虚拟现实先驱自18世纪起推动行业发展，由于当时的技术限制，许多雄心勃勃的项目在 20 世纪 80~90 年代失败了。其他人则完全不自量力，或者用空洞的承诺和误导性的营销让虚拟现实爱好者大失所望。
SDI将向您介绍虚拟现实的先驱们是如何彻底改变娱乐行业的。从 18 世纪开始，虚拟现实的先驱们就做出了伟大的成就。在 20 世纪 80 年代，游戏机制造商在虚拟世界中惨败。最后，我们将看到虚拟现实如何在 2010 年代最终进入消费市场。
1788年：全景剧院改变了娱乐行业
爱尔兰画家罗伯特·巴克于1788年展出首幅圆形画作，1792年在伦敦为其取名“全景图”。他创造了一个360度圆形展览“全景”，通过长100米、高15米的屏幕和凸起平台，让观众仿佛置身画中。巴克擅长风景和城市画，其子亨利继承了他的技艺。全景电影虽一度成功，但因需旋转观看易使观众不适，逐渐失去人气，最终随着电影院的兴起而淡出。
物理学家查尔斯·惠斯通爵士痴迷于空间视觉，并自证双眼感知的三维物体论点。他设计了一个立体镜装置，包含两面45度角安装的镜子，每侧贴上略有差异的图片。观看者通过装置，每只眼睛看到不同图像，形成立体效果。
1849年，大卫·布鲁斯特爵士改进了立体镜，制成便携盒子，可通过双镜头观看。1851年，他在万国博览会上展示，受到女王喜爱，并普及至家庭。19世纪后半叶，巴黎拍摄了一系列高质量的立体镜照片。20世纪20年代，立体镜产业全球盛行，人们热衷通过它窥探新世界，异国风情和灾难图像成为热门收藏。然而，立体镜也因其被用于制作色情图像而引发争议。
1929：Link Trainer - Blue Box 的飞行模拟
20世纪初，莱特兄弟成功飞行后，天空成为了人类探索的领域。但飞行并不简单，所以飞行模拟器应运而生。1929年，爱德华·林克彻底改进了飞行模拟器，即“Link Trainer”，模拟低能见度下的仪表飞行。最初，这些模拟器多用于娱乐，但1934年的一次航空事故促使军队开始重视。随着二战的爆发，Link的模拟器成为了美国飞行学校的标准设备。
书中的虚拟现实——虚拟世界的第一个故事
许多科技成果源于想象，包括虚拟现实。1857年，泰奥菲尔·戈蒂埃在《阿凡达》中提及身体交换，描绘人物通过意识交换体验不同生活。1935年，斯坦利·G·温鲍姆在《皮格马利翁的眼镜》中描述了VR头显的原理，让人们进入互动的虚构世界，实现感官交互。
VR尚处于起步阶段：未来的电影院和世界上第一个VR头戴设备
莫顿·海利格，被誉为“虚拟现实之父”，于1955年设想了世界上首个虚拟现实游戏厅。他的“未来影院”旨在提供沉浸式电影体验，通过立体3D电影、振动把手、摇晃座椅和立体声实现。1962年，他推出了“Sensorama”，增加了气流和气味模拟，但高昂的成本和笨重易错的设计导致市场失败。之前，他申请了“Telesphere Mask”专利，一个家用立体电视机概念，但仅停留在专利阶段。同年，Philco公司基于他的创意开发了“Head Sight”视频头显，用于军事目的，通过头部运动控制摄像头和显示屏图像。
1968年：带重量的VR头戴设备 - 达摩克利斯之剑
1965年，Ivan Sutherland提出了虚拟世界概念，用户可在模拟环境中互动，由计算机提供触觉和视觉刺激。三年后，他与鲍勃·斯普劳尔开发了首款与计算机连接的数据眼镜，类似今天的VR头显，但更接近于“增强现实”。该设备能在物体上绘制立方体，图像与头部运动同步。因重量过大，被戏称“达摩克利斯之剑”，需安装在天花板上。后来，Sutherland与其公司开发了飞行模拟器的显示系统，并在2015年获得“特别创始人奖”。
80 年代的 VR：虚拟现实的第一个热潮阶段开始了
1980年：埃里克·霍利特的LEEP系统说服了NASA
VR的复苏始于20世纪80年代的技术进步和NASA的关注。1980年，埃里克·豪利特开发了“LEEP全景立体摄影系统”，可在高达140度的视野内拍摄广角照片。虽在摄影学会上展示引起兴趣，但遭柯达和宝丽来质疑。霍利特尝试自行生产分发，因复杂和高成本而失败。直至80年代中期，NASA工程师麦格里维的认可使LEEP系统流行，NASA和VPL Research成为其主要客户。
1981 年：Thomas Zimmerman 构思出第一款数据手套
麻省理工学院毕业生托马斯·齐默曼与友人合作研究虚拟管弦乐队，并设计了一种利用光线测量手指弯曲程度的概念，基于园艺手套实现。1982年，他为此申请了专利，并编写了多种应用。在编程课上，他结识了雅达利研究实验室负责人南希·梅耶，并在此工作。他拒绝了雅达利10,000美元的专利收购价。随着1983年的视频游戏危机，雅达利关闭了研究实验室，齐默曼转向研究语音合成器，而他的光学柔性传感器则暂时搁置。
1984 年：Jaron Lanier 和 Thomas Zimmerman 创立 VPL Research
Jaron Lanier 从小就对 Ivan Sutherland 的“达摩克利斯之剑”着迷，热衷虚拟世界与计算机技术。15岁时，他在新墨西哥州立大学学习数理。他结合电脑与音乐，创作了音乐游戏“Moondust”，因此进入雅达利公司。
1983年，《月尘》发布后，他因游戏行业危机失业。随后，他利用游戏收入开发可视化编程语言，旨在让非专业人士也能编写复杂程序。然而，普通显示器限制了项目的进展。
在音乐会上，Lanier 遇到齐默曼，讨论到其光学柔性传感器，认为它是理想输入设备。1984年，两人共同创立VPL Research，与团队一起致力于实现这一愿景。
1985 年：VR 先驱 VPL 开发“DataGlove”
Lanier 率先提出“虚拟现实”概念，并期望将数据和数字世界具象化。80年代，VPL Research 引领VR技术革新。
拉尼尔团队开发了“Body Electric”编程语言，结合“Isaac”引擎，实现了虚拟化身。VPL的“Z-Glove”通过超声波跟踪实现三维手部识别。工程师Harvill进一步提升了手套的准确性和性能，采用光纤电缆和磁传感器技术。VPL积极优化数据手套作为输入设备，NASA等机构对其表示浓厚兴趣。
1986 年：VPL 研究公司与 NASA 的卓有成效的合作
美国宇航局艾姆斯部门正研发实验性人机交互系统。1985年，首个原型“虚拟环境显示系统”诞生，是一个带有运动控制传感器的摩托车头盔式广角显示系统。
工程师们可在三维环境中查看设计，用户的动作会影响虚拟世界。此头盔视野达120度，正与VPL Research合作开发。
NASA已订购VPL的“数据手套”作为VR输入设备，该手套可与基于Eric Howlett的“LEEP”系统的VIEW原型头盔完美配合。现在，NASA与VPL将共同研究这项技术。
1987 年：VPL Research 开发出第一款商用 VR 头戴设备
VPL研发出“DataSuit”数据套装，专用于动作捕捉电影。基于NASA合作经验，1987年VPL推出了首款商用VR头显“Eye-Phone HRX”，售价高达49,000美元，配套输入设备“DataGlove”约9,000美元。
然而，由于技术限制（每秒仅5-6帧，远低于80年代电视标准30帧）和高昂成本（整套设备售价25万美元），该系统未能进入消费市场，VPL Research于1990年首次申请破产。
1989 年：任天堂发布了 NES 的 PowerGlove
AGE在80年代为Hasbro等制造商开发玩具系列，并看好3D和虚拟现实市场。AGE为《Visionaries》系列配备了3D全息图。克里斯托弗·金泰尔想设计一款3D游戏系统，追求沉浸式体验，发现了VPL的“DataGlove”。
AGE与VPL合作，优化并分发“DataGlove”用于视频游戏系统，但任天堂主导市场，AGE难以找到合作伙伴。于是，金泰尔尝试将“DataGlove”改装为Nintendo NES的输入设备，并成功通过Macintosh控制NES游戏。他最终说服Mattel购买了他的“Power Glove”。
仓促上市，突然停产 PowerGlove
美泰公司仅用五个月就将Gentile的创新“DataGlove”简化为低成本的游戏控制器，采用超声波跟踪技术取代昂贵的光纤和磁传感器。售价80美元，成本仅23美元。任天堂最初怀疑其易用性，但经谈判后获得许可，于1989年圣诞前夕推出“Power Glove”。然而，仓促上市和缺乏适配游戏导致“Power Glove”失败，任天堂在1990年10月正式停产。
90 年代的虚拟现实热潮：虚拟现实游戏厅和传奇游戏机的失败
987年，Johnathan Waldern博士与Al Humbrich、Richard Holmes和Terry Rowley共同创立了W-Industries，起初计划将虚拟现实用于计算机辅助设计。随后，他们转向VR游戏开发，并在1989年凭借VR头显原型获得英国技术集团的“最佳新兴技术奖”。这一成就吸引了投资者，一年后，W-Industries在展览会上展示了其首款VR街机“1000SU”，其VR演示为“Dactyl Nightmare”的早期版本，后更名为“Polygon Nightmare”。
1991 年：Virtuality 推出 1000CS 和 1000SD VR 游戏厅。
1991年3月，W-Industries发布了Virtuality 1000CS和1000SD VR-Arcades。这些系统基于AMIGA 3000，配备4MB RAM和Dual TMS 32位显卡。VR头戴设备有20 FPS和276 x 372像素的分辨率，视野65度但重达两磅。其显示方式与查尔斯·惠斯通的立体镜原理相似。内置麦克风和四声道立体声允许玩家在游戏中交流。玩家坐在1000SU装置中，类似于碰碰车，还有安全门保护玩家。1000CS装置设置复杂，需要大塑料环平台和一个三维磁场进行跟踪。VR头盔内有接收器确定位置和观看方向，用户需绑上硬件腰带并佩戴手枪形状的控制器。随后，Virtuality发布了“Touchglove”触觉手套，通过气垫和气泵提供触觉反馈。
SEGA在上世纪80年代尝试3D技术，1987年通过“SegaScope 3D眼镜”引入3D到其主系统。为提升Genesis游戏机的体验，SEGA考虑虚拟现实技术，并尝试使用红色LED光技术。但SEGA不满此方法，于是与IDEO合作，设计出未来主义风格的VR头显，但价格高昂。随后，SEGA与马克·佩斯合作，采用低成本的运动传感器技术。1992年，双方开始合作，SEGA投资佩斯的研究，并推出VR头戴设备，具备立体3D效果。SEGA VR于1993年CES上正式亮相，计划于1993年12月发布。
游戏机失败
游戏机杂志的预告和广告曾热炒SEGA VR的发布，但秋季时却突然沉寂。官方称该体验过于逼真，玩家可能失控受伤，故SEGA不愿冒险。此外，斯坦福研究所测试显示，SEGA VR常导致用户晕动症或头痛。任天堂的竞争对手最终于1994年停产，SEGA VR从未真正上市。
1994 年：虚拟现实——2000CS、极乐世界计划和雅达利灾难
W-Industries推出了基于IBM PC的Virtuality 2000CS VR游戏机，拥有Intel 486DX33处理器、8MB RAM和16MB视频RAM。这款轻薄的设备支持眼距调整，聚焦校正，但分辨率降低至255x378像素，视野缩小至60度。由于硬件成本降低，系统售价约1,200美元。
1994年，W-Industries与IBM合作开发的“Elysium项目”专注于商业客户，但家用游戏机市场的兴起导致该公司转向家庭消费市场。与ATARI的合作旨在将Virtuality带入家庭，但Jaguar VR因信号不稳定和低分辨率而失败。1997年，Virtuality Group申请破产。
1995 年：Virtual Boy——任天堂的假虚拟现实失败品
SEGA Saturn和Sony PlayStation即将上市之际，任天堂的Nintendo 64却推迟到1996年发布。因此，任天堂匆忙发布了未成熟的Virtual Boy。该设备源于Reflection Technology的3D系统，但任天堂仅保留了其基本的3D显示效果，并取消了VR和运动跟踪功能。Virtual Boy的游戏为红色和黑色，旨在降低成本，但玩家体验不佳，常导致恶心和头痛。由于市场表现不佳，任天堂在短短八个月内撤市，仅售出约80万台。
90-VR：搭载 VFX1 的 PC-VR 和 NASA 宇航员训练
20世纪90年代，NASA持续投入VR研发，1991年建立了“VR实验室”。从1994年起，宇航员在高清显示器上接受太空行走训练。VictorMaxx的“Stuntmaster”和“CyberMaxx”尝试进入VR市场，但体验有限。Virtual IO的“i-Glasses”允许电影传输到VR头显。1995年，Forte Technologies发布了强大的“VFX1”PC VR头戴设备。然而，由于当时家用电脑和游戏机性能不足，所有VR头戴设备都面临帧率低、延迟高等问题，导致体验不佳。引人入胜的VR体验在当时仍难以实现。
2010 年代的虚拟现实：Oculus、HTC、Valve 和索尼开启虚拟现实新时代
2012 年：帕尔默·卢基创立 Oculus VR
帕尔默·卢基16岁时对虚拟现实产生浓厚兴趣，并自行改造旧VR设备。2011年，他进入南加州大学深造，并在技术论坛上分享经验，赢得VR专家声誉。2012年，他结识了id Software的知名程序员约翰·卡马克，共同探索VR技术。同年，卡马克在E3游戏展上展示了基于《毁灭战士3》的VR版本，使用卢基的VR头盔。随后，卢基与几位合作伙伴创立了Oculus VR公司，通过Kickstarter众筹迅速筹集超过240万美元。Oculus Rift旨在提供高性价比的VR体验，2013年初，公司向开发工作室提供首批开发套件，约翰·卡马克也加入Oculus VR担任首席技术官。
2014 年：Facebook 收购 Oculus，索尼发布 VR 头盔，Valve 与 HTC 合作
2010年，索尼推出了适用于PlayStation 3的Move运动控制器，并开始探索虚拟现实技术，通过光源跟踪与HMZ T1 3D视频眼镜连接。2012年，Valve开始研发VR头戴设备，其原型使用摄像头和固定点进行追踪。一年后，Valve在追踪系统中引入激光，并曾与Oculus VR短暂合作。2014年，Facebook以30亿美元收购Oculus，导致Valve与其合作终止，转而与HTC合作。同年，Oculus发布了改进的Development Kit 2，索尼也宣布了名为“Project Morpheus”的VR头显项目，但发布日期尚未确定。
2015 年：HTC 和 Valve 宣布推出 Vive，微软推出 HoloLens 进军增强现实
2015年1月，微软发布Windows 10时，宣布了全息头戴设备HoloLens，与Microsoft Holographic系统结合，使Windows 10成为首个全息计算机平台。HoloLens是一款无线AR头显，能识别手部动作，无需外部计算机，推动增强现实技术发展。同时，Valve与HTC合作，基于Valve的“Lighthouse”跟踪系统，共同开发了VR头盔HTC Vive，并在世界移动通信大会上发布。
Facebook、Oculus、HTC、Valve和索尼是虚拟现实领域的领军企业，而微软则专注于HoloLens的增强现实。2017年，Windows Holographic成为混合现实的标准操作系统，支持虚拟现实。HTC Vive和Oculus Rift在2016年3月底至4月初的一周内发布。索尼在同年10月发布PlayStation VR，微软也宣布了Windows VR头显。HP、戴尔、联想、华硕和宏碁与微软合作开发VR设备，这些设备需有线连接，并通过集成摄像头系统实现位置跟踪，使安装更为便捷。
谷歌和三星的智能手机 VR
谷歌和三星合作，试图通过智能手机技术普及虚拟现实。三星与Oculus VR合作推出的Gear VR，为Galaxy手机优化，提供优质的VR体验。谷歌曾推出纸板模型Cardboard和Daydream View，但智能手机VR在2018年后逐渐失败，因缺乏市场需求，谷歌、三星和Oculus在2019年放弃了智能手机VR项目。
2017 年：VR 头戴设备销量不及预期，Oculus 创始人帕尔默·拉基退出 Facebook
Facebook收购Oculus VR三年后，24岁的创始人Luckey因资助反希拉里·克林顿运动而遭公司解雇。与此同时，VR技术发展遇冷，因价格昂贵、分辨率低和线缆繁琐等问题未达市场预期。然而，中国制造商Pimax通过Kickstarter为其8K和5K VR头戴设备筹集了近400万美元，尽管其名称为8K，实际使用两个4K显示器。上一代型号Pimax 4K在半年内售出约3万台。
VR 游戏厅“The Void”在犹他州开业，Windows 混合现实发布，索尼改进 PSVR
首家官方“The Void”VR街机厅将在犹他州开业，通过物理空间与虚拟运动场结合，提供逼真的VR体验，如模拟火炬的热感。此外，The Void还与捉鬼敢死队等品牌合作。微软发布了Windows 10的“秋季创意者更新”，包含“Windows混合现实”门户，预计秋季将发布首款Windows混合现实头显。索尼则推出了PlayStationVR的改进型号CUH-ZVR2，具备更高质量和更简洁的设计。
2018 年：VR 大热作品的诞生
《Beat Saber》是一款2018年推出的现象级VR游戏，玩家需手持激光剑，随电子音乐节奏切割方块。其独特的虚拟现实运动体验，简单易上手且优雅，迅速售出超过10万份，销售额达200万美元。VR健康与运动研究所指出，玩《Beat Saber》每分钟可消耗8至10卡路里，有助于减肥。该游戏适用于所有主流VR平台，并均成为畅销产品。
独立头显的开始
台湾公司将在年底推出独立式VR头戴设备HTC Vive Focus，主要面向B2B和教育领域。这款设备无需外部设备，便携且易操作，适合新手。之前上市的Oculus Go虽便携易用，但功能受限，仅支持3DOF。联想与谷歌合作的Mirage Solo具有6DOF跟踪功能，但交互有限。HTC Vive Focus同样面临VR体验沉浸感不足的问题，缺乏虚拟手和交互功能。
HTC Vive的升级和Oculus Quest的宣布导致Facebook的下一次裂变
Facebook推出Oculus Quest VR头显，旨在提供接近Oculus Rift的VR体验，使VR更普及。Oculus技术总监认为其图形效果不逊于移动设备，或可与Nintendo Switch竞争。然而，这一策略与Oculus联合创始人Brendan Iribe的愿景相悖，他主张发展高端VR。分歧导致Iribe离开Facebook，同时HTC坚持其高端VR头显，并推出HTC Vive Pro，提供更高像素和分辨率。
2019 年：Oculus Quest、Valve Index 以及 VR 游戏市场变革之作的发布
HTC发布Vive Cosmos和Vive Focus Plus。
HTC在2019年CES上发布了Vive Cosmos VR头戴设备，具备高清晰显示屏和便携设计，内置摄像头实现空间定位。然而，发布后受到跟踪不精确和控制器笨重的批评，HTC承诺改进。同时，HTC推出了Vive Focus Plus升级版，增加了眼球追踪功能和全新控制器，支持全方位移动，解决了前代无虚拟手的问题。
索尼位居销售榜首，有关继任者的传言
索尼申请专利预示PSVR 2新动向，包括新手柄设计、内外追踪和新版追踪摄像头。PSVR 2不与PS5同发，但PS5支持PSVR。索尼宣布PSVR已售出超500万台，是市场最成功的VR头显。
Facebook：Oculus Rift S、Oculus Quest 和一位开发者传奇的告别
Facebook的Oculus Rift S PC VR头戴设备将于2019年春季发布，升级了显示屏、控制器和跟踪系统。随后推出的Oculus Quest是一款独立运行的VR头戴设备，也可转换为PC VR使用，提供高分辨率显示屏和无线VR体验。尽管Quest大获成功，但Oculus首席技术官约翰·卡马克不再担任该职，转而投入超级AI开发。Oculus创始人帕尔默·拉基对Rift S表示失望，认为其出瞳距离过大，价格昂贵，且技术还需进一步改进。
Valve 推出 VR 头盔 Valve Index，并宣布推出 VR 版《Half-Life》
Valve独立开发VR头戴设备，与HTC合作减少。其Valve Index于2019年5月1日开放预订，一天即售罄，凭借高分辨率、鲜艳色彩等特性成为市场顶尖PC VR头显之一。随后，Valve推出《Half-Life：Alyx》，半年后发布，成为迄今为止最好的VR游戏之一。
2020 年代的虚拟现实：Facebook 与德国的较量以及疫情之年的虚拟现实
2020：疫情时期的虚拟现实
2020年，Sars-CoV-2病毒全球蔓延，影响经济，人们普遍隔离和在家工作。VR行业推出远程呈现应用应对视频通话和在线会议需求，但多数应用未能流行，因技术繁琐。社交VR应用因疫情而受益，Oculus Quest使用量上升，健身和社交应用在隔离期间特别受欢迎。
《Half-Life: Alyx》提供临时 VR 体验
《Half-Life: Alyx》获 93 分高评，被赞为“最佳 VR 游戏”。它创造了逼真的虚拟世界，但未能决定性地推动VR行业发展。根据SteamVR数据，到2020年底，约2%的用户拥有VR头戴设备。
Facebook 淘汰 Oculus Rift (S)——未来属于 Quest
Quest 在发布后的前 12 个月内创造了近 1 亿美元的应用内收入。这比 Rift (S) 和 Oculus Go 生态系统三年半内创造的收入总和还要多。
Facebook 继续投资 VR，并发布 Oculus Quest 2
Facebook继续投资VR市场，推出改进的Oculus Quest 2，具有高清显示屏、高刷新率和更好的性能，价格更亲民。扎克伯格希望吸引千万活跃用户，但面临数据保护质疑，需用Facebook帐户操作VR头显。
Facebook 诉德国联邦企业联合办公室：Oculus Quest 2 无法在德国发布
Facebook因不透明数据政策在德国面临法律纠纷，需证明数据收集合理性。Oculus案中，账户关联引发问题。为规避潜在法律风险，Facebook决定不在德国发布Oculus Quest 2并停止销售，但德国用户仍可通过其他欧盟国家购买并使用。
Oculus Go 的终结和新的高端 VR 头显
Facebook的Quest 2销量超越前代，成功导致Oculus Go停产。2020年多款VR头显上市，包括StarVR One，它拥有眼球追踪、超宽视野和高分辨率显示屏。芬兰Varjo推出VR-3和XR-3两款高性能VR设备，视野更宽，具备增强现实模式和手部跟踪功能。
HP Reverb G2 为 VR 模拟爱好者服务，老熟人回归
HP Reverb G2消费级VR头显上市，提供2,160x2,160像素的清晰图像，但控制器跟踪较弱，适合模拟爱好者。HTC计划在2021年推出新VR头显，但Vive Pro 2和Vive Flow在测试中表现有限。
2021 年：索尼发布 PlayStation VR 2，Metaverse 炒作周期开始
索尼在2021年初宣布将发布PlayStation VR 2，计划2023年全面发布。今年2月，索尼为Playstation 5推出了全新VR控制器，取代了PS Move，新控制器基于人体工程学设计，兼容DualSense技术，以提升沉浸感。
关于苹果 VR 头盔的传言越来越多
苹果尚未正式宣布，但传闻显示其正在开发VR头显。彭博社报告称苹果可能在近期发布混合现实头显，但开发者大会上未提及。专家预测苹果XR头显将有多达15个摄像头，支持VR和AR模式，以及眼动追踪和注视点渲染。
Facebook 现已更名为 Meta，并正在为元宇宙做准备
然而苹果在2021年未透露VR/AR计划，但扎克伯格在Facebook Connect大会上宣布Facebook更名为Meta，并发布了一款新高端VR头显。Meta致力于元宇宙技术，其重点包括Metaverse、VR、AR及Oculus品牌。Oculus品牌现更名为Meta，如Oculus Quest 2变为Meta Quest 2，Oculus应用也改为Meta Quest应用。
Project Cambria：这是 Meta 的新款 VR 头显
Facebook Connect 2021的亮点是高端VR头戴设备Project Cambria，非Meta Quest系列替代品。它价格昂贵但技术先进，包括AR模式、眼部和面部跟踪及新光学系统。Cambria计划于2022年发布。
