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A história e a ciência dos fones de ouvido de realidade virtual

A história e a ciência dos fones de ouvido de realidade virtual

Você estaria perdoado se pensasse que a onda atual de fones de ouvido de realidade virtual é um fenômeno moderno. Obviamente, houve algumas tentativas embaraçosas - e fracassadas - de capitalizar a mania da realidade virtual do início dos anos 1990 e, para a maioria das pessoas, isso ocorre desde o início da realidade virtual. A verdade é que a realidade virtual é muito, muito mais antiga.

A ciência por trás da realidade virtual foi explorada pela primeira vez em um sentido prático já em 1800, mas alguns podem argumentar que remonta a Leonardo da Vinci e as primeiras explorações de perspectiva em pinturas da época. Então, como funcionam os fones de ouvido de realidade virtual e por que demorou tanto para que se tornassem, bem, uma realidade?

A ciência por trás do fone de ouvido de realidade virtual

Um fone de ouvido de realidade virtual funciona devido a um conceito fisiológico conhecido como estereopsia. Você pode não ter ouvido o nome próprio, mas sabe sobre ele; isso se refere à nossa capacidade de perceber a profundidade por causa das sutis diferenças horizontais na imagem que cada olho recebe quando olhamos para algo.

Feche um olho e foque em algo com o olho aberto, agora feche esse olho e abra o outro enquanto ainda olha para o objeto e você pode ver claramente a diferença horizontal da qual estamos falando.

Esses dois ângulos de visão diferentes são processados ​​por nossos cérebros e a profundidade relativa é calculada com base na divergência das imagens. Se eles mal divergem, então sabemos que o objeto está longe. Se eles divergem significativamente, o objeto está mais perto de nós.

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Os pintores da Renascença compreenderam isso intuitivamente à medida que desenvolveram o conceito de perspectiva em sua arte, e Da Vinci chegou dolorosamente perto de descobrir a fisiologia que produzia a percepção de profundidade, mas a descoberta real e formal da estereopsia não ocorreria até o século XIX.

Sir Charles Wheatstone, o físico inglês que produziu muitas invenções ao longo de sua carreira - a mais famosa ponte de Wheatstone - foi a primeira pessoa a descobrir a base científica para nossa capacidade de perceber a profundidade.

Escrevendo em seu trabalho Contribuições para a fisiologia da visão, Wheatstone faz a descoberta essencial de que o grau de dissimilaridade entre as imagens projetadas na retina é o que dá origem à perspectiva e à percepção de profundidade.

Para demonstrar isso, ele inventou o estereoscópio, que recriou uma imagem tridimensional a partir de duas perspectivas ligeiramente diferentes da mesma cena. Um dispositivo muito popular na era vitoriana, o estereoscópio foi o primeiro passo em direção aos modernos fones de ouvido de realidade virtual.

Esses fones de ouvido, ou head-mounted displays (HMD) como são conhecidos, usam exatamente o mesmo princípio do estereoscópio de Wheatstone, mas em vez de uma cena estática de um terrível HMDs modernos aproveitam o incrível poder dos computadores para produzir mundos virtuais inteiros .

Obviamente, isso demorou muito para acontecer, e o caminho entre o estereoscópio e os fones de ouvido de realidade virtual como o Oculus Rift e o HTC Vive é longo e acidentado.

Sonhando com Realidade Virtual

Levaria mais de um século para a realidade virtual como a conhecemos tomar forma. Em 1935, Stanley Weinbaum publicou Pygmalion's Spectacles, uma história em que um homem usa um par de óculos e é transportado para uma realidade ficcional - alguns podem dizer virtual - com hologramas e outros estímulos sensoriais.

Alguns consideram essa uma das primeiras expressões do conceito de realidade virtual como o conhecemos hoje, embora a implementação dessa visão ainda leve mais algumas décadas.

Morton Heilig não era um cientista de profissão, ele era um cinegrafista, mas o que ele criou é chocante em sua presciência. Em 1962, ele patenteou uma máquina de realidade virtual que chamou de Sensorama, e ela proporcionou a primeira experiência de realidade virtual da história. Uma máquina grande, parecida com uma cabine, o Sensorama tinha espaço suficiente para quatro pessoas e usava uma variedade de tecnologias para recriar uma experiência virtual usando vídeo 3D colorido, som estéreo, vibrações, efeitos artificiais como vento e cheiro.

Porém, apenas seis filmes foram desenvolvidos para ele, e a ideia nunca decolou. Seria um fracasso comercial completo, mas as ideias por trás do Sensorama, a imersão total da experiência, perduram até hoje.

Ainda mais notável foi o que Heilig patenteou apenas dois anos antes, em 1960 - a máscara da telesfera, um HMD que apresentava duas telas de televisão diferentes para criar uma imagem em movimento 3D.

A patente original de Heilig poderia facilmente ser confundida com uma apresentada por um fabricante de hardware hoje e foi a progenitora de todos os fones de ouvido de realidade virtual que viriam depois, embora Heilig tragicamente nunca tenha encontrado o sucesso comercial que os fabricantes posteriores tiveram. A máscara da telesfera também foi um fracasso, e quando sua viúva, Marianne Heilig, tentou doar o protótipo original para um museu, eles se recusaram a pegá-lo, nem mesmo de graça.

Mais tarde, ela diria ao TechRadar em um perfil de leitura obrigatória de seu marido em 2016 que o protótipo da máscara da telesfera ainda está em uma caixa de madeira em sua casa.

"É muito desmoralizante", disse ela. "Eles vão colocar [exibir] as roupas e os sapatos de Marilyn Monroe, mas este é o futuro, e tudo começou aqui em 1958. Não entendo a miopia das pessoas."

Os anos intermediários dos HMDs de realidade virtual

De 1962 em diante, as únicas pessoas que realmente pesquisaram e desenvolveram fones de ouvido de realidade virtual foram agências governamentais e contratados relacionados, principalmente para fins de pesquisa, treinamento e administração, mas esses seriam desenvolvimentos importantes mesmo assim.

Em 1966, Thomas Furness produziu o primeiro simulador de vôo para a Força Aérea dos Estados Unidos, dando início ao interesse militar dos Estados Unidos no desenvolvimento de sistemas de simulação virtual que se provariam essenciais para o desenvolvimento da tecnologia que torna os atuais headsets de realidade virtual possíveis.

Em 1968, Ivan Sutherland e Bob Sproull criaram a Espada de Dâmocles, o primeiro HMD que fazia interface com um computador, em vez de uma câmera. Era uma engenhoca pesada, no entanto. Ele pendia do teto e exibia gráficos rudimentares em estrutura de arame, então nunca foi além do laboratório em que foi construído.

A primeira empresa a vender um HMD VR foi a VPL Research, Inc., fundada em 1985 por Jaron Lanier e Thomas Zimmerman. Lanier, aliás, é creditado por cunhar - ou pelo menos popularizar - o termo "realidade virtual" para descrever os produtos de sua empresa em 1987.

A NASA comissionou um sistema VR para ajudar a treinar seus astronautas em 1989, produzindo um sistema que chegou perto de uma experiência completamente imersiva ao incorporar processamento de áudio 3D biaural em tempo real.

The Dawn of VR Games

Foi em 1990 que os jogos VR tiveram seu primeiro grande momento com a introdução do Virtuality, uma experiência de jogo VR HMD para fliperamas de alta tecnologia.

Os jogadores sentaram em uma cadeira, colocaram os fones de ouvido e foram presenteados com os primeiros jogos de realidade virtual como os conhecemos. Os gráficos eram tudo menos realistas, mas para a época, eram revolucionários e milhões de jogadores em todo o mundo tiveram sua primeira experiência de jogos de RV através do Virtuality.

Outros tentaram capitalizar a mania, principalmente SEGA e Nintendo, mas o SEGA VR Headset para SEGA Genesis em 1993 e o Nintendo's Virtual Boy em 1995 não conseguiram ganhar qualquer tração com o público por várias razões, principalmente porque o hardware simplesmente não era t capaz de fornecer o tipo de experiência de RV que foi prometido.

Com a morte do Virtual Boy no final dos anos 1990, o sonho de jogos de realidade virtual acessíveis pareceu definhar com ele, aparentemente para sempre. Levaria mais 17 anos antes que as pessoas se levantassem e notassem um dispositivo de jogos de RV, mas quando o fizeram, a emoção era palpável.

Dando início à última revolução em RV

Depois de uma campanha Kickstarter surpreendentemente bem-sucedida em 2012, Palmer Luckey e o Oculus Rift ofereceram aos jogadores de PC exigentes algo que eles haviam esquecido que queriam o tempo todo. Assim como os sistemas de computador modernos alcançaram o nível em que poderiam trazer poder de processamento gráfico real para jogos de PC por meio de carros gráficos de ponta, o Oculus Rift e concorrentes posteriores como o HTC Vive finalmente puderam entregar o potencial dos jogos de RV.

Com o poder de renderizar duas imagens diferentes de alta resolução em tempo real que podem ser alimentadas em um VR HMD, as placas gráficas modernas podem finalmente ser aproveitadas por VR HMDs para fornecer aos jogadores o tipo de experiência de jogo prometido por anos .

Os jogadores responderam jogando seu dinheiro em Luckey e Oculus, tornando a campanha Kickstarter para o Oculus Rift uma das mais bem-sucedidas de todos os tempos, arrecadando $ 2,4 milhões.

Mais tarde, o Facebook compraria o Oculus por US $ 2 bilhões e a era moderna das experiências de realidade virtual, não apenas os jogos de realidade virtual, entraram em alta velocidade.

O Google e a Samsung criaram o Google Cardboard e o Samsung Gear VR, que transformou seu smartphone em um dispositivo VR, tornando a VR ainda mais acessível para as massas, e com a introdução do Oculus Go e outros HMDs VR sem fio, o momento VR parece ter finalmente chegou.

Percorremos um longo caminho desde o estereoscópio de Wheatstone, mas o fone de ouvido de realidade virtual moderno finalmente atingiu a maturidade tecnológica para corresponder às suas décadas de promessa, dando a todos nós mundos virtuais inteiramente novos para explorar que Heilig e Wheatstone só podiam sonhar.


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