原文引自 Medium 上的一篇文章《Evolution of AR and VR: UX inspiration from history》。该译文并非完整原文,内容已做删减和调整,并加入了部分译者观点。
如今 AR 和 VR 正在快速发展,但在它们诞生之前,就有许多前置的发明和技术为此铺垫,这些发明潜移默化启发着技术的发展。当然 AR、VR 能有如今的成果,很大程度是因为人类想要看到更多,表达更多,这才是推动技术发展的原因。
1.皮影戏:现存最早的 AR 原型之一
2.视错觉
3.眼镜
4.结语
皮影戏的真正起源如今很难考证。虽然居于洞穴的原始人可能会有玩影子游戏的行为,但并没有具体的证据支撑。有大量资料显示皮影戏起源于亚洲某个地区,篝火前的影子游戏逐渐发展成为一种娱乐方式。因此,皮影戏的诞生追溯到公元前二世纪或更早一些的历史时期也就不足为奇了。
有证据表明,皮影戏和当地的宗教起源也有关联,在部分地区会涉及到神灵和仪式。
皮影戏的历史是一个较阴暗的话题,有效资料少之又少,文物也难以被找到,这跟皮影材料脆弱有很大关系。这也使得如今对于皮影戏的历史认知,很多都来源于侧面的记载和印证。
下图是印度尼西亚的一种本土表演艺术,称为 Wayang,属于皮影戏留存下来较好的文物。图片中的皮影人偶出自 1700 年末 - 1800 年初之间。
这种使用灯光和人物角色来呈现故事的艺术形式,几乎是任何投影型艺术的雏形,AR 也仅仅只是将图像投射到现实世界。从这个角度看,皮影戏应该是现存最早的 AR 原型之一。
和皮影戏类似,视错觉通常被用来欺骗大脑。
有迹象表明,古人在很早的时候就开始运用视错觉。有一个案例是古希腊画家 Zeuxis 和 Parrhasius 的故事,他们试图使用视错觉欺骗彼此。传说 Zeuxis 绘制了以假乱真的葡萄,来诱骗 Parrhasius 的小鸟,而 Parrhasius 则绘制一个极为逼真的窗帘来欺骗 Zeuxis ,虽然这个故事的看起来并不真实,但仍然能隐约看到类似视错觉的尝试。
虽然很难找到更多视错觉的应用证据,但是在光学研究中,视错觉相关的探讨并不少数。比如托勒密(公元 100-170 年)就在他的著作中描述了不少视错觉的存在:视觉错觉、感知误判和心理推断。有趣的是,在他的公元 2 世纪的著作当中提到了动画的概念,而类似的产物直到 17 世纪才出现。
在谈到感知误判时,托勒密讲到了艺术家如何将二维的物体绘制得有三维的特征,这正是视错觉的基础。在他的作品中,说道:
早期版本的立体眼镜似乎没有使用任何镜片系统,图片必须放置在特定的距离,从而导致本身的结构较为复杂。而随着镜片系统的完善,更加耐用小巧的立体眼镜也随之诞生。
我想你大概能够明白立体眼镜的运作原理,而背后的技术让这些早期的设备和如今的 VR 头戴连接起来。
Nimrud 镜片是现存最早的镜头之一,发现于伊拉克,大概诞生于公元前 750 - 710 之间,由于镜头本身没有放大的功能,所以它具体的用途现在并不完全被厘清。
在古罗马时代,Lucius Annaeus Seneca 就使用装满水的玻璃容器来辅助阅读,虽然当时这种玻璃容器本身并不算流行,但也算是随着书写和印刷技术发展到一定程度才逐步诞生的需求。
所以在玻璃和放大镜诞生之后,越来越多的镜片和相应的光学应用也开始普及,眼镜、望远镜、相机、立体镜、投影仪等等。
同样在 19 世纪,有项名为 Camera lucida 的发明,这项发明可以借助棱镜将艺术家眼前的事物投射到纸面上,从而方便他们将轮廓勾勒出来。
这个设备方便携带,可以帮助艺术家勾勒出物体的轮廓,不过由于在绘画过程中,手会遮挡住纸面的内容,所以艺术家需要经过一段时间的训练才能驾驭这个工具。艺术家需要快速绘制出粗略的轮廓,然后借助这个工具来做细化。
无论是伽利略的太阳黑子还是 Camera lucida ,都和现代的 AR 的运作原理类似,比如同样借助 AR 应用测量现实世界中的物体的尺寸。说明这类需求一直存在着。
虽然玻璃镜片花了很长的时间来完善和普及,但是我们注意到护目镜存在的历史要比镜片长。比如下图这款用来对抗雪盲症的眼镜,可追溯到 2000 年前(有人认为它的历史还要更加悠久),它一般是用骨头、皮革或者是木头来制成。虽然这类产品和玻璃镜片发明并没有交集,但它们也非常有趣。
1.Chen, Fan Pen. “Shadow Theaters of the World.” Asian Folklore Studies, vol. 62, no. 1, 2003, pp. 25–64. JSTOR, http://www.jstor.org/stable/1179080.
2.The History of Chinese Shadow Art by Google Arts and Culture
The British Museum website
3.Secret Knowledge (New and Expanded Edition): Rediscovering the Lost Techniques of the Old Masters by David Hockney
4.Ptolemy and the Foundations of Ancient Mathematical Optics: A Source Based Guided StudyBook by A. Mark Smith
5.Sines, G., & Sakellarakis, Y. A. (1987). Lenses in Antiquity. American Journal of Archaeology, 91(2), 191–196. https://doi.org/10.2307/505216
6.Galileo and Scheiner on Sunspots: A Case Study in the Visual Language of Astronomy by Albert van Helden
7. Google Arts & Culture