Jak powstawała rzeczywistość wirtualna. Komentarz prof. Ryszarda Tadeusiewicza
Rzeczywistość wirtualna coraz mocniej wkracza w nasze codzienne życie. Profesor Ryszard Tadeusiewicz z AGH opisuje, w jaki sposób ta technologia się rodziła
Wymieniając różne awangardowe osiągnięcia współczesnej techniki (komputery, Internet, telefony komórkowe, roboty itd.) z całą pewnością bylibyśmy skłonni dodać do nich rzeczywistość wirtualną. Dzięki odpowiednim okularom (przypominającym trochę maskę do nurkowania) możemy znaleźć się w generowanym komputerowo otoczeniu, w którym wszystkie widziane obiekty są trójwymiarowe. Co więcej - przy użyciu odpowiedniego wyposażenia (specjalne elektroniczne rękawice, czujniki ruchu, wymyślne elektryczne bieżnie) możemy w tej cyfrowo wyimaginowanej przestrzeni działać i obserwować skutki swojego działania.
Spróbuję opowiedzieć, jak się to wszystko zaczęło.
Świadomość tego, że dla uzyskania wrażenia trójwymiarowości trzeba dla każdego oka przygotować odpowiednio przesunięty obraz, pojawiła się dość dawno temu. Pierwszym, który to wykorzystał w praktyce, był Charles Wheatstone, angielski fizyk. Zbudował on w 1838 roku urządzenie, które nazwał stereoskopem, pozwalające widzieć trójwymiarowo obrazy. Wykorzystywał specjalne obrazki przygotowane odpowiednio dla lewego i prawego oka. Urządzenie to udoskonalił David Brewster i zostało ono wykorzystane w postaci fotoplastykonów, które w latach 80. XIX wieku spopularyzował August Fuhrmann.
Rozwój techniki w kierunku współczesnej rzeczywistości wirtualnej nastąpił za sprawą wojska. W okresie po I wojnie światowej wszystkie kraje starały się rozbudować swoje siły powietrzne, wiedząc, że przyszła wojna będzie w znaczącym stopniu wojną lotniczą. Budowanie dużej liczby samolotów było łatwiejsze niż szkolenie pilotów, których początkowo musiano trenować podczas rzeczywistych lotów z instruktorem. Było to bardzo kosztowne, więc Edwin Link zaproponował w 1931 roku urządzenie, które było symulatorem lotu. W stosunku do obecnie stosowanych symulatorów szkolących pilotów i astronautów było to oczywiście urządzenie bardzo prymitywne, ale podobno w czasie II wojny światowej przeszkolono na nim 500 tysięcy lotników.
Podstawowym problemem w symulatorach wojskowych (a potem także cywilnych) było to, by do oczu szkolonej osoby dostarczać trójwymiarowy obraz otoczenia, zmieniający się zgodnie z przebiegiem symulowanego lotu (lub innej aktywności). Do tego celu opracowano wiele urządzeń. W 1962 roku powstało urządzenie w formie sporej szafy, w którym siedzący użytkownik miał głowę umieszczoną w specjalnej obejmie, gdzie wyświetlany był stereoskopowy ruchomy obraz (oddzielny projektor dla każdego oka). Urządzenie to, zwane Sensorama, zbudowane było przez Mortona Heiliga i miało bardzo szerokie możliwości. Obok stereoskopowych ruchomych wrażeń wizyjnych aparat dostarczał użytkownikowi dźwięki, zapachy i wibracje, oraz dodatkowo miał zainstalowany wentylator symulujący powiew wiatru. Co ciekawe, Heiling nie opatentował swojej konstrukcji, ale wyprodukował 10 egzemplarzy Sensoram, z których 4 działają do dziś.
Jednak wirtualna rzeczywistość wymagająca wciskania się do specjalnej szafy nie miała większych szans na rozpowszechnienie, więc punktem zwrotnym w rozwoju tej techniki było stworzenie urządzeń nazywanych HMD (Head Mounted Display - wyświetlacz umieszczany na głowie). Są spory co do tego, kto zastosował owo urządzenie jako pierwszy. Wymieniany jest Ivan Sutherland, twórca słynnego Sketchpada, oraz Thomas A. Furness. Ten drugi w 1989 roku stworzył dedykowane laboratorium HITLab (Human Interface Technology Lab), w którym rozwijał kolejne konstrukcje HMD. Nazwę „rzeczywistość wirtualna” do powszechnego użycia wprowadził Jaron Lanier, którego firma VPL Research jako pierwsza zaczęła zarabiać na tej technice.
O tym, co działo się później, opowiem w felietonie przyszłotygodniowym.