The Voices of VR Podcast

你好

我的名字是Kent Bye，欢迎来到《虚拟现实之声》播客。在今天的节目中，我将探讨虚拟现实的历史，与两位VR领域的领先开创者，Fred Brooks和Henry Fuchs进行交流。Fred Brooks和Henry Fuchs 都在北卡罗来纳大学，和卡罗来纳艺术学院一起研究一个全新的沉浸式叙事项目，地点位于北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆，他们的实验室被称为媒体与新兴技术实验室（Media and Emerging Technology Lab），也被简称为“metal”。

他们举行了一天的峰会，称为未来现实峰会（Future of Reality Summit），邀请我担任开场主旨发言以及主持一系列面板讨论，一天大约有六场讨论，其中包括与Fred Brooks和Henry Fuchs的对话。我们深入探讨了虚拟现实的不同阶段，包括最初的《达摩克利斯之剑》（Sword of Damocles）的创造，以及Henry Fuchs与Ivan Sutherland在犹他大学的合作。Fred Brooks在1965年被Ivan Sutherland的演讲所启发，随后刚刚在北卡罗来纳大学创建了计算机科学系，并决定真正专注于计算机图形学。

我对此非常好奇，想要了解虚拟现实的最初创造与1989年VPL的首个商业产品出现之间发生了什么事情，以及随后在90年代的情况，再到现代消费级虚拟现实的第三波浪潮，以及2012年以来Oculus Rift和后续的发展。所以这就是我们在今天的《虚拟现实之声》播客中要涵盖的内容。这场与Fred和Henry的访谈发生在2018年11月6日，地点在北卡罗来纳大学艺术学院的未来现实峰会。

让我们开始吧

我对这个面板讨论非常兴奋。Henry Fuchs和Fred Brooks都参与虚拟现实很长时间，几乎是从一开始。Fred，你在1965年看到Ivan Sutherland的演讲，所以也许从你对那次演讲的体验开始对此很好。然后Henry，你可以谈一谈你是如何进入这个沉浸式空间的。

Fred: 我带大家回到1965年，实际上我得回到1964年。我在查佩尔山创建了计算机科学系。我们是美国第二个独立的计算机科学系，并不是电子工程或数学博士项目的一部分，普渡大学比我们早了6个月。那时候我们在认真考虑，想要强调哪些研究领域。我们决定计算机图形学是我们的一个优秀领域。那么，计算机图形学里该做些什么呢？我记得我在1965年春季参加了Ivan演讲的会议。他给了一个了不起的演讲，但他说了一句改变我生活的话：不要把那个东西想成一个屏幕，而是把它看作一个窗户，透过窗户，你可以看到一个虚拟世界。计算机图形学的挑战是让窗户里的画面看起来真实、听起来真实、移动真实、感觉真实。从那时起，我们一直在为此努力。

Henry: 那我呢？我在斯坦福大学进行独立研究，导师是你们中有些人可能听说过的，个人计算机之父。在1969年，他向我展示了1968年的一篇论文，题目是《头戴式三维显示器》（Something like a head mounted three-dimensional display）由Ivan Sutherland撰写。那时我之前在加州的JPL参与图形学，但我从未听说过可以戴上耳机，在你身边看到物体的想法。你可以四处走动，还可以移动它们，它们与您的空间共享。哇，所以Alan（刚从犹他大学毕业）说，你可能想考虑去犹他大学读研究生。这改变了我的人生。

当我到达那里时，Ivan Sutherland和Dave Evans已经创建了一家名为Evans and Sutherland的公司。当我在1970年到达时，有几位对交互式3D图形感兴趣的人，例如你们可能听说过的Ed Catmull（迪士尼影业的负责人）和Jim Clark（硅谷图形公司的创始人）以及其他公司。但是那里没有全职的图形教师，他们都在各自的公司中工作。因此，那是一个非常有趣的时期。那时与现在的区别在于，我们都对此感到兴奋，但这是一个非常深奥的领域，就像采集某种特定类型的蝴蝶一样。我告诉人们我们在做什么时，首先是你在做计算机相关的事情？然后是什么，你在处理图像？还有你说的是什么小子集？这听起来就像是某种小蝴蝶的一部分。我不认为我们中任何人都意识到这会变成大多数人都知道的东西。

消费级虚拟现实的现状

今天我们谈论的是消费级虚拟现实，还有像Simon Wardley这样的人，他们查看技术扩散曲线。他所说的有四个不同的阶段：第一个阶段是学术理论。我认为我们可以指向1965年的《终极展示》（Ultimate Display）作为学术论文，然后1968年Ivan Sutherland的《达摩克利斯之剑》。他首先提出了这一愿景，并且亲自实现了它。因此，从理论到实际的商业企业应用，最终出现了商业应用，这可以追溯到1980年代的Jaron Lanier。但是我对从《达摩克利斯之剑》到我们首个公众商业虚拟现实产品之间的那段时间了解不多。在这段时间里，行业发生了什么？飞行模拟器？发生了什么事情？

Fred: 飞行模拟器当然可以追溯到二战和链接训练器（Link Trainer），即便到今天，最好的虚拟现实体验仍然是飞行模拟器。我见过的最好的模拟器是位于伦敦英国航空公司的模拟器设施内，价值1,300万美元的707模拟器。我有机会飞了2个小时，这是虚拟现实体验，但付出了1,300万美元。因此，这项技术一直在并行发展，飞行模拟是理想的增强现实（AR）体验，因为你能够接触的所有内容都是真实的，而所有虚拟的内容都在屏幕中。因此，从真实的触觉、真实的声音等方面来看，这是理想的应用。

另一方面，人们受到不同地方的探索。我的第一段虚拟现实经历实际上是在沃伦·罗宾内特（Warren Robinette）那时NASA构建了一个小系统，我记得他的系统里有一些不错的功能，像你可以乘坐的电梯，并且有一个虚拟墙覆盖在真实墙上。所以我记得我伸手去看 Corner 是如何与真实的墙角对齐的。因此，在实质上，学术和探索领域发生了很多事情。从我的角度看，那是当时发展的技术。

当我在1970年到达犹他大学时，Ivan已经专注于公司的运营，虽然他对人们可能为学位论文的方向有一些想法，但这并不是他的全职工作。因此当时甚至有一些东西被开发。例如，1968年的系统完全是线条绘制系统，你在房间里看到的都是在黑色背景上的白色线条。这些线条就像小光线段，你可以在它们周围走动，可以移动它们，这很棒，但是它并不是光栅图像。在犹他大学，1970年，有一个人建造了据我所知的第一个实时光栅图像系统，你可以输入多边形，最后输出的是视频。这实际上是第一个通用飞行模拟器的基础。

假如你想加入VR团队，我认为我们可以为飞行模拟器行业给予一些间接的功劳。当然，正如Fred提到的，飞行模拟器可以追溯很久，但当时最好的模拟器由通用电气（GE）制作，每个多边形都有一个处理器。你能想象吗？每个多边形都有一个处理器。想想现在，我们可以处理数百万个多边形，但他们为每个多边形都有一个硬件盒。

从过往说出未来

团队中的Gary Watkins所建造的第一个通用模拟器并不在乎这些多边形的位置，可以输入多边形并输出视频。如果你超负荷（即输入太多多边形），那就会在扫描线上出现一点故障，或者可能出现一些错误，但是那仍然可以追赶。实际上生成实时视频。然后，关于跟踪系统的问题，顺便说一下，如果你想知道VR术语中有什么问题，《达摩克利斯之剑》只是Ivan系统的机械备份老式跟踪器。真正的主要跟踪器是1968年的六自由度超声波无接触跟踪器。你明白了吗？如果你查看1968年的论文，有两幅图，显示了两种不同的跟踪器。他有一个超声波跟踪器，发射器在头上，接收器在天花板上。

所以，实际上《达摩克利斯之剑》是当超声系统工作不正常时备用的东西，但它没有任何延迟。在超声波系统中也几乎没有延迟。原因是设计它的人Chuck Seitz是国家科学院的成员。每个接收器中都有硬件来接收三个发射器的各自延迟信息。每一个接收器平行处理信息。哈佛大学就有一个本科生的硕士论文讲述了这个超声波跟踪器，专门讲述如何通过知道每个发射器与接收器之间的距离，来确定这些发射器的三维位置。

总之，1968年有很多技术进步。在1968年之后，当Sutherland走向其他领域时，从我的角度来看，似乎进入了沙漠。我们中有几个人在尝试做一些事情。例如，如何在图形系统中定义一个大众车（Volkswagen）？Sutherland只是指派一个班级用测量尺来完成它。但你真正想要做的是想方设法用激光扫描器从不同的视角扫描，然后将它们整合在一起。因此，这个方向确实在发展。实际上，你需要一种比这个超声波系统更好的跟踪系统，因为超声波系统有很多与气流和温度相关的问题。因此，在80年代开发了一些跟踪系统，例如自我跟踪器（Self Tracker），使用光学传感器在房间内确定你的位置。现在最新的系统通常使用这一方式。

需要的各种技术不断进步。70年代如果你想做实时，则可以从Sutherland Evelyn Sutherland那里获得，价格约为每通道100万美元。据我所知，只有一个人成功筹集了资金来购买。但是，由于它基本上是为飞行模拟器而设计的，效果并不理想。因此，所有不同部分所需的技术得到了开发。

到了80年代末，人们终于开始能够将这些东西拼凑在一起，以便向公众销售，这就是VPL与Jaron Lanier所做的。特兰景如交易/Sutherland的论文激发了他去制作，进入90年代，我们确实看到了第一次商业虚拟现实的爆发。其故事可能会取得，但技术却并未完全准备好能够做到我们今天所拥有的一切，但它至少证明了潜力，并真正推动了一个行业的发展。就你所处的角度而言，90年代VR的爆发您是如何体验的？

Henry: 这最能体现的就是会议的名字：热潮、炒作和希望（Hype and Hope）。那时候的热炒比希望多。我们在领域中工作，构建自制头戴式设备，打造Gary Bishop的出色跟踪系统。但我们为商用显示设备支付了很多钱，而系统的其他部分还需要拼凑。我在90年代最重要的经历是在1992年我和妻子计划厨房改造。我们为厨房建立了一个模型，到那个时候，我们的跟踪效果真的很好。于是我带她进来看看厨房模型，看看需要改变什么。结果发现，这对我们很有价值，因为我们得出了从图纸上无法发现的结论：中间的水槽两侧各有两个悬吊柜，这破坏了房间的空间感，所以影响了整个房间感觉。我们不可能发现这一点。如果不是跟踪技术的原因，除了我在那之后感到晚餐对她的血糖帮助下降非常快，就很快就感到恶心。显然设备的延迟问题也让她感到不适。

说到90年代的经历，使用模型来决定厨房的设计对我和实验室来说是一个重要里程碑。我觉得90年代是一个令人兴奋的时期，因为该时期可以构建真实系统。炒作最终带来了资金。80年代，关于这个概念没有任何术语。当没有术语时，就没有社区，也没有对这一切的理解。我记得和人们谈论我们如今熟悉的概念时，必须从零开始，例如我们的一位学生Gary Bishop在80年代构建的出色跟踪系统，他已经理解到了如果跟踪一个东西，你不能以每秒30帧跟踪。他在论文中写道：“我们需要每秒大约1000帧的速度来跟踪。”等到现在我们都已经知道，但在1985年，要向别人解释这一点，真是太麻烦了。等一下，你是想在头上弄一个东西？为什么呢？接着，你真的要在头上放一些传感器？整个事情对他们来说简直是不成立的。因此，我认为Jaron Lanier所做的事情是极为重要的，因为他教会了这个世界VR的概念。

这种感觉在1990年左右开始受到了重视。由于越来越多的VR资金，使得更多人愿意进行投资。尽管在80年代没有人在意，但1991年我们能够带着像“如果你把东西放在头上可能看到山那一边”这样的提案去DARP，但在1980年代却没有人理解这一点。在90年代，种种现象开始得以改变。不是仅仅有一两家公司在做这方面，突然变成了国际聚会，所有实时系统、显示、跟踪、交互和应用的关键领域开始兴起。

Oculus的到来与未来的希望

我在2014年1月1日买了一台Oculus Rift，3月参加了IEEE VR会议，就在Facebook以20亿美元收购Oculus之后。在推特上，我追踪Sebastian Koonce的演讲，听到他提到，你修改了自己的演讲以对应Facebook所做的事情。有很多创新，其中有Mark Bolas和FOB等。Facebook收购Oculus在某种程度上标志着许多人对整个行业的信号，表明：好的，这是真正的。虽然在这件事上曾有过许多担忧，但这确实是一个转折点。

Fred:是的，那时具有足够的创新并非仅限于1990年代。今天跟踪系统已经在很大程度上机电一体化，但这不是真的。那些希望在过去数十年中真正实现被创新的目标。由于最新的竞争心态，有些公司想要进入这个领域，试图进入每一个细分领域。今天的情况远比上世纪90年代多。

我最近也看到的一点是，尽管Facebook购买Oculus确实改变了VR领域，但1亿美元仍需变现。由于许多市场应用目前并不广泛可用，生意人可能会感到不安，他们不知道如何产生收入。但是从几个方面来看，许多资金都投入在这一领域进行应用，而这些应用又会刺激各种为生存而生的行业。

Henry: 面对这样的问题，虽然前方的道路还很长，我认为尤其是对于那些已经进入VR和AR领域的公司以及投资者都是如此。我们可能只是在游戏、电视和社交媒体的世界里，在虚拟世界中工作。也许需要一场教育来吸引投资者，让他们看到VR的潜力。此时，我也很高兴地看到，专业团体在继续开发新的技术。

Fred: 我确实觉得在设计、生物医学功能、康复、i.e.低碳长的变化和人们的工作场所都有实际用途。最值得关注的是，行业正在迅速变化，可能会改变世界，并不断吸引专业人员来参与此事。重点在于找到一种方法，让整个生态系统在时间上成为一种标准化的解决方案。而且我已经看到了，即便在这之前，我们与整数的合作至少会刺激学校和学术界。

结尾的话

感谢您的收听。今天我们与Henry Fuchs和Fred Brooks进行了愉快的访谈，他们表示目前在康奈尔大学计算机科学系工作，并且他们在虚拟现实领域是长期的创新者。我从这次访谈中得出了许多不同的想法，尤其是Henry最后所说的“保持信念”。我认为这主要受到他务实的性格影响，并且自70年代起便参与虚拟现实的发展。在经历了VR的几次冬天后，我们期待看到未来因技术重现而带来的潜力。

我想再次感谢您收听《虚拟现实之声》播客，并特别感谢北卡罗来纳大学艺术学院的未来现实峰会（Future of Reality Summit），感谢他们邀请我来主办这次活动，让我能够与许多不同的人共享这一系列的面板讨论。我也要感谢我的Patreon支持者，因为没有你们的支持，我无法进行目前的工作。这是一个由听众支持的播客，因此我依赖于您这样的听众的捐款，才能够继续提供这样的覆盖。如果您喜欢的话，请考虑成为Patreon会员，每月5美元会产生巨大的影响，以确保我能够继续为您带来这种类型的内容。

今天就到这里，谢谢您的聆听！