Od 1957 do Danes - Zgodovina Razširjene Resničnosti

Razširjena resničnost (ang.: Augmented Reality) je tehnologija, ki omogoča povezavo med izkušnjami iz resničnega sveta in digitalnimi vsebinami, ki jih predvaja na za to namenjenih napravah oz. očalih razširjene resničnosti (ang.: AR glasses).

Ideje so od nekdaj prehitevale zmožnosti tehnologij in tako je bilo tudi maja leta 1957, ko je Morton Helig svetu predstavil prvi patent naprave za razširjeno resničnost. Prvi patent se je imenoval "Stereoskopski Televizijski Aparat Za Individualno Uporabo", avtor ga je opisal z naslednjimi besedami:

"Moj izum na splošno vsebuje naslednje elemente: votlo ohišje, par optičnih enot, par enot televizijskih cevi, par slušalk in par šob za izpuščanje zraka, ki delujejo tako, da uporabnik lahko udobno vidi slike, sliši zvok. Drugi cilj je zagotoviti sredstva, s katerimi se lahko optične in televizijske enote individualno nastavijo tako, da so navedene enote v pravilnem položaju glede na uporabnikove oči in druga glede na drugo."

Sensorama Simulator, je bila nadgradnja sistema, leta 1962. Stereoskopska naprava, ki je zagotavljala stereoskopski par ločenih slik, ki so ustrezale paralaktično pomaknjenim pogledom na isti predmet, kot npr. 3D pregledovalniki diapozitivov. Sensorama je bila namenjena popolnemu potopu posameznika v filmsko izkušnjo. Za svoj izum je Helig ustvaril tudi šest kratkih filmov, ki jih je posnel, produciral in zmontiral sam. Naslovi filmov Sensorama so bili: Motocikel, Belly Dancer, Dune Buggy, Helikopter, A date with Sabina in I'm a Coca Cola bottle!

Morton Helig je v patentnem zahtevku zapisal, kar drži še danes:

"Danes je vse več zahtev po načinih in sredstvih za učenje in usposabljanje posameznikov, ne da bi bili ti dejansko izpostavljeni morebitnim nevarnostim v določenih situacijah. Oborožene službe morajo na primer usposabljati ljudi za delovanje in vzdrževanje izjemno zapletene in potencialno nevarne opreme, pri čemer je zaželeno, da se ljudje izobražujejo z najmanjšo možno nevarnostjo za njihova življenja in morebitno škodo na dragi opremi." Po drugi strani se industrija sooča s podobnim problemom zaradi današnjega hitrega razvoja avtomatskih strojev. Tudi tu je zaželeno usposobiti delovno silo brez spremljajočih tveganj."

Leta 1961 sta Comeau in Bryan, inženirja družbe Philco Corporation razvila prvega predhodnika na glavo nameščenih ekranov HMD (Head Mounted Displey), kot ga poznamo danes - Headsight. Vključeval je neodvisen video zaslon za vsako oko in magnetni sistem za sledenje gibanju, ki je bil povezan s kamero zaprtega kroga. Headsight dejansko ni bil razvit za uporabo v virtualni resničnosti (ta izraz takrat še ni obstajal), temveč je omogočal potopno gledanje nevarnih situacij na daljavo v vojski. Gibi glave so premikali oddaljeno kamero, kar je uporabniku omogočalo naravno opazovanje okolja. Headsight je bil prvi korak v razvoju naglavnih zaslonov za navidezno resničnost, vendar ni vključeval računalniškega in slikovnega ustvarjanja.

T.i. "oče" grafične kartice Ivan Sutherland, je leta 1965 objavil članek, v katerem je opisal koncept "Ultimate Display", ki lahko simulira resničnost do te mere, da je ni mogoče razlikovati od dejanske resničnosti.

Njegovi koncepti so vključevali:

• Navidezni svet, gledan prek HMD, ki je videti realističen zaradi razširjenega 3D zvoka in taktilnih povratnih informacij;
• Računalniško strojno opremo za ustvarjanje navidezne besede in njeno vzdrževanje v realnem času;
• Zmožnost uporabnikov, da realistično komunicirajo s predmeti v virtualnem svetu.

Ivan Sutherland:

""Končni prikaz bi bil seveda soba, v kateri lahko računalnik nadzira obstoj materije. Stol, prikazan v takšni sobi, bi bil dovolj dober, da bi na njem lahko sedeli. V takšni sobi prikazane okove bi bile omejujoče, v takšni sobi prikazana krogla pa bi bila smrtonosna. Z ustreznim programiranjem bi bil takšen prikaz lahko dobesedno čudežna dežela, v katero je vstopila Alica."

Leta 1968 sta Ivan Sutherland, profesor računalniških znanosti z univerze Harvard in njegov študent Bob Sproull ustvarila prvi naglavni prikazovalnik VR/AR "Demoklejev Meč", ki je bil povezan z računalnikom in ne s kamero. To je bil velik in okoren stroj, ki je bil pretežak, da bi ga uporabnik lahko udobno nosil, in je bil obešen s stropa (od tod njegovo ime). Uporabnik je moral biti v napravo tudi pripet. Računalniško ustvarjena grafika je bila zelo primitivna, v obliki žičnih okvirjev prostorov in predmetov, vendar je naprava jasno pokazala, da je ustvarjanje umetnega ali simuliranega okolja tehnično izvedljivo.

Leta 1969 je Myron Kruegere, nadarjeni računalniški umetnik, razvil vrsto izkušenj, za katere je skoval besedno zvezo "umetna resničnost". Kruegerejeva umetna resničnost je vključevala računalniško ustvarjena okolja, ki so lahko sodelovala in se odzivala na ljudi v njih. Projekti z imeni "GLOWFLOW", "METAPLAY" in "PSYCHIC SPACE" so bili napredek v njegovih raziskavah, ki so na koncu pripeljale do razvoja tehnologije, ki jo je imenoval "VIDEOPLACE". Ta tehnologija je ljudem omogočila, da so kljub oddaljenosti več kilometrov med seboj komunicirali v odzivnem računalniško ustvarjenem okolju.

Leta 1970 Michael H Freeman izumi HUD (Head-up displays). Vlogo za patent je vložilo podjetje Pilkington PE Ltd.

Tudi po vseh teh ponavljajočih se korakih v razvoju navidezne resničnosti še vedno ni bilo splošnega izraza, ki bi opisoval to področje. To se je spremenilo leta 1987, ko je Jaron Lanier, ustanovitelj laboratorija za vizualno programiranje (VPL), skoval (ali po mnenju nekaterih populariziral) izraz "virtualna resničnost". Raziskovalno področje je dobilo trajno ime. Jaron je prek svojega podjetja VPL razvil vrsto opreme za navidezno resničnost, vključno z napravo Dataglove (skupaj s Tomom Zimmermanom) in naglavnim zaslonom EyePhone. Bila sta prvo podjetje, ki je prodajalo očala za navidezno resničnost (EyePhone 1 9.400USD; EyePhone HRX 49.000USD) in rokavice (9.000USD). Tehnologija rokavic velja za pomemben razvoj na področju haptike virtualne resničnosti - virtualnega dotika/čutenja.

V letu 1990 se Tom Caudell, raziskovalec v Boeingu skuje izraz "Augmented Reality".

Do leta 1991 so se začele komercializirati številne naprave za navidezno resničnost, ki so bile namenjene široki javnosti, čeprav je bilo lastništvo najsodobnejše navidezne resničnosti v gospodinjstvih še vedno daleč na dosegu roke. Skupina Virtuality Group je začela prodajati vrsto arkadnih iger in naprav. Igralci so nosili očala za navidezno resničnost in igrali na igralnih napravah s potopnimi stereoskopskimi 3D-vizualnimi vsebinami v realnem času (z zakasnitvijo manj kot 50 ms). Nekatere enote so bile tudi povezane v omrežje, da so omogočale igranje za več igralcev.

Louis Rosenburg, raziskovalec v Armstrongovem raziskovalnem laboratoriju USAF, je leta 1992 ustvaril "Virtual Fixtures", ki je bil eden prvih popolnoma delujočih sistemov razširjene resničnosti.

Podjetje Sega je leta 1993 na sejmu zabavne elektronike najavila naglavni komplet Sega VR za konzolo Sega Genesis. Prototipna naglavna slušalka z ovitjem je imela sledenje položaju glave, stereo zvok in zaslone LCD, vgrajene v vizir. Sega je sprva nameravala izdelek tržiti po ceni približno 200 dolarjev. Vendar je bilo podjetje zaradi velikih inženirskih težav prisiljeno projekt prekiniti v fazi prototipa, čeprav je Sega ustvarila štiri igre posebej za to platformo izdelka. Sega VR se je na koncu končala s komercialnim neuspehom.

Nintendo Virtual Boy (prvotno znan kot VR-32) je bila 3D igralna konzola leta 1995, ki naj bi bila prva prenosna konzola s pravo 3D grafiko. Sprva je bila izdana na Japonskem in v Severni Ameriki po ceni 180 USD, vendar je bila kljub številnim znižanjem cene prav tako komercialno neuspešna. Razlogi za ta neuspeh naj bi bili pomanjkanje barvne grafike (igre so bile prikazane v rdeči in črni barvi), pomanjkanje programske podpore in težavna uporaba konzole v udobnem položaju. Naslednje leto je bilo trženje prekinjeno.

Leta 1997 je Ronald T. Azuma v svojem delu "A Survey of Augmented Reality" preučil različne načine uporabe razširjene resničnosti, kot so medicina, proizvodnja, raziskave, mehansko upravljanje in zabava.

V prvih petnajstih letih 21. stoletja je prišlo do velikega in hitrega napredka pri razvoju navidezne resničnosti. Hirokazu Kato je leta 2000 razvil odprtokodno programsko knjižnico ARToolKit. Ta paket pomaga drugim razvijalcem pri izdelavi programov za razširjeno resničnost. Knjižnica uporablja sledenje videoposnetkom za prekrivanje navidezne grafike na resničnem svetu.

Računalniška tehnologija, zlasti majhne in zmogljive mobilne tehnologije, se eksponentno izboljšujejo, cene pa se počasi nižajo. Razvoj pametnih telefonov z zasloni visoke gostote in 3D grafičnimi zmogljivostmi je omogočil nastanek nove generacije lahkih in praktičnih naprav za razširjeno resničnost. Industrija je zamenjala video igre in tako še naprej spodbuja razvoj virtualne/razširjene resničnosti tako za potrošnike kot podjetja in organizacije. Sklopi senzorjev kamer za zaznavanje globine, krmilniki in sledilniki gibanja, ter naravni človeški vmesniki pa so že del vsakodnevnih človeških opravil.

Viri:

• Morton Helig
• Google Patents