La realtà virtuale è la storia della formazione della realtà artificiale.

Le odierne tecnologie della realtà virtuale si basano su idee che risalgono al 1800, quasi all'inizio della fotografia pratica. Nel 1838 fu inventato il primo stereoscopio, che utilizzava doppi specchi per proiettare una singola immagine. Questo alla fine si sviluppò nel View-Master, brevettato nel 1939 e ancora in produzione oggi.

Tuttavia, il termine "realtà virtuale" è stato utilizzato per la prima volta a metà degli anni '1980 quando Jaron Lanier, fondatore di VPL Research, ha iniziato a progettare l'attrezzatura, inclusi occhiali e guanti, necessari per sperimentare quella che ha chiamato "realtà virtuale". "

1837 - il primo stereoscopio

Il capostipite di tutti gli occhiali stereoscopici, in particolare il Google Cardboard, può essere considerato un dispositivo sviluppato da Charles Winston nel 1837. Il principio del suo funzionamento è dolorosamente primitivo: due immagini piatte identiche sono collocate all'interno ad angoli diversi, per cui il cervello la percepisce come un'immagine tridimensionale.

1956 Sensorama

La macchina, che sembra un dispositivo medico per lo studio del fondo oculare, è in realtà uno dei primissimi display 3D al mondo. È stato progettato dal professor Morton Heilig ed è progettato per guardare video. Quindi, in effetti, lo sviluppo della realtà virtuale è iniziato negli anni '50 del secolo scorso.

In sostanza, il dispositivo veniva utilizzato dai parchi di divertimento, in quanto permetteva di vivere l'esperienza dell'immersione nel mondo virtuale, per esempio, per sentirsi come un motociclista che sfreccia per New York di notte, o per essere "nei panni" di un film carattere. Tali film, tra l'altro, erano già stati prodotti da aziende esclusivamente per il "sensorama". Oltre alla possibilità di proiettare video stereoscopici, il dispositivo disponeva di audio stereo, un generatore di corrente autonomo, un generatore di odori e persino un sedile che poteva vibrare in base a ciò che accadeva sullo "schermo".

1961 Headsight

Il dispositivo, sviluppato dagli ingegneri Philco, è diventato il primo prodotto di massa nel campo della realtà virtuale. Il casco è stato il primo auricolare stereoscopico o, come allora era consuetudine chiamare tali gadget, il primo "display montato sulla testa" (HMD).

Lo sviluppo ha rapidamente attirato l'interesse delle società di media e delle società di sicurezza. Grazie alla telecamera installata nel posto giusto, l'operatore nel casco poteva osservare cosa stava succedendo intorno a lei. E grazie alla presenza di un sistema di tracciamento magnetico, il casco ha trasmesso i dati del movimento della testa alla telecamera e ha cambiato l'angolo di visione in base alla rotazione della testa. In questo modo, i giornalisti militari potevano osservare ciò che accadeva nei punti caldi, ciò che viene chiamato "intorno a loro", senza la minima minaccia per la propria salute.

Voglio anche menzionare che il creatore di Sensorama, Morton Heilig, non si è limitato a un solo dispositivo e 4 anni dopo, cioè nel 1960, ha iniziato a sviluppare il proprio visore VR. Purtroppo, a causa della perdita di fiducia e interesse da parte degli investitori, il dispositivo non ha avuto il tempo di essere messo in vendita, ma fortunatamente è stato brevettato. Dai disegni risulta che l'auricolare prevedeva l'uso di obiettivi con un angolo di visione di 140 gradi, cuffie stereo e persino uno speciale ugello per simulare il vento e simulare gli odori, simile a Sensorama.

1968 - "Spada di Damocle"

Il sistema Sword of Damocles, o in russo - Sword of Damocles, è stato sviluppato dai dipendenti del Lincoln Laboratory presso il Massachusetts Institute of Technology. Il gadget aveva una caratteristica distintiva: gli sviluppatori insegnavano al dispositivo, oltre alla capacità di trasmettere un'immagine stereoscopica e alla funzione di tracciare il movimento nello spazio, anche di sovrapporre la computer grafica a una visione del mondo reale. Cioè, infatti, questo è il primo casco della famiglia della realtà aumentata.

Per coloro che potrebbero non conoscere le differenze di queste tecnologie, spiegherò: VR (realtà virtuale) è un'immersione completa di una persona in un ambiente simulato al computer e AR (realtà aumentata) è una tecnologia per combinare oggetti del virtuale mondo con quello reale. Esiste anche un tale termine MR (Mixed Reality). L'essenza di questa tecnologia è portare oggetti virtuali nel mondo reale, dove sarà impossibile distinguere un oggetto virtuale da uno reale. Poco dopo parleremo dei dispositivi MR in questo articolo.

Torniamo a Spada di Damocle. Un'implementazione simile della proiezione di oggetti 3D su obiettivi è stata eseguita utilizzando uno speciale programma per computer. Memorizzava molte immagini bidimensionali di un oggetto 3D da diverse angolazioni. Sono stati mostrati allo spettatore in una certa sequenza basata sulla posizione della testa.

Nel video, possiamo vedere una dimostrazione del lavoro dei punti usando come esempio un semplice cubo:

Come la maggior parte di questi dispositivi, la prima versione degli occhiali era ingombrante e non permetteva di muoversi liberamente nella stanza.

La seconda versione è diventata molto più compatta e leggera, poiché i sensori ad ultrasuoni hanno iniziato ad essere utilizzati come sensori per il tracciamento dei movimenti invece di quelli magnetici.

1980 Colpo d'occhio

Lo sviluppatore di questi occhiali, e forse il capostipite di tutta l'elettronica indossabile, può essere considerato uno scienziato e ingegnere canadese nel campo della tecnologia informatica, Steve Mann. Mentre era ancora uno studente della scuola, il giovane Steve è riuscito a assemblare il suo primo computer portatile per lavorare con le apparecchiature di ripresa, che funzionava sulla base del processore MOS Technology 6502. L'intero sistema poteva essere collocato in un solo zaino su un telaio metallico.

Il display è stato assemblato da un mirino a raggi catodici della fotocamera e aveva una risoluzione di 40 linee. Tutto questo era alimentato da batterie al piombo.

Da allora, Steve ha iniziato a migliorare l'elettronica indossabile, e ha guadagnato una vera fama grazie al progetto di occhiali per realtà aumentata, infatti, il suo sviluppo non è stato molto diverso dalla già citata Spada di Damocle, ma la cosa più importante sta nei dettagli. Mann è riuscito a sfruttare tutte le possibilità del divisore di raggio sulla telecamera del casco nel modo più efficace possibile, il che ha permesso di mostrare l'ambiente sia per l'utente medio attraverso il mirino sia per il sistema che lavora con la telecamera sul casco per sovrapporre oggetti virtuali sulla scena in tempo reale.

E oltre a questo, tutti i calcoli sono stati eseguiti da un computer indossabile riposto in uno zaino, così l'ingegnere ha potuto dimostrare che le tecnologie di realtà virtuale e aumentata non devono essere scomode e ingombranti.

Consiglio di guardare il suo TED Talk su questo argomento:

1984 - RB2, primi controller VR

Il primo dispositivo che permette di interagire con il mondo virtuale è stato introdotto nel 1984. Grazie alla presenza di appositi guanti, che fungono da controller, i due giocatori hanno potuto immergersi completamente nella realtà artificiale. Oltre all'osservazione, potrebbero interagire direttamente direttamente con gli oggetti del computer: spostarli, torcerli e capovolgerli, in generale, fare quasi qualsiasi cosa con ciò che sta accadendo sul display dell'auricolare EyePhone VR. Sfortunatamente, il dispositivo non ha guadagnato la dovuta popolarità a causa del suo costo, il prezzo di un set completo con tutti i controller era di $ 100, c'era anche un'opzione relativamente economica per $ 50.

1985 - "Sistema di visualizzazione dell'ambiente virtuale"

Un anno dopo, con il supporto della NASA, è stato rilasciato un casco VR, che in termini di caratteristiche non è molto inferiore nemmeno ai dispositivi moderni, e quindi non aveva eguali. Innanzitutto, il dispositivo sviluppato era destinato a scopi scientifici, poiché grazie ad esso era possibile esplorare visivamente le superfici dei pianeti e di altri corpi spaziali.

Il display del dispositivo era a cristalli liquidi e aveva una diottria con un ampio angolo di visione, grazie al quale la persona al suo interno aveva un'esperienza unica di trovarsi nel mondo virtuale.

1990 Virtualità

Uno dei primi sistemi VR per i giochi è stato presentato al mondo alla Computer Graphics nel 1990 da Jonathan Waldern. La prima variazione (ce n'erano due) era un casco familiare con due display LCD con una risoluzione di 276 × 372 per ciascun occhio.

La seconda opzione era letteralmente un'intera vera macchina arcade in cui il giocatore poteva interagire con il volante con un'auto da corsa virtuale, ed era impressionante. Nonostante il successo e la fama di Virtuality, le sue vendite non sono state impressionanti. Durante l'intera esistenza del sistema, sul mercato sono state vendute poco più di 50mila copie.

In termini di giochi, i titoli più popolari sono stati lo sparatutto Dactyl Nightmare e l'aero-sim VTOL.

1992 - CAVE (prima stanza di realtà virtuale)

Nel 1992, gli studenti dell'Università di Illion hanno presentato un prototipo di stanza, le cui pareti fungevano da schermi riflettenti per le immagini stereo proiettate su di esse. Per poter sentire l'effetto della presenza nella realtà virtuale, era necessario indossare occhiali speciali con uno stereoscopio. Come previsto, il sistema disponeva di un controller per l'interazione con oggetti VR e tecnologia per tracciare le mani e la testa dell'utente.

I sistemi CAVE sono ancora utilizzati da alcune aziende fino ad oggi. Fondamentalmente, queste aree sono legate alla progettazione, alla formazione e ai test di ergonomia. A differenza degli occhiali VR, le stanze di realtà virtuale offrono un'immersione di altissima qualità nel mondo digitale. In generale, sono soluzioni più serie e professionali in questo settore.

I vantaggi dei sistemi CAVE rispetto agli occhiali (HMD) sono una maggiore qualità dell'immagine, un ampio campo visivo, una bassa latenza di tracciamento, la capacità di vedere il proprio corpo e, di conseguenza, l'assenza di possibile perdita di coordinazione e cinetosi.

Ma nonostante tutti i loro meriti, tali sistemi non possono essere definiti sistemi domestici, poiché richiedono un grande investimento (il costo di tali sistemi può raggiungere diverse decine di migliaia di euro) per specifiche periferiche VR per il tracciamento. E hanno anche bisogno di un'ampia area appositamente designata per ospitare tutte le attrezzature, motivo per cui i caschi VR sono l'opzione migliore per esplorare gli spazi digitali per uso domestico.

1993 SEGAVR

Nel 1993, la nota azienda SEGA al CES (Consumer Electronics Show) ha annunciato la sua visione di un visore VR. Il dispositivo prototipo aveva altoparlanti stereo integrati, due schermi LCD e un prezzo di $ 200.

Nonostante un grande investimento nello sviluppo da parte di Sega, il dispositivo non ha mai raggiunto gli scaffali dei negozi. Secondo le dichiarazioni ufficiali, l'azienda è riuscita a raggiungere un incredibile livello di realismo nell'immagine proiettata. Pertanto, lo sviluppo e il rilascio del dispositivo dovevano essere ridotti, poiché la società temeva che ciò potesse avere un impatto negativo sulla visione del mondo degli utenti.

1995 Nintendo ragazzo virtuale

Nintendo, proprio come Sega, ha deciso di non farsi da parte e ha rilasciato una console a 32 bit: il Nintendo Virtual Boy. Inizialmente, si presumeva che l'auricolare avesse la capacità di tracciare il movimento della testa, l'audio stereo, ma sfortunatamente tutte queste funzioni non sono arrivate al rilascio e sugli scaffali dei negozi è apparsa una console VR, che ha uno schermo monocromatico che mostra solo gradazioni rosse . Per questo motivo, gli utenti hanno spesso notato un rapido affaticamento degli occhi e attacchi di vomito.

Il casco stesso era in realtà un desktop, poiché la sua ergonomia non ti permetteva di metterlo liberamente in testa, e questo chiaramente non aumentava la facilità d'uso.

C'erano catastroficamente pochi giochi per la console e tutti erano realizzati solo nei colori rosso e nero. Insieme al fatto che il set-top box costava $ 180, i consumatori se ne dimenticarono rapidamente. Sfortunatamente, Gunpei Yokoi, responsabile dello sviluppo della famigerata console Game Boy, è stato troppo veloce per decidere se il Virtual Boy fosse pronto per essere rilasciato sul mercato.

1999 - VirtuSphere

Il nome VirtuSphere parla da sé. Una sfera del diametro di tre metri doveva essere giocata con occhiali per realtà virtuale. Dopo essersi chiuso al suo interno, il giocatore poteva muoversi liberamente, poiché la sfera stessa si trovava su un'apposita piattaforma con ruote. Questo le ha permesso di girare in tutte le direzioni.

Questo livello di immersione nel mondo digitale ha impressionato gli investitori, ma, sfortunatamente, come la maggior parte di questi dispositivi, VirtuSphere non ha trovato il giusto ritorno e non ha ricevuto il giusto livello di finanziamento. I creatori sono riusciti a vendere in tempo le ultime copie del loro lavoro a musei e basi militari, motivo per cui sono comunque riusciti a non andare in rosso.

Successivamente sono stati presentati molti altri progetti di diverse aziende, ma tutti insieme non erano redditizi e tutta l'attenzione di sviluppatori e consumatori è stata spostata su Internet, che stava guadagnando popolarità. Perché c'è stato un periodo di calma nel campo delle tecnologie di realtà virtuale e aumentata fino al 2012.

2012 - Occhio VR

Se non fosse stato per il rapido sviluppo delle piattaforme di crowdfunding durante quel periodo di tempo, forse non solo non conoscevamo un appassionato come Palmer Lucky con la sua visione della moderna realtà virtuale, ma avremmo potuto dimenticarci completamente di tale tecnologia.

Fortunatamente, questo non è accaduto. Esattamente sei anni fa, Palmer ha creato il programma di raccolta fondi di maggior successo della storia. Il suo progetto ha raccolto quasi 2,5 milioni di dollari da 10 utenti della piattaforma, consentendo lo sviluppo di caschi di marca per diversi anni a venire.

Dopo il rilascio di Oculus Rift DK1, l'azienda ha subito iniziato a sviluppare la prossima generazione di occhiali, dotandoli di uno schermo molto migliore e di un design ergonomico. Il successo della seconda generazione ha generato un crescente interesse per i visori VR da parte di sviluppatori e investitori.

Nel 2015, Facebook ha acquistato la società di Palmer Lucky per $ 2 miliardi, che ha fornito a Oculus solo il futuro e la libertà finanziaria per sviluppare un complesso hardware e software proprietario e ha confermato l'importanza delle tecnologie VR in futuro.

Successivamente, le loro versioni di occhiali VR sono state presentate da aziende come Lenovo, HTC e Sony per la console Playstation di marca. Ora parliamo un po' di visori per realtà aumentata e mista.

2013 - Google Glass

Poco prima di Microsoft, nel febbraio 2013, Google ha introdotto i propri occhiali per la realtà aumentata. Secondo gli ingegneri, i test degli occhiali sono iniziati un anno prima del rilascio e lo sviluppo arriva anche prima.

Il dispositivo è stato controllato tramite comandi vocali o tramite un pannello a sfioramento situato sul lato destro degli occhiali. Le prime versioni del dispositivo avevano a bordo un processore dual-core Cortex A9 con una frequenza di 1,2 GHz prodotto da Texas Instruments, 2 GB di RAM, Wi-Fi, Bluetooth e un ricevitore GPS, un accelerometro, una memoria permanente da 16 GB unità, una fotocamera da 5 megapixel e altro ancora un display del proiettore con una risoluzione di 640 × 360 pixel e persino una batteria che fornisce un'intera giornata di autonomia con un uso moderato.

A differenza di Hololens, il display Glass occupava solo il lato superiore destro e, funzionalmente, gli occhiali potevano mostrare solo notifiche e schede Google Now, che potevano essere configurate nell'applicazione client per occhiali su uno smartphone o tramite un servizio web. Il dispositivo non disponeva di un sensore di profondità, quindi non poteva scansionare lo spazio intorno all'utente e, di conseguenza, non poteva posizionare oggetti digitali nel mondo reale. Questa è la differenza tra occhiali per realtà aumentata e mista, poiché Glass non poteva utilizzare l'ambiente come spazio di lavoro, a differenza di Hololens.

Successivamente è stato introdotto un modello di occhiali aggiornato, con il doppio della quantità di RAM e un negozio di applicazioni di marca.

Nel 2015, l'azienda ha annunciato il congelamento della produzione di occhiali, nonché il ritiro dello sviluppo del progetto dalle mura del laboratorio di Google X.

2015 - Microsoft Hololens

Uno dei primissimi caschi di realtà mista di successo può essere considerato Microsoft Hololens, presentato alla stampa nel gennaio 2015.

La tecnologia pre-dispositivo è Kinect, che è stata rilasciata per la console Xbox 360. Pertanto, tra l'intero team di sviluppo di HoloLens, c'è un numero enorme di coloro che lavoravano su Xbox e Kinect. Il primo lotto di dispositivi è stato messo in vendita il 16 marzo 2016 per sviluppatori esclusivamente per Stati Uniti e Canada con un prezzo di $ 3. A causa del fatto che il prodotto non è stato prodotto in serie, la società ha rifiutato i servizi dei fornitori ed è stata impegnati nella loro produzione in modo indipendente, in una fabbrica personale negli Stati Uniti. Successivamente è diventato possibile acquistare nel Regno Unito, Francia, Nuova Zelanda, Australia e Germania.

All'interno del dispositivo, siamo riusciti a posizionare una scheda madre su cui è presente un processore Intel Atom x32 a 5 bit, un chip proprietario separato responsabile dell'elaborazione degli ologrammi - Microsoft: Holographic Processing Unit, RAM e unità di memoria flash, un processore grafico e Wi- Moduli Fi, bluetooth. Anche sulla custodia c'era un posto per le telecamere che scansionano lo spazio con un angolo di visione di 120 gradi e un sistema di altoparlanti.

Soprattutto, il dispositivo è stato colpito dal sistema ottico per la proiezione delle immagini sugli obiettivi. Le lenti hanno speciali microcelle su di esse, che a loro volta rifrangono i fotoni emessi da uno speciale proiettore "light engine". In parole povere, i raggi di luce che emanano si muovono ad alta velocità tra gli strati di lenti, il che consente di produrre grafica di alta qualità.

La prossima differenza tra Hololens e tutti i display HMD è che non richiedono la connessione a un computer o smartphone per funzionare, a differenza dello stesso Oculus Rift o HTC Vive, poiché gli occhiali hanno un blocco speciale per il calcolo e un 16 500 mAh, fornendo 2 -3 ore di autonomia continua della batteria.

VR negli smartphone

Vale la pena ricordare la sensazione di Google. Nel 2014, l'azienda ha mostrato il casco VR per smartphone più economico con un involucro di cartone. Il dispositivo era destinato a coloro che vogliono solo conoscere il mondo della realtà digitale. Il suo costo era di circa $ 10-20. Successivamente sono apparse istruzioni in cui gli stessi artigiani, o con l'aiuto di stampanti 3D, realizzavano dispositivi simili per smartphone.

Nel 2015, Samsung ha introdotto un auricolare esclusivo per la sua linea di dispositivi Samsung Galaxy: Gear VR, sviluppato in collaborazione con i suddetti maestri del settore: Oculus. Il suo costo era di circa $ 100.

Quindi, ho la sensazione che le tecnologie di realtà virtuale, aumentata e mista saranno sempre più strettamente integrate nelle nostre vite ogni anno, grazie all'hardware in rapido sviluppo degli smartphone.

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Le moderne apparecchiature per la realtà virtuale sono in debito con gli inventori pionieri degli ultimi sei decenni, che hanno aperto la strada a dispositivi a basso costo e di alta qualità prontamente disponibili. Assicurati di visitare i simulatori di volo VR al Franklin Institute per vivere l'ambiente virtuale in prima persona!