Kiedy zakładasz gogle VR, przez cały czas wiesz, że stoisz w zwykłym pokoju. A jednak ciało potrafi reagować tak, jakby cyfrowy świat naprawdę znajdował się wokół Ciebie. Przy wirtualnej krawędzi możesz zwolnić albo odruchowo cofnąć nogę. Gdy coś leci prosto w Twoją stronę, zdarza się, że uchylasz głowę. Rozum wie jedno, a wzrok i odruchy przez chwilę podpowiadają coś zupełnie innego.
To wrażenie wydaje się bardzo nowoczesne, ale próby stworzenia go zaczęły się zaskakująco dawno. Historia VR nie zaczyna się od Questa, Oculusa ani nawet od lat 90. Zaczyna się znacznie wcześniej, od prostszego pytania: co trzeba zrobić, żeby człowiek zobaczył przestrzeń, której naprawdę przed nim nie ma?
Odpowiedź nie pojawiła się w jednym laboratorium i nie była dziełem jednego wynalazcy. Dzisiejsza wirtualna rzeczywistość powstawała warstwami. Najpierw trzeba było nauczyć się tworzyć wrażenie głębi. Później pojawił się pomysł, żeby otoczyć człowieka sztucznym doświadczeniem. Następnie obraz musiał zacząć reagować na ruch głowy, a w końcu także na ruch rąk. Dopiero połączenie tych pomysłów zaczęło przypominać VR, którą znamy dzisiaj.
Najpierw trzeba było stworzyć głębię
Jednego z pierwszych ważnych elementów tej układanki trzeba szukać w 1838 roku. Brytyjski naukowiec Charles Wheatstone badał widzenie obuoczne, czyli między innymi to, jak mózg wykorzystuje nieco różne obrazy docierające do lewego i prawego oka, żeby oceniać głębię.
Wheatstone skonstruował stereoskop. Urządzenie pokazywało każdemu oku trochę inny płaski obraz. Mózg łączył oba i odbierał scenę jako przestrzenną. Nie było w tym żadnego komputera, cyfrowej grafiki ani śledzenia ruchu. Była za to zasada, z której wciąż korzysta współczesna VR: jeśli każde oko dostanie odpowiednio przygotowany obraz, możemy zobaczyć głębię tam, gdzie fizycznie jej nie ma.
Stereoskop nie był więc wirtualną rzeczywistością w dzisiejszym znaczeniu. Rozwiązywał tylko jeden fragment znacznie większego problemu. Pokazał jednak coś kluczowego: nie trzeba budować prawdziwej przestrzeni, żeby człowiek ją zobaczył. Czasem wystarczy odpowiednio przygotować to, co trafia do jego oczu.
Sam obraz to za mało
Przez kolejne dziesięciolecia rozwijały się różne techniki stereoskopowe, ale nadal chodziło przede wszystkim o coś, na co się patrzyło. Morton Heilig, amerykański filmowiec i wynalazca, chciał pójść dalej. Nie interesowało go już tylko oglądanie trójwymiarowej sceny. Chciał, żeby widz poczuł się tak, jakby znalazł się w środku wydarzeń.
Na początku lat 60. zbudował Sensoramę. Z zewnątrz przypominała dużą kabinę lub automat. Użytkownik siadał przed urządzeniem, a ono nie ograniczało się do obrazu 3D. Odtwarzało dźwięk stereo, wprawiało siedzenie w drgania, generowało podmuchy powietrza, a nawet wykorzystywało zapachy.
To był zupełnie inny sposób myślenia. Stereoskop próbował przekonać wzrok, że płaski obraz ma głębię. Heilig próbował oddziaływać na więcej zmysłów naraz, żeby wzmocnić wrażenie, że człowiek znajduje się gdzie indziej. Sensorama nie stała się masowym produktem, ale sama idea brzmi dziś znajomo. Kiedy współczesne systemy VR dodają haptykę, ruch powietrza czy inne bodźce, wracają do tego samego marzenia: im więcej zmysłów dostaje spójne sygnały, tym łatwiej uwierzyć w sztuczne otoczenie.
Świat musiał nauczyć się ruszać razem z człowiekiem
Sensorama potrafiła otoczyć użytkownika bodźcami, ale nadal prezentowała z góry przygotowane doświadczenie. Kolejny problem był trudniejszy. Jeśli wirtualny świat ma naprawdę otaczać człowieka, obraz powinien zmieniać się wtedy, gdy człowiek zmienia kierunek patrzenia.
W latach 60. Ivan Sutherland wraz ze swoim zespołem pracował nad systemem wyświetlającym komputerowo generowaną scenę na ekranach umieszczonych przed oczami użytkownika. Pod koniec lat 60. powstała konstrukcja, którą dziś często wskazuje się jako jednego z najważniejszych przodków współczesnych gogli VR.
Najważniejsze nie było nawet to, że ekran znajdował się przy głowie. Kluczowe było śledzenie ruchu głowy. Gdy użytkownik obracał głowę, komputer odpowiednio zmieniał perspektywę. Obraz zaczynał więc zachowywać się jak prawdziwe otoczenie: kiedy użytkownik patrzył w inną stronę, perspektywa zmieniała się razem z nim.
Sprzęt był ogromny, a część konstrukcji trzeba było podwiesić do sufitu. Stąd przydomek Sword of Damocles, czyli Miecz Damoklesa. Sama grafika była bardzo prosta, zbudowana głównie z linii. Mimo to właśnie tutaj pojawia się element, bez którego współczesną VR trudno sobie wyobrazić: świat nie tylko jest przed oczami, ale również reaguje na to, gdzie patrzysz.
Skoro można się rozejrzeć, to chciałoby się jeszcze czegoś dotknąć
Kiedy udało się powiązać obraz z ruchem głowy, następne pytanie nasuwało się samo: czy użytkownik może zrobić w tej przestrzeni coś więcej niż tylko się rozglądać? W latach 80. coraz więcej eksperymentów skupiało się właśnie na interakcji.
NASA Ames Research Center rozwijało system VIEW, czyli Virtual Interface Environment Workstation. Użytkownik zakładał stereoskopowy wyświetlacz, a system mógł śledzić jego pozycję i reagować na różne działania. W podobnym okresie rozwijano też DataGlove, związaną z pracami Thomasa Zimmermana i VPL Research. Rękawica była wyposażona w czujniki pozwalające komputerowi odczytywać ułożenie dłoni i palców.
To zmieniało charakter całego doświadczenia. Człowiek nie musiał już być tylko widzem. Mógł zacząć działać wewnątrz cyfrowej przestrzeni. Jeśli dzisiaj podnosisz kontroler Questa, widzisz w grze własną rękę i chwytasz wirtualny przedmiot, korzystasz z idei, nad którymi pracowano na długo przed pojawieniem się współczesnych gogli.
Wirtualna rzeczywistość dostaje nazwę
Pod koniec lat 80. poszczególne elementy zaczęły układać się w coraz bardziej rozpoznawalną całość. Ważną postacią tego okresu był Jaron Lanier, założyciel firmy VPL Research. To właśnie z Lanierem często łączy się upowszechnienie określenia virtual reality, które w tym okresie zaczęło funkcjonować szerzej.
VPL rozwijało między innymi gogle i rękawice pozwalające użytkownikowi oglądać komputerowy świat i wykonywać w nim gesty. Coraz wyraźniej było widać, że chodzi o coś więcej niż trójwymiarowy ekran. Ideą stawało się wejście do cyfrowej przestrzeni i możliwość działania w niej.
Brzmiało to jak przyszłość, która miała być tuż za rogiem. I właśnie wtedy pojawił się problem, który w historii VR będzie wracał jeszcze wielokrotnie: wyobraźnia potrafi wyprzedzić sprzęt o dobrych kilka lat.
Lata 90. obiecały VR, zanim technologia była na nią gotowa
W latach 90. wirtualna rzeczywistość zaczęła mocno działać na wyobraźnię. Pojawiały się systemy arcade, eksperymentalne urządzenia i wizje świata, w którym za chwilę wszyscy będziemy regularnie przenosić się do cyfrowych przestrzeni.
Tyle że stworzenie przekonującego wirtualnego świata wymaga bardzo dużo. Obraz musi być odpowiednio szybki, ruch użytkownika trzeba dokładnie śledzić, a reakcja systemu nie może przychodzić z irytującym opóźnieniem. Do tego dochodzą masa urządzenia, jakość ekranów, moc komputerów i cena. W latach 90. rzadko udawało się połączyć wszystkie te elementy na wystarczająco dobrym poziomie.
VR nie zniknęła, ale przestała wyglądać jak technologia, która za moment stanie się codziennością. Pomysł musiał poczekać, aż reszta elektroniki go dogoni.
Oculus nie wymyślił VR. Pomógł jej wrócić
Kiedy w 2012 roku Oculus Rift pojawił się na Kickstarterze, wirtualna rzeczywistość miała za sobą już długą historię prób, sukcesów i rozczarowań. Projekt nie zaczynał więc od zera. Trafił natomiast na moment, w którym wiele wcześniejszych problemów zaczęło znikać równocześnie.
Małe wyświetlacze były coraz lepsze. Czujniki ruchu stały się niewielkie i znacznie tańsze. Komputery potrafiły generować coraz bardziej złożone trójwymiarowe sceny, a rozwój smartfonów sprawił, że potrzebne podzespoły produkowano na ogromną skalę.
Oculus wykorzystał ten moment i ponownie rozpalił zainteresowanie VR. Kilka lat później na rynku było już coraz więcej konsumenckich gogli, a kolejnym ważnym krokiem stały się urządzenia samodzielne, niewymagające podłączenia do potężnego komputera. To właśnie dzięki nim VR zaczęła przypominać sprzęt, który można po prostu wyjąć z pudełka, założyć i uruchomić.
Nie ma jednej daty narodzin VR
Patrząc dziś na współczesne gogle, łatwo potraktować VR jak wynalazek ostatnich kilkunastu lat. W rzeczywistości kryje się w nich kilka znacznie starszych idei. Stereoskop pokazał, jak stworzyć wrażenie głębi. Sensorama próbowała otoczyć człowieka wieloma bodźcami. System Sutherlanda sprawił, że cyfrowy obraz zaczął reagować na ruch głowy. Późniejsze eksperymenty dodały możliwość działania w wirtualnej przestrzeni.
Dlatego pytanie „kto wynalazł VR?” nie ma jednej prostej odpowiedzi.
I chyba właśnie dlatego jej historia jest ciekawsza niż zwykła lista modeli gogli. Za współczesnym zestawem VR stoi nie jeden wielki przełom, lecz bardzo długa seria prób odpowiedzi na to samo pytanie: jak sprawić, żeby człowiek nie tylko zobaczył sztuczny świat, ale przez chwilę poczuł, że naprawdę się w nim znajduje?