacjonarna, dzień 27 listopada 2015 na pewno na długo pozostanie w pamięci fanów sprzętu firmy Samsung. Wtedy bowiem na rynku zadebiutowała konsumencka wersja Gear VR. Sprzęt można było kupić za $99, ale należało posiadać także odpowiedniego smartphona. W tym przypadku najlepszym rozwiązaniem miał być zapowiedziany kilka miesięcy wcześniej Samsung Galaxy S6.

Zbliżamy się już do obecnego stanu rzeczy, docierając do dnia 7 stycznia 2016 roku. Wtedy to firma Oculus VR zapowiada cenę oraz datę premiery Oculus Rift. Ku zaskoczeniu dość znacznej grupy potencjalnych konsumentów, koszt zakupu gogli oscyluje w granicach 699 euro (mniej więcej 3000 zł), a premiera, tutaj dobra wiadomość, ma odbyć się w marcu 2016 roku. Jeśli zastanawiacie się nad wysoką ceną, wyjaśnieniem jej zajął się sam założyciel firmy.

Nieco ponad miesiąc później, 22 lutego 2016 roku, światła reflektorów kierują się na firmę HTC, zapowiadającą cenę oraz datę premiery swojego własnego gadżetu VR, czyli Vive. Urządzenie opracowane przy kolaboracji z Valve ma zadebiutować w kwietniu, a potencjalni nabywcy wyłożyć muszą aż 799 euro, czyli około 3800 zł. Ponownie słychać zaskoczone głosy graczy i nie tylko.

Pewne pocieszenie, a przez wielu analityków uważane za nokaut konkurencji, nadchodzi 16 marca, podczas GDC 2016, kiedy Sony zapowiada datę premiery PlayStation VR, przy okazji ujawniając cenę. Termin debiutu ustalony zostaje na październik 2016 roku, natomiast cena oscylować ma w granicach 400 dolarów, w Polsce niespełna 1800 zł. Gadżet zdaje się być znacznie atrakcyjniej wyceniony, a ponadto, na pewno oferował będzie znaczną bibliotekę gier na start. Sony ma bowiem umowy z wieloma wydawcami i producentami oprogramowania.

Pamiętny dzień chwalebnego powrotu VR to  28 marca 2016 roku. Wtedy dochodzi bowiem do premiery Oculus Rift. Urządzenie debiutuje na rynku wraz ze sporą liczbą gier, wykorzystujących jego możliwości.