Początki tego, co dziś nazywamy rzeczywistością wirtualną, sięgają drugiej połowy XIX w. Zaczęto wtedy podejmować próby definiowania tego, jak stworzyć iluzję na tyle realną, że mogłaby zastąpić otaczający nas świat. Poważne zainteresowanie tym tematem było związane m. in. z rewolucją przemysłową i rozwojem fotografii, która na przełomie XIX i XX wieku była już ogólnodostępna.
Pierwszym urządzeniem, które dawało złudzenie przebywania w innej przestrzeni był stereoskop, wynaleziony przez Charlesa Wheatstone’a w 1838 roku. Stereoskop realizował konstrukcję, która w różnych formach powielana jest do dzisiejszego dnia: zbudowany był z dwóch luster, które projektowały na lewe i prawe oko obserwatora różne widoki tej samej sceny. Pierwszy stereoskop był dosyć nieporęczny, składał się z dwóch oddzielnych ekranów umieszczonych prostopadle do linii patrzenia. Po nim nastąpiły ulepszone konstrukcje, również korzystące z modelu dwóch oddzielnych torów optycznych dla obojga oczu, podobne do tych, które znamy dziś.
Rys. Stereoskop Wheatstone’a
W literaturze zaczęły pojawiać się wizje przedstawiające świat, w którym możliwe jest całkowite zanurzenie w odmiennej przestrzeni. Zbiór opowiadań Laurence’a Manninga „The Man Who Awoke” z 1933 r. przedstawia świat, w którym ludzie dobrowolnie zastępują swoje zmysły stymulacją sygnałami elektrycznymi, w ten sposób przenosząc się w całości w świat wirtualny.
W 1939 r. na wystawie światowej w Nowym Jorku przedstawione zostaje urządzenie pod nazwą View-Master, opracowane i opatentowane w USA. Był to pierwszy układ stereoskopowy, który osiągnął sukces na dużą skalę. View-Master był używany w połączeniu z rolkami, zawierającymi różne zdjęcia stereoskopowe, głównie krajobrazów. Potencjał wykorzystania urządzenia do celów innych niż rozrywka zobaczyła szybko armia USA, która w latach 1940 kupiła ok. 100 000 egzemplarzy View-Mastera do szkolenia żołnierzy. Co ciekawe, marka View-Master została wykupiona w 2015 przez zabawkowego giganta Mattel, i w porozumieniu z Google wciąż produkuje gogle do wirtualnej rzeczywistości pod tą samą nazwą.
Rys. View-master: pierwsza i aktualna wersja
Kolejny przełom w technologii nastąpił w roku 1962, kiedy Morton Heilig, prekursor współczesnego VR (ang. Virtual Reality, Rzeczywistość Wirtualna), zaprezentował skonstruowane przez siebie urządzenie o nazwie Sensorama. Heilig nazwał je „Teatrem Doświadczeń” (ang. Experience Theatre). Składało się ono z wyświetlacza, ruchomego siedziska dla widza, wentylatorów, emiterów zapachu, głośników przestrzennych i osłony oddzielającej fizycznie widza od otoczenia. Stacja ta umożliwiała zaangażowanie wszystkich zmysłów: wyświetlała szerokokątny obraz stereoskopowy, emitowała dźwięk i zapachy dopasowane do filmu, wprowadzała również w wibracje fotel. Niestety wynalazcy nie udało się znaleźć finansowania na rozwijanie swojego wynalazku, który jeszcze 40 lat później budził podziw pasjonatów tej technologii.
Rys. Sensorama: projekt i urządzenie
Lata 60. XX wieku zaowocowały bardziej śmiałymi pod względem technologicznym eksperymentami. Gwałtowny rozwój elektroniki sprawił, że możliwe stało się wyświetlanie obrazu stereoskopowego generowanego na komputerach. W 1968 roku Ivan Sutherland stworzył z pomocą swojego studenta Boba Sproulla urządzenie, które powszechnie uważane jest za pierwszy współczesny hełm do rzeczywistości wirtualnej (tzw. HMD – ang. Head Mounted Display, wyświetlacz montowany na głowie). Oferował on bardzo prymitywny interfejs użytkownika i potrafił wyświetlić jedynie model złożony z linii. Był tak ciężki, że musiał być zawieszony na specjalnej równoważni podczepionej do sufitu, czym zasłużył sobie na niechlubną nazwę „Miecz Damoklesa”.
Rys. Miecz Damoklesa
Dopiero w kolejnej dekadzie moc obliczeniowa komputerów, postęp w wytwarzaniu optyki niezbędnej do zmniejszenia rozmiarów hełmów i coraz prężniej rozwijający się rynek gier komputerowych sprowokowały inwestycje w podobne urządzenia na większą skalę. Atari, legendarny już producent gier i konsol, stworzył grupę roboczą, której praca miała skupiać się na rozwoju technologii wirtualnej rzeczywistości. Rok później w przemysł gier uderzył ogromny kryzys i grupa została rozwiązana, jej członkowie jednak pracowali dalej. Jeden z nich, Jaron Lanier, założył potem firmę VPL Research, która opracowała wiele udanych projektów związanych z VR, takich jak Data Glove, Eye Phone i Audio Sphere. To on również spopularyzował termin „rzeczywistość wirtualna”. Rękawica Data Glove została wprowadzona na rynek przez Mattel pod nazwą Power Glove i była jednym z pierwszych produktów VR dostępnych dla zwykłych konsumentów.
Rys. Power Glove
Na początku lat 90. można już spotkać automaty do gier, które mają wbudowane proste hełmy VR. O ile do tej pory urządzenia związane z VR były luźno związane z różnymi formami rozrywki, od tego momentu przemysł gier komputerowych staje się głównym motorem napędzającym rozwój tej technologii. Ówczesny gigant na rynku gier i konsol Sega zapowiedział wypuszczenie na rynek pierwszego hełmu VR, który można podłączyć do domowej konsoli do gier. Produkt jednak nigdy się nie ukaże. Rywalowi Segi, Nintendo, uda się wypuścić na rynek wersję kultowego GameBoya wbudowanego w hełm VR, o nazwie VirtualBoy. Produkt pozostanie bardziej ciekawostką dla fascynatów tego typu urządzeń i nie osiągnie dużego sukcesu. Jednym z powodów była wciąż kulejąca ergonomia: urządzenia były ciężkie i niewygodne. Potencjalni odbiorcy tej technologii wciąż traktowali je jako ciekawostki, które jeszcze długi czas nie przyjmą się w codziennym użytku.
Rys. Sega VR i Nintendo Virtual Boy
Dopiero w drugiej dekadzie XXI w. technologia poszła na tyle do przodu, że możliwe było opracowanie urządzeń, które zyskały zainteresowanie szerszej publiczności. W 2010 roku powstał prototyp Oculus Rift, który jako pierwszy produkt z niższej półki oferował pole widzenia rzędu 90 stopni. Niedługo później Oculus został wykupiony przez Facebooka, a na rynek weszły kolejne urządzenia VR wyprodukowane przez HTC (system Vive), Sony (Playstation VR). Ciekawostką jest Google Cardboard, który pozwala na zamontowanie telefonu w specjalnej kartonowej obudowie z soczewkami i doświadczenie wirtualnej rzeczywistości po minimalnych kosztach.
Rys. Od góry od lewej: Oculus Rift, HTC Vive, Google Cardboard, Playstation VR
Wszystkie te systemy obecnie oferują hełmy wirtualne, które są lekkie i ergonomiczne oraz śledzenie ruchu głowy i położenia gracza, dzięki czemu można poruszać się swobodnie w wyznaczonej zamkniętej przestrzeni. Szacuje się, że do 2022 roku zostaną rozwiązane główne problemy, z którymi teraz borykają się producenci takich systemów: śledzenie rąk i ciała pozwoli na bardziej precyzyjną lokalizację aktora w przestrzeni i bardziej realistyczną wirtualną obecność ciała, zaś śledzenie ruchu gałek ocznych i źrenic pozwoli na lepsze sterowanie widokiem i możliwość wyostrzenia obrazu na bliskie lub dalekie obiekty. Obecnie ponad 250 firm na całym świecie zajmuje się rozwojem technologii wirtualnej rzeczywistości. Wydaje się, że wreszcie zagościła ona na dobre pod strzechami.