Za prekursora wirtualnej rzeczywistości uznawany jest Myron W. Krueger, który w 1969 roku na Uniwersytecie Wisconsin-Madison przy współpracy z Jerrym Erdmanem ,
Richardem Venezkym
i Danem Sandinem stworzył instalację o nazwie “Glowflow”. Było to ciemne pomieszczenie, na ścianach którego umieszczono cztery przezroczyste rury, przez które wpompowywane były fluorescencyjne cząsteczki zmieniające kolor. Za doznania dźwiękowe odpowiadał legendarny syntezator Mooga, jeden z pierwszych instrumentów elektronicznych. Twórca “Glowflow” kontynuował prace nad swoimi instalacjami, wzbogacając je o kolejne elementy znane z późniejszych systemów VR, takie jak hełmy i wirtualne rękawice. Oprócz Kruegera w latach 60. wirtualną rzeczywistością interesowało się jeszcze dwóch wynalazców, którzy przeszli do historii.
Ivan Sutherland
w 1968 roku stworzył pierwszy, zakładany na głowę wyświetlacz VR o nazwie Miecz Damoklesa. Jakość generowanej grafiki była bardzo prymitywna, a samo urządzenie tak ciężkie, że musiało być przymocowane na stałe do sufi tu. Jeśli jednak porównamy wygląd Damoklesa z wyglądem dzisiejszych gogli VR, podobieństwo jest uderzające. Z prac Sutherlanda skorzystała m.in. firma Bell Helicopters, która wyposażyła swoje śmigłowce w zakładany na głowę pilota wyświetlacz, przekazujący obraz z kamery na podczerwień zamontowanej na spodzie maszyny. Opisana technologia była
pierwowzorem rzeczywistości rozszerzonej
(augmented reality).
Kolejną ważną postacią dla rozwoju wirtualnej rzeczywistości jest Thomas A. Furness III, który w bazie Amerykańskich Sił Powietrznych Wright-Patterson w Ohio opracował nową generację wojskowych symulatorów lotu. W 1982 roku Furness zaprezentował symulator lotu o nazwie Visually Coupled Airborne Systems Simulator, znany bardziej jako hełm Dartha Vadera. Był to początek programu Super Cockpit, którym Furness zajmował się do 1989 roku. Super Cockpit był interfejsem opartym na wirtualnej rzeczywistości, który wyświetlał w czasie rzeczywistym takie informacje jak: trójwymiarowe mapy terenowe, obraz z kamery na podczerwień, odczyty radaru oraz bieżące odczyty z instrumentów pokładowych. Podobne symulatory opracowano również w NASA i w British Aerospace (dzisiejsze BAE Systems).
Nieudany debiut na rynku konsumenckim
Jeśli chodzi o rynek konsumencki, wirtualna rzeczywistość pojawiła się na nim dopiero w latach 90. Pierwszym zestawem, który trafi ł do masowej produkcji, był Virtuality, stworzony przez brytyjską firmę W Industries (zmieniła ona potem nazwę na
Virtuality Group
) – jej założycielem był Jonathan Waldern. System Virtuality sprzedawany był w dwóch wersjach, różniących się pozycją użytkownika – stojącą i siedzącą – oraz kontrolerami. Do stojącej wersji urządzenia dołączony był pierścień mieszczony na wysokości pasa użytkownika, który emitował sygnał elektromagnetyczny, odbierany przez joystick trzymany w ręce. Kontroler został opracowany przez firmę Polhemus i pozwalał na trójwymiarowe sterowanie w grach. Wersja “siedząca” wyposażona była w drążek lotniczy, kierownicę i zwykły joystick oraz tworzona była z myślą o symulatorach pojazdów. Dołączany do Virtuality hełm “Visette”, odpowiedzialny za wyświetlanie obrazu, zaopatrzony został w dwa wyświetlacze LCD o rozdzielczości 276×372 piksele, po jednym na każde oko. Pierwsza generacja Virtuality, nazwana serią 1000, powstała w 1991 roku i podłączona była do Amigi 3000. Seria 2000 współpracowała już z pecetem wyposażonym w procesor Intel 486 i procesor graficzny Motorola 88110. Niestety, Virtuality było po prostu za drogie. Pojedynczy zestaw kosztował 65 tysięcy dolarów, przez co Virtuality Group dość szybko zaczęło brakować pieniędzy i Waldern zmuszony był pożegnać się z przedsiębiorstwem. Oprócz niego w tamtych latach z wirtualną rzeczywistością próbowały eksperymentować również inne firmy: Sega, która w 1991 zaprezentowała swój hełm Sega VR przeznaczony do automatów do grania, Nintendo ze swoją konsolą Virtual Boy czy Forte Technologies, która zaprezentowała prawdopodobnie najlepsze urządzenie w tamtych czasach. Chodzi o VFX-1, którego ekrany wyświetlały obraz w 256 kolorach i rozdzielczości 263×230 pikseli. Urządzenie było jednak ciężkie, cechowało się słabymi kątami widzenia i niską częstotliwością odświeżania obrazu.
Generalnie, ówczesne sprzęty za nic miały wygodę ich użytkowników. Virtual Boy od Nintendo miał wbudowany automatycznym systemem zatrzymywania gier co 30 minut – po to, żeby gracz mógł trochę odpocząć i uporać się z nudnościami często występującymi podczas korzystania z urządzenia. W latach 90. nie dysponowaliśmy jeszcze odpowiednią technologią, żeby zaoferować przeciętnemu Kowalskiemu wygodny zestaw VR w przystępnej cenie. Marzenia o nieskończonych wirtualnych światach i ich użytkownikach ograniczonych tylko przez swoją wyobraźnię, którymi karmili nas tacy pisarze jak Gibson, Lem czy Dick, musiały poczekać na lepsze czasy.
Te czasy właśnie nadeszły
Wiele wskazuje na to, że w przyszłym roku nasze oczekiwanie dobiegnie końca. Kolejna era wirtualnej rzeczywistości zaczęła się w 2012 roku, kiedy to Palmer Luckey po przetestowaniu większości zestawów i hełmów VR opisanych powyżej doszedł do wniosku, że może stworzyć o wiele lepsze urządzenie, na które stać byłoby większość graczy. Czego potrzeba, żeby zbudować dobre urządzenie do wyświetlania rzeczywistości wirtualnej? Wysokiej jakości ekranu, który można by umieścić kilka centymetrów przed oczami użytkownika, i wysoce responsywnych czujników ruchu, które rejestrowałyby nawet najmniejszą zmianę położenia jego głowy.
Oba elementy rozwijane są przez producentów sprzętu mobilnego
, którzy w 2012 roku sprzedali 722 miliony smartfonów i 128 milionów tabletów. Jeśli do rachunku dodamy jeszcze liczbę sprzedanych komputerów przenośnych, otrzymamy ponad miliard mobilnych urządzeń. Nie musząc martwić się o części, Luckey zabrał się do budowy prototypu urządzenia, które nazwał Oculus Rift. Pierwsza wersja urządzenia została zaopatrzona w ekran o przekątnej długości 5,6 cala i czujniki ruchu produkcji Hillcrest Labs o częstotliwości odświeżania 125 Hz – Oculus reagował na obracanie głowy użytkownika, jednak nie oferował śledzenia położenia głowy w przestrzeni. Mówiąc prościej: schylanie się czy wychylanie nie miało żadnego wpływu na wyświetlany przez gogle obraz.
Taka “prowizorka” wystarczyła Luckeyowi do zebrania funduszy na dalszy rozwój urządzenia. Zamiast szukać pieniędzy u bogatych inwestorów lub zapożyczać się w jednym z banków, Luckey zrobił to, co zrobiłaby większość genialnych dwudziestolatków urodzonych w erze Internetu. Wystartował z kampanią na Kickstarterze. Zamiast planowanych 250 tysięcy dolarów Oculus Rift zebrał prawie dziesięciokrotnie więcej:
2 437 429 dolarów
. Projekt okazał się na tyle popularny, że Luckey postanowił wprowadzić planowane poprawki o wiele wcześniej, niż zamierzał. W rezultacie w pierwszej wersji Oculus Rift DK1 przeznaczonej dla deweloperów, którą dostawał każdy, kto poprzez Kickstartera wpłacił 300 dol. lub więcej, 5,6-calowy wyświetlacz szybko zmieniono na 7-calowy, a czujniki Hillcrest Labs otrzymały aktualizację oprogramowania, dzięki której dwukrotnie zwiększono ich częstotliwość odświeżania. Była to co prawda wczesna wersja stworzona z myślą o twórcach oprogramowania, którym Luckey chciał dać dostatecznie dużo czasu na stworzenie programów i gier współpracujących z Oculusem, jednak urządzenie cieszyło się i tak ogromną popularnością:
60 tysięcy sprzedanych egzemplarzy DK1
to całkiem niezły wynik jak na sprzęt, na którym można było uruchomić kilka pokazowych aplikacji i jedną grę. Tą grą był Doom 3 w wersji BFG Edition. Jej twórca John Carmack od jakiegoś czasu rozglądał się za najbardziej obiecującymi projektami z dziedziny wirtualnej rzeczywistości. Oculus Rift był dokładnie tym, czego szukał legendarny programista takich tytułów, jak Doom, Wolfenstein czy Quake. Oculus spodobał się Carmackowi do tego stopnia, że w sierpniu 2013 roku dołączył do Oculus VR, gdzie objął stanowisko głównego technologa fi rmy (CTO).
Dziewięć miesięcy później, w marcu 2014 roku, podczas imprezy Game Developers Conference, na którą do San Francisco zjeżdżają co roku wszyscy liczący się twórcy gier komputerowych, Oculus zaprezentował udoskonaloną wersję swoich gogli:
Oculus Rift DK2
. Co się zmieniło? Czujniki ruchu i rozdzielczość. Układ w DK2 obsługuje bowiem
sześć stopni swobody
(ang. 6 DOF – Degree Of Freedom), czyli jednocześnie dostarcza informacji zarówno o pozycji, jak i położeniu głowy użytkownika względem kamery. Zamontowano też nowy ekran AMOLED z matrycą PenTile produkcji firmy Samsung, dzięki czemu zwiększono rozdzielczość wyświetlanego obrazu do 960×1080 pikseli dla każdego oka. Ten sam wyświetlacz stosowany jest w Samsungu Galaxy Note 3 i o ile gęstość wyświetlanych pikseli, która wynosi 336 ppi, całkiem nieźle sprawdza się na tym phablecie, o tyle w DK2, gdzie obraz wyświetlany jest w odległości kilku centymetrów od oczu użytkownika, wartość ta okazuje się zbyt mała, aby w pełni pozbyć się efektu siatkowych drzwi. Do 75 Hz zwiększono częstotliwość wyświetlania obrazu. Firma Oculus VR ogłosiła, że wersja finalna będzie jeszcze lepsza, po czym… zmieniła właściciela.
Technologia VR wkracza do pierwszej ligi
25 marca 2014 roku, tuż po GDC, Luckey sprzedał swoje dziecko Markowi Zuckerbergowi, właścicielowi Facebooka. Transakcja opiewała na kwotę ponad 2 miliardów dolarów i wywołała ogromne oburzenie wśród osób, które wsparły Oculusa na Kickstarterze i które poczuły się oszukane, że projekt ufundowany za ich pieniądze został ot tak sprzedany. Facebook widzi w Oculusie o wiele więcej niż urządzenie do gier komputerowych. Pod koniec stycznia 2015 roku gigant społecznościowy ogłosił powstanie wewnętrznego studia filmowego Oculus Story Studio, które zajmie się produkcją 360-stopniowych filmów przeznaczonych dla konsumenckiej wersji Oculus Rift. Moloch pokłada też wielkie nadzieje w goglach VR, jeśli chodzi o rozwój mediów społecznościowych.
W wirtualną rzeczywistość uwierzyli również inni duzi gracze. Samsung nawiązał współpracę z Oculus VR, dzięki której w zamian za dostęp do swoich prototypowych wyświetlaczy OLED uzyskał od Oculusa wczesną wersję ich mobilnego pakietu programistycznego oraz pomoc w zaprojektowaniu interfejsu użytkownika dla swoich urządzeń mobilnych. Współpraca układa się na tyle dobrze, że w grudniu 2014 premierę miały gogle Samsunga o nazwie Gear VR. Mobilny gadżet nie dysponuje własnymi wyświetlaczami ani jednostką obliczeniową. To wszystko ma Samsung Galaxy Note 4 i Galaxy S6 (w tym również model Edge), jedyne kompatybilne obecnie urządzenia z Gear VR (już wkrótce jednak to się zmieni). Jakość wyświetlanego obrazu w Gear VR nie jest idealna, jednak już teraz robi ogromne wrażenie. Google zaprezentował o wiele tańsze rozwiązanie, które każdy może wykonać własnoręcznie.
Google Cardboard
to, jak sama nazwa wskazuje, gogle zrobione z kartonu, które współpracują teoretycznie z każdym smartfonem działającym pod kontrolą Androida w wersji 4.2 lub nowszej. Dla leniwych pozostaje opcja zakupu gotowych kartonowych gogli, dostępnych w większości portali aukcyjnych.
Sony miało jeszcze większe ambicje. Opracowywany przez Japończyków “Projekt Morfeusz”, który zmienił ostatnio nazwę na Playstation VR zapowiadany był jako zestaw, który ma przewyższać technologicznie wszystkie zestawy VR, łącznie z Oculusem. Sony chciało początkowo, aby ich urządzenie rejestrowało i analizowało aktywność fal mózgowych użytkownika, jego tętno, temperaturę ciała, ruchy gałkami ocznymi czy pocenie się. Wszystko to brzmiało bardzo ambitnie, szczególnie jeśli weźmiemy pod uwagę, że Sony planuje wypuścić Morfeusza jeszcze w tym roku. Wiemy już, że
większość zapowiadanych funkcji nie pojawi się w Playstation VR
. Szkoda.
Nie obejdzie się bez kłopotów
W przypadku Oculusa może zaistnieć podobny problem. Konsumencka wersja Oculus Rift może okazać się zbyt wymagająca dla większośći kart graficznych montowanych w pecetach. Możliwości Oculusa Crescent Bay, który ma być ostatnią wersją urządzenia poprzedzającą wersję konsumencką, prezentowane były na komputerach z najmocniejszymi kartami Nvidii i ośmiordzeniowymi procesorami Intela Core-i7. Jak określił to sam wiceprezes Oculus VR, Nate Mitchell, Crescent Bay prezentowany był na “najdroższych pecetach do grania, jakie można było kupić”. Jeśli sprzęt umożliwiający bezproblemowe korzystanie z konsumenckiej wersji Oculusa okaże się zbyt drogi, możemy zapomnieć o jakiejkolwiek rewolucji. Obecnie oficjalne wymagania konsumenckiej wersji Oculusa nie są aż tak przerażające, jednak i tak komputer złożony z myślą o VR nie będzie tani.
Kolejny kłopot stanowi kwestia kontrolerów przystosowanych do wirtualnej rzeczywistości. Gracze z pewnością na początku zadowolą się sterowaniem myszką, klawiaturą, padem czy joystickiem, jednak żadne z tych urządzeń nie wydaje się optymalnym wyjściem. Aby osiągnąć pełną swobodę poruszania się w wirtualnym świecie, zachowując przy tym maksymalny poziom immersji, użytkownik Oculusa lub innego zestawu VR będzie musiał dodatkowo zaopatrzyć się w wielokierunkową bieżnię. Pozostaje jeszcze kwestia sterowania rękami. Na szczęście na rynku istnieją już gotowe i sprawdzone rozwiązania:
Microsoft Kinect
czy Leap Motion powinny bez problemu poradzić sobie ze śledzeniem dokładnej pozycji naszych rąk. Do tego dochodzą kontrolery zapowiadane przez HTC i
Oculusa
– ten pierwszy będzie miał premierę razem z goglami HTC Vive. Nierozwiązana na razie pozostaje kwestia oszukania pozostałych zmysłów: smaku, dotyku, węchu i odczuwania temperatury. Być może niektóre z tych barier znikną dopiero po bezpośrednim połączeniu komputera z naszym mózgiem. Jeśli tak będzie, to odczuwanie bólu możemy sobie chyba odpuścić.
I chociaż nie znamy dokładnej daty premiery konsumenckiej wersji Oculus Rift (wiemy tylko, że pojawi się w pierwszym kwartale 2016r), a niektóre problemy dotyczące technologii VR nadal pozostają nierozwiązane, już teraz możemy stwierdzić, że wirtualna rzeczywistość jest bardziej popularna niż kiedykolwiek. Z obu wersji przeznaczonych dla deweloperów korzystają tysiące graczy na całym świecie. Producenci pecetowych gier, a szczególnie twórcy symulatorów wszelkiego rodzaju pojazdów za punkt honoru stawiają sobie dodanie wsparcia dla Oculusa w swojej grze.
VR to więcej niż gry i rozrywka
Sprzętem zainteresowało się również wojsko.
Norweska armia
postanowiła sprawdzić, jak w praktyce zadziałałby Oculus Rift DK1 podłączony do peceta zbierającego dane z kamer wideo zamontowanych na zewnątrz czołgu. Rozdzielczość pierwszej wersji urządzenia nie nadaje się na rynek konsumencki, ale doskonale sprawdza się w armii. Jeden z żołnierzy dodał nawet, że wrażenie przypomina sterowanie pojazdem w grze Battlefield. Kierowca w naturalny sposób otrzymuje podgląd na drogę i nie musi ryzykować życiem, wystawiając głowę na zewnątrz. Z kolei Amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych w Obszarze Obronności (
DARPA
) w ramach “Projektu X” testuje Oculusa w charakterze wyposażenia wojskowych hakerów. Według tamtejszych ekspertów informacje wyświetlane w trzech wymiarach są znacznie szybciej rejestrowane przez umysł człowieka. Cyberwojna polega na ataku sieci komputerowych wrogiego państwa – DARPA twierdzi, że podczas tego typu działań liczy się każda sekunda.
Czas odgrywa też ważną rolę przy transakcjach giełdowych. Z takiego założenia przynajmniej wyszła firma Bloomberg L.P, która zajmuje się m.in. sprzedażą terminali dla maklerów giełdowych, i zaprezentowała prototyp swojego terminalu VR (a właściwie: zaprezentowała mock-up). Taki terminal oferowałby użytkownikowi nieskończenie wiele ekranów, z których każdy wyświetlałby wybrane dane fi nansowe, odświeżane rzecz jasna w czasie rzeczywistym.
Wirtualną rzeczywistością interesują się również inne branże. Polska firma Immersion, założona przez Piotra Baczyńskiego, już teraz zarabia na tworzeniu wirtualnych wizualizacji dla przedsiębiorstw z branży hotelarskiej, deweloperów mieszkań czy… producentów wykładzin biurowych. Dzięki wirtualnej rzeczywistości użytkownik może przespacerować się na przykład po hotelu, w którym planuje spędzić urlop, sprawdzić, jak wygląda basen, sala konferencyjna czy pokój, który chce zarezerwować. Kwestią czasu jest powstanie firm oferujących wirtualne wakacje w dowolnym zakątku Ziemi. Zresztą dlaczego mielibyśmy ograniczać się do jednej planety?
Wraz z rosnącymi możliwościami technologii będziemy musieli zmierzyć się z zagadnieniami filozoficznymi. Autorzy, tacy jak ojciec gatunku cyberpunk William Gibson, Philip K. Dick, Stanisław Lem czy Marcin Przybyłek, chociaż różnili się, jeśli chodzi o wizje wirtualnej rzeczywistości, przyjęli zgodnie, że świat wirtualny stanie się w przyszłości o wiele bardziej atrakcyjnym miejscem niż otaczająca nas rzeczywistość.
Tam nie ma tam — jak pisał Gibson. Jeśli w przyszłości uda nam się uzyskać 100-procentową immersję, niektórzy z nas wracać będą do prawdziwego świata tylko z przymusu albo ze względu na swoje obowiązki. No chyba że nie trzeba będzie wracać wcale. Ciekawe, czy wtedy spełni się teza postawiona przez Wachowskich – o tym, że ludzie nie potrafi ą żyć w idealnym świecie.