四、发展历程

当远古人类在坚硬的岩石上刻下狩猎场景时（图1-6），他们内心肯定是充满了对另外一个满是猎物的美好世界的向往和占有的欲望，这既是人类文明的曙光，也是虚拟现实最古老的起源。

公元前427年，古希腊时代著名哲学家柏拉图在《理想国》（图1-7）里提出了“两个世界”的著名哲学概念：一个是完美概念的世界，直接作用于这个世界的万事万物的各种形态；另一个是现实世界，是完美理想的不完美再现。他做了一个“洞穴比喻”，即“真实的世界在洞穴之外，洞穴内是真实世界的复制。只看到自身的影子会被困在洞穴之中，而洞穴之外的强光又会使一部分人不愿意离开洞穴。”这应该是关于虚拟现实最早的描述。

随着历史的发展，人类不仅把对另外世界的向往和想象诉诸神话、诗歌等语言形式，而且以既有的技术手段将它们诉诸视觉形象和声音形式。1932年，英国著名作家阿道司·赫胥黎（Aldous Leonard Huxley）推出其著名长篇小说《美丽新世界》（图1-8），这本以26世纪为背景，描写了机械文明的未来社会中人们的生活场景的书，里面提到“头戴式设备可以为观众提供图像，气味，声音等一系列的感官体验，以便让观众能够更好地沉浸在电影的世界中。”

1935年，美国著名科幻小说家斯坦利·威因鲍姆发表了小说《皮格马利翁的眼镜》。书中提到一个叫阿尔伯特·路德维奇精灵族教授发明了一副眼镜，戴上这副眼镜后，就能进入电影当中，“看到、听到、尝到、闻到和触到各种东西。你就在故事当中，能跟故事中的人物交流。你就是这个故事的主角”。这是学界认为对“沉浸式体验”的最初详细描写，里面说到的眼镜和今天的虚拟现实设备竟然毫无二致。

原始人的岩画，各个时代的雕塑、绘画视觉艺术，以及近现代出现的透视画、全景画、立体图镜、电影、电视等构成了虚拟现实的史前史，而电影、电话、电视、计算机以及信息技术的长期发展，则为虚拟现实问世提供了充分的技术准备。以1960年电影摄影师Morton Heilig提交的“用于个人使用的立体电视设备”为标志，VR正式从人们的想象走进了现实世界。从那时至今，VR技术发展大致经历了三个阶段。

1．20世纪60至70年代，VR技术的探索时期

1965年美国科学家Ivan Sutherland在《终极的显示》中提出：观察者不是通过屏幕来观看计算机生成的虚拟世界，而是生成一种使观察者沉浸并与之互动的环境，这是VR技术探索的里程碑。Sutherland在哈佛大学的组织下，于60年代末研制出了第一个功能齐全的HMD（头盔式显示器）系统，该系统含有能模拟力量和触觉的力反馈装置，能将虚拟空间的感受直接与人的体验结合起来，让人们通过HMD进入虚拟空间，亲自体验虚拟世界的奇妙之处。1973年，Myron Krueger提出了“Artificial Reality”，这是早期出现的虚拟现实的专有词汇，这个词语反映出当时VR技术发展中人的因素所起到的重要作用。

2．20世纪80年代，VR技术从研发开始进入系统化应用时期

这一时期，VR技术不再局限于实验室中的单个实验设备研究，人们开始将系列的设备进行整合，从视、触、听、感等多方面考虑VR环境的建构，此阶段开始形成虚拟现实技术的基本概念。这一时期出现了两个比较典型的虚拟现实系统，即VIDEOPLACE与VIEW系统。VIDEOPLACE是Myron Krueger在70年代中期建立的，这个系统着重是环境的构建，通过一些视频设备如摄像机、投影仪等硬件构建一个虚拟的人工环境，使用者进入这个环境中就可以不再借助其他专用虚拟设备的辅助而直接感受虚拟现实情景，并实现与这个人工环境的交互，VIDEOPLACE的思想主要就是虚拟场景的建构。

80年代初，美国军方将虚拟场景的理念应用于军事训练中，DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency）开发了虚拟战场系统SIMNET，通过这个系统为坦克的编队作战提供全新的训练方式，以最安全的形式实现军队作战能力的提升。VIEW系统（虚拟交互世界工作站）主要是为外太空的探索和新物质的发现而开发的虚拟现实设备，它是美国国家航空航天局及美国国防部为了进行火星的探测而开发的一个图形工作站。人们将火星上收集的数据输入VIEW系统中，结合已知火星的相关数据构建虚拟的火星表面环境，从而为进一步的研究提供参考并不断完善对未知世界的理解。这一时期围绕这两个VR技术开发的方向诞生了大量科研成果。1989年，美国Jarn Lanier正式提出“Virtual Reality（虚拟现实）”一词，简称为VR，为VR技术的下一步发展指明了前进的方向。

3．80年代末至今，VR技术高速发展时期。

这一阶段计算机技术、网络技术发展迅速，计算机软件性能大大扩展。软件应用层的开发与低层硬件分隔越发明确，1992年，Sense8公司开发了“WTK”开发包，将设备硬件的许多操作融为了一个完整的工具集，为VR技术提供了更高层次上的应用。许多针对VR技术开发的高级语言、应用软件伴随网络的发展而迅速产生，VR开发标准也日益完善。

1994年3月，日内瓦召开的第一届万维网大会上首次针对VR技术在网络上的应用提出了VRML这个名字，从VRML94到VRML97再到X3D，网络三维建模语言伴随网络三维作品的大量产生而不断完备。飞速发展的计算机软硬件技术大大扩展了VR技术的应用范围，硬件设备性能提升使得大型数据的采集，图像的实时反映，动画制作等成为可能，相关的VR系统应运而生。1994开始，日本游戏公司Sega和任天堂分别针对游戏产业陆续推出SegaVR-1和VirtualBoy等产品，在当时业内引起了不小的轰动。这一时期，方便、实用、好用的VR输入/输出设备相继应用，人机交互性能日益提高，系统仿真度的设计在不断创新，为VR技术的发展打下了良好基础。许多的高科技设备的研发借助VR技术取得了成功，反过来进一步刺激了VR技术的开发。

2014年，Facebook以20亿美元收购了Oculus，引爆了VR商业化进程。2014年以后，在资本与产品共振影响下，VR产业以迅雷不及掩耳之势发展，成为学术界、工业界、投资界目前最重要的主题之一。从各咨询研究机构预测数据来看，虚拟现实/增强现实未来5年将实现超高速增长。VR的产业化已进入爆发的前夜。虚拟现实技术已开始在医学、军事、房地产、设计、考古、艺术、娱乐等诸多领域得到了越来越广泛的应用，给社会带来了巨大的经济效益。因此业内人士认为，20世纪80年代是个人计算机的时代，90年代是网络、多媒体的时代，而21世纪则将是虚拟现实技术的时代。

VR发展简史与标志性事件见图1-9。