واقعیت مجازی از کجا سر در آورده است؟

تلاش‌های اولیه (درزمینه‌ واقعیت مجازی)

نقاشی پانورامیک

اگر ما مؤکداً به حوزه‌ واقعیت مجازی به‌عنوان وسیله‌ای برای ایجاد توهم حضور، در مکانی که فعلاً در آن حضور نداریم نگاه کنیم، پس قطعاً نقاشی‌های 360 درجه‌ دیواری (یا پانورامیک) قرن نوزدهم را می‌توان اولین تلاش‌ها در این زمینه به‌حساب آورد. این نقاشی‌ها طراحی شده بودند تا تمام حوزه‌ دید بینندگانشان را پر کنند و احساس حضور در یک صحنه یا اتفاق تاریخی را به آن‌ها القا کنند.

1838 – عکس با بزرگنمایی بالا و بینندگان

در 1938 تحقیقات «چارلز وتستون» نشان داد که مغز، تصاویر دوبعدی متفاوت از هر چشم را به‌صورت یک تصویر واحد سه‌بعدی پردازش می‌کند. دیدن دو تصویر در کنار هم با استفاده از برجسته‌نما[1]، حس غوطه‌وری در فضا را انتقال می‌دهد. سطح پیشرفته‌ دوربین‌های برجسته‌نمای دستی (که در سال 1939 به ثبت رسید) برای استفاده در زمینه‌ «توریسم مجازی» به کار گرفته شد. اصول طراحی برجسته‌نما امروز هم برای عینک‌های واقعیت مجازی گوگل و نمایشگرهای سربند ارزان‌قیمت گوشی‌های همراه مورداستفاده قرار می‌گیرد.

· 1883: برجسته بین (چارلز وتستون)

· 1849: برجسته بین عدسی دار (دیوید برستر)

· 1939: دوربین‌های اسلاید دستی (ویلیام گروبر)

در طول زمان، بشر هرچند آرام اما یقیناً موفق شده است تا به راه‌های کارآمدتری در جهت تحریک حواس انسان دست پیدا کند. اما همه‌ این دستاوردها در قرن بیستم با پیشرفت الکترونیک و علوم کامپیوتر به محاق رفت.

1929 – «لینک‌ترینر» اولین شبیه‌ساز پرواز

در 1929 «ادوارد لینک»، دستگاه «آموزش‌دهنده‌ی لینک» (ثبت‌شده در 1931) را که احتمالاً اولین دستگاه تجاری شبیه‌ساز پرواز بود را به شیوه‌ای کاملاً الکترومکانیکی ساخت. این دستگاه با موتورهایی کنترل می‌شد که به سکان و ستون‌های فرمان متصل می‌شدند تا دستگاه قابلیت تغییر جهت گردش و اوج‌گیری را پیدا کند. یک دستگاه کوچک خودکار اغتشاشات و تلاطم‌های هوایی را تقلید می‌کرد. این دستگاه برای آموزش خلبانان ارتش ایالات متحده‌ی آمریکا با استفاده از راهی آسان، بسیار ضروری بود. به‌طوری‌که ارتش شش عدد از این دستگاه‌ها را باقیمت 3500 دلار خریداری کرد که ارزش این پول در سال 2015 چیزی معادل 50000 دلار بود. در خلال جنگ دوم جهانی بالغ‌بر 10000 دستگاه آموزش‌دهنده‌ی لینک توسط بیش از 500000 خلبان به‌منظور آموزش‌های اولیه و ارتقای مهارت مورداستفاده قرار گرفت.

دهه‌ی 1930 – داستان‌های علمی تخیلی واقعیت مجازی را پیش‌بینی می‌کنند

در دهه‌ی 1930 نویسنده‌ای به نام «استنلی وینباوم»، داستانی علمی تخیلی نوشت. ایده‌ای که در آن داستان مطرح شد این بود که عینک‌هایی محافظ، از طریق حواس پنج‌گانه یک دنیای تخیلی را برای استفاده‌کنندگان از آن‌ها به ارمغان می‌آورند. در مقام ادراک، تجربه‌ای که وینباوم برای آن عینک‌های محافظ تشریح می‌کند، به طرز عجیبی باتجربه‌ مدرن و متأخر واقعیت مجازی مشابهت دارد که این امر او را به یک رؤیاپرداز واقع‌گرا در این زمینه تبدیل می‌کند.

دهه‌ی 1950 – سنسورامای «مورتون هیلینگ»

در میانه‌ی دهه‌ی پنجاه میلادی فیلم‌برداری به نام مورتون هیلینگ دستگاهی به نام سنسوراما (ثبت‌شده در 1962) را ایجاد کرد که می‌توان آن را به‌صورت یک تماشاخانه‌ جعبه‌ای توصیف کرد که داخلش از طریق یک جعبه‌ سقف‌دار قابل‌مشاهده بود و تمام حواس پنج‌گانه –نه‌فقط بینایی و شنوایی- را تحریک می‌کرد. سنسوراما طراحی شده بود تا بیننده را تماماً در تصویر غرق کند. او هم‌چین شش فیلم کوتاه اختصاصاً برای اختراع خود ساخت که تمام مراحل فیلم‌برداری، تهیه و تدوینش را خودش انجام داد. فیلم‌های شش‌گانه‌ سنسوراما بانام‌های: دوچرخه، رقصنده بر روی شکم، ماشین تپه نورد، بالگرد، یک قرار عاشقانه با سابرینا و من یک بطری کوکاکولا هستم، تولید شدند.

1960 – اولین نمایشگر سربند واقعیت مجازی

اختراع بعدی مورتون هلینگ «نقاب تلسفر[2]» (ثبت‌شده در 1960) بود که اولین نمونه‌ نمایشگرهای سربند به‌حساب می‌آیند، هرچند برای فیلم‌هایی که بیننده هیچ نیازی به تحرک در برابر آن ندارد و کاملا منفعل است، آن هدست، مشاهده‌ی برجسته و سه‌بعدی را به همراه زاویه‌ دید گسترده و صدای استریو، فراهم می‌سازد.

1961 – اولین نمایشگر سربند با قابلیت ردیابی حرکت

در 1961 دو مهندس از شرکت «فیلکو» (کومئو و برایان) طرح اولیه‌ اولین نمایشگرهای سربندی که ما امروز آن‌ها را با نام «هد سایت[3]» می‌شناسیم را ایجاد کردند. این دستگاه یک برش ویدئویی برای هر چشم را با یک سیستم ردیابی مغناطیسی که به یک دوربین مداربسته متصل شده بود، ترکیب می‌کرد. دستگاه هد سایت مشخصاً برای استفاده در واقعیت مجازی ساخته نشده بود (آن زمان حتی این مفهوم هنوز رایج نشده بود) و درواقع کاربرد هد سایت غوطه‌ور کردن بینندگانی که با فاصله از صحنه قرار داشتند، در موقعیت‌های پرمخاطره‌ نظامی بود. با حرکت سر، دوربینی که در محل و با فاصله‌ بسیار از شخص تعبیه شده بود نیز حرکت می‌کرد و به مشاهده‌گر امکان نگاه کردن به نقاط مختلف محل را می‌داد. هد سایت اولین قدم در راه تکامل واقعیت مجازی نمایشگرهای سربند بود اما نقطه‌ضعف این دستگاه، عدم وجود تکنولوژی‌های کامپیوتری و تصویری در آن بود.

1965 – نمایش نهایی به‌وسیله‌ ایوان ساترلند

«ایوان ساترلند» مفهوم "نمایش نهایی" را به شکلی توضیح داد که می‌توانست واقعیت را تا حدی شبیه‌سازی کند که نتوان فرق آن را با خود واقعیت تشخیص داد. مفهوم او شامل این موارد می‌شود:

· یک دنیای مجازی که از طریق یک نمایشگر سربند مشاهده می‌شود و از طریق افزودن صدای سه‌بعدی و بازخورد لمسی واقعی جلوه می‌کند.

· سخت‌افزار کامپیوتری برای ساخت دنیای مجازی و نگه‌داشتن آن در زمان حاضر

· کاربران توانا تا بتوانند با اشیاء در دنیای مجازی در حالتی واقع نمایانه تعامل داشته باشند

ایوان ساترلند می‌گوید:" نمایش نهایی قطعاً این توانایی را دارد که یک اتاق را بازنمایی کند که تجربه‌ زندگی مادی را انتقال دهد. اتاقی که توسط یک کامپیوتر طراحی شده است و کنترل می‌شود. صندلی‌ای که در این اتاق هست، آن‌قدر واقعی است که می‌توان روی آن نشست. دستبندی که در این اتاق است می‌تواند تنگ باشد و یک گلوله در این اتاق می‌تواند منجر به مرگ شود. با یک برنامه‌ریزی صحیح، این اتاق قطعاً می‌تواند شبیه سرزمین عجایبی باشد که آلیس در آن قدم زده است.

این نوشته می‌تواند هسته‌ طرح اصلی چیزی باشد که ما امروز آن را واقعیت مجازی می‌نامیم.

1968 – شمشیر داموکلس

در سال 1968 ایوان ساترلند و دانشجویش «باب اسپرول» اولین نمایشگر سربند (شمشیر داموکلس) را ساختند که به‌جای دوربین به یک کامپیوتر متصل می‌شد. این دستگاه یک ساخته‌ وحشتناک و بزرگ بود. وزن آن نیز بیش از اندازه زیاد بود که موجب می شد تا غیرقابل‌استفاده شود. همچنین ایراد دیگر این بود که دستگاه از سقف آویزان شده و قابل حمل نبود. هم‌چین کاربر نیاز داشت تا در درون دستگاه جای بگیرد. سطح گرافیکی رایانه نیز بسیار اولیه و در حد یک اتاق با خطوط خارجی و اشیای بسیار ساده بود.

1969 – واقعیت ساختگی

در سال 1969 مایرون کروگر، هنرمندی که با کامپیوترهای واقعیت مجازی آشنایی داشت، فضاهایی را با استفاده از این فناوری ایجاد کرده که با نام «دنیای ساختگی» شناخته می‌شوند. او در این فضاها محیط‌های رایانه‌ای را ارتقا بخشید و قابلیت تعامل مخاطب را با فضا به آن‌ها اضافه کرد. اسامی آن پروژه‌ها گلوفلو، متاپلی و فیزیک اسپیس بود. پروژه‌هایی که پیشروی در آن‌ها نهایتاً منجر به گسترش تکنولوژی «مکان ویدئویی[4]» شد. این فناوری به افراد این امکان را داد تا در یک محیط رایانه‌ای تعاملی، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند درحالی‌که مایل‌ها از یکدیگر فاصله داشتند.

1987 – واقعیت مجازی، نامی که متولد شد

حتی پس از تمام این پیشرفت‌ها در واقعیت مجازی، هنوز نام کاملی وجود نداشت تا این زمینه‌ی جدید را به آن بنامند. این وضع در سال 1987 هنگامی‌که «جارون لنیفر»، مؤسس «موسسه‌ی برنامه‌نویسی تصویری»، نام «واقعیت مجازی» را ابداع (یا به روایتی رایج) کرد، تغییر کرد و این رشته صاحب نامی مستقل شد. در خلال تحقیقات شرکت جارون (موسسه‌ی برنامه‌ریزی تصویری)، یک طیف گسترده از ابزارآلات مرتبط با واقعیت مجازی که شامل دستکش هوشمند و تلفن چشمی بود، طراحی شد. آن‌ها اولین شرکتی بودند که به فروش عینک (عینک چشمی1، 9400 دلار، عینک چشمی HRX 49000 دلار) و دستکش‌های (9000 دلار) مجهز به تکنولوژی واقعیت مجازی پرداختند. این پیشرفتی عظیم در حوزه‌ی فناوری‌های لمسی واقعیت مجازی به‌حساب می‌آمد.

1991 – ماشین‌های گذرگاهی گروه واقعیت مجازی

در این سال ما شاهد دسترسی عمومی به ابزار واقعیت مجازی بودیم. هرچند مالکیت خصوصی این ابزار و نگهداری آن‌ها در منزل هنوز بسیار دور از دسترس می‌نمود. گروه واقعیت مجازی مدلی از بازی‌ها را طراحی و اجرا کردند که با استفاده از یک دستگاه که بر روی سر بازیکن نصب می‌شد، انجام می‌گرفت. بازیکن‌ها یک مجموعه‌ کامل از وسایل مربوط به فناوری واقعیت مجازی را می‌پوشیدند و ضمن غرق شدن در دنیایی که توسط برجسته‌نمای سه‌بعدی ایجاد شده بود، مشغول به بازی کردن می‌شدند. همچنین امکان اتصال چند دستگاه باهم برای بازی مشارکتی نیز فراهم بود.

1992 – مرد چمن‌زن

فیلم «مرد چمن‌زن» مفهوم واقعیت مجازی را در سطحی گسترده‌تر به مخاطب عام عرضه کرد. این فیلم بر اساس بخشی از زندگی جارون لانیر مؤسس واقعیت مجازی و روزهای اول او در آزمایشگاه است. نقش جارون به‌وسیله‌ «پیرس بروسنان» بازی می‌شد. یک دانشمند که واقعیت مجازی را به‌عنوان یک درمان برای یک بیمار مغزی به کار برد. تجهیزات واقعیت مجازی برای این فیلم از موسسه‌ برنامه‌ریزی تصویری به امانت گرفته شد و «برت لئونارد»، کارگردان فیلم قصد داشت تا از این شرکت و شرکت‌های مشابه برای فیلمش الهام بگیرد.

1993 – سگا عینک‌های واقعیت مجازی جدید را عرضه می‌کند

سگا هدست واقعیت مجازی سگا را در کنار کنسول «سگا جنسیس[5]» در سال 1993 در نمایشگاه الکترونیک همان سال رونمایی کرد. نسخه‌های اولیه‌ عینک‌هایی که دور سر می‌پیچند، دارای قابلیت ردیابی سر، صدای استریو و صفحه‌ نمایشگر در جلوی برآمدگی کلاه بودند. سگا تصمیم داشت تا این محصول را باقیمتی حدود 200 دلار در آن زمان و حدود 322 دلار در سال 2015 به فروش برساند. به‌هرحال، علیرغم تولید 4 بازی برای این محصول، وجود مشکلات ارتقای تکنیکی برای آن، به این معنی بود که عینک واقعیت مجازی سگا برای همیشه در همین فاز نسخه‌ اولیه باقی خواهد ماند. این شکست بزرگی برای سگا بود.

1995 – نیتیندو پسر مجازی

«نیتیندو پسر مجازی» (که به‌عنوان VR-32 هم شناخته می‌شود) یک کنسول بازی سه‌بعدی بود که بسیاری آن را اولین کنسول قابل‌حمل بازی با قابلیت نمایش واقعی گرافیک سه‌بعدی می‌دانستند. این محصول ابتدا در ژاپن و آمریکای شمالی با قیمت 180 دلار ارائه شد اما با وجود افت قیمت، بازهم یک شکست تجاری محسوب شد. دلایل ذکرشده برای این شکست، عدم وجود رنگ در گرافیک بازی‌ها، (بازی‌ها به رنگ قرمز و سیاه بودند) پشتیبان نرم‌افزاری ضعیف و سخت بودن استفاده از کنسول به دلیل شکل فیزیکی آن بود. سال بعد آن‌ها تولید و فروش این محصول را متوقف کردند.

1999 – ماتریکس

در سال 1999 فیلم برادران واچوفسکی با نام «ماتریکس» وارد سینماها شد. فیلم دارای شخصیت‌هایی است که در یک دنیای کاملاً شبیه‌سازی‌شده زندگی می‌کنند. افرادی که بسیاری از آن‌ها اصلاً نمی‌دانند که در دنیای واقعی زندگی نمی‌کنند. بااینکه در سال‌های پیش از آن، فیلم‌هایی مانند «ترون (1982)» و «مرد ماشین چمن‌زنی (1992)» گذری به این موضوع کرده بودند، فیلم ماتریکس تأثیر فرهنگی عمیقی گذاشت و موضوع واقعیت مجازی را وارد جریان اصلی مباحثات عمومی کرد.

واقعیت مجازی در قرن 21

پانزده سال آغازین قرن 21 شاهد پیشرفت‌های عظیم و سریعی در گسترش واقعیت مجازی بود. تکنولوژی رایانه‌ای، به‌خصوص دستگاه‌های کوچک و قدرتمند موبایل به‌سرعت فراگیر شدند درحالی‌که قیمتشان نیز با همان سرعت در حال کاهش بود. افزایش گوشی‌های هوشمند با صفحه‌های نمایش متراکم و قابلیت‌های گرافیکی سه‌بعدی، نسلی از ابزارهای واقعیت مجازی با وزن کم و کاربری بالا را عرضه کرد. صنعت بازی‌های رایانه‌ای همچنان تصمیم خود را مبنی بر تولید بازی‌هایی متناسب با تکنولوژی واقعیت مجازی عوض نکرده است. دوربین‌های عمق دهنده، لباس‌های دارای حسگر، کنترل‌کننده‌های حرکت و رابط طبیعی انسانی هم‌اکنون نیز جز لاینفک محاسبات در زندگی روزمره‌ انسان‌ها هستند.

اخیراً شرکت‌هایی نظیر گوگل محصولاتی را با قابلیت واقعیت مجازی تولید کرده‌اند از قبیل گوگل کاردبورد و هدست‌هایی که به‌وسیله‌ی یک گوشی هوشمند کنترل می‌شوند. شرکت‌هایی نظیر سامسونگ این مفهوم را با محصولاتی نظیر Galaxy Gear وارد مرحله‌ی پیشرفته‌تری کردند که شامل ویژگی "هوشمند" به صورت تولید انبوه می‌شود که یکی از نشانه‌های آن تشخیص حالت صورت است.

چند سالی است که نسخه‌های توسعه‌یافته‌تر محصولات مصرفی نیز در دسترس هستند. بنابراین یک جریان مداوم ایجاد محتوای نرم‌افزاری برای بازار ثابت واقعیت مجازی جدید به راه افتاده است.

روشن است که سال 2016 برای صنعت واقعیت مجازی سالی کلیدی خواهد بود. ابزارهای چندکاره‌ای که به نظر می‌رسد بر آورنده‌ی عهد به‌جامانده‌ی واقعیت مجازی از دهه‌ی نود می‌باشند، در این سال به بازار می‌آیند. نمونه‌ای از این محصولات "آکولوس ریفت" است که توسط غول شبکه‌های مجازی، فیس‌بوک با مبلغ شگفت‌انگیز 2 میلیارد دلار در سال 2014 خریداری شد. بارقه‌ی امیدی برای صنعتی در مسیر شکوفایی! وقتی آکولوس ریفت در سال 2016 عرضه شود، با محصولات دیگری از شرکت‌های Valve، HTC، مایکروسافت و سونی رقابت خواهد کرد. این سری محصولات که قطعاً چشم سرمایه‌گذاران زیادی را به خود خیره می‌کنند، باید همانند انتظار با استقبال بازار مواجه شوند.