Brève histoire de la VR

Pour fêter l'arrivée imminente du Rift, je vous propose une petite retrospective de la réalité virtuelle en général, et de Oculus en particulier ! Je ne prétend pas être exhaustif mais si vous pensez que j'ai oublié des choses importantes, n'hesitez pas à me le signaler, je complèterai !

Morton Heilig est considéré comme le père de la réalité virtuelle pour l'invention de la Sensorama Machine en 1956, un simulateur donnant l'illusion de la réalité en projetant un film 3D avec odeurs, son stéréo, vibrations et vent dans les cheveux !

Heilig dépose également un brevet en 1960 pour un dispositif portable ressemblant fort à un casque de réalité virtuelle mais qui n'a jamais vu le jour.

Ivan Sutherland est un ingénieur surdoué qui invente Sketchpad, le premier système de dessin assisté par ordinateur en 1962 alors qu'il n'a que 24 ans et est encore étudiant au MIT.
C'est entre 1965 et 1968, alors qu'il est professeur à l'Université d'Harvard qu'il invente avec son élève Bob Sprull le premier casque de réalité virtuelle / réalité augmentée.

Son casque est appelé "L'épée de Damocles" à cause du bras mécanique nécessaire pour tracker les mouvements de la tête. La première application était l'observation d'un cube suspendu dans les airs.

Sutherland s'est ensuite consacré à d'autres travaux et a joué un grand rôle dans le développement de l'informatique et d'Internet. Les fondateurs d'Adobe, Pixar, Silicon Graphics sont quelques-uns de ses élèves. Il a reçu entre autres le prix Turing, la médaille von Neumann et le prix de Kyoto pour ses travaux. Sa société a été rachetée par Sun Microsystems pour former la base de Sun Labs.

Eric M. Howlett est un inventeur et entrepreneur né en 1926, ayant travaillé notamment au MIT et chez General Electric dans le domaine de l'optique et de l'électronique.
En 1978, il invente un système de photographie stéréoscopique à grand angle, basé sur des lentilles révolutionnaires qui neutralisent les aberrations qui apparaissent lorsque qu'on augmente le champ de vision, il appelle ces lentilles : LEEP (Large Expanse, Extra Perspective).

N'ayant pas les finances pour développer son concept complet basé sur un appareil photo et un visualiseur d'image, il démarche Kodak et Polaroid qui ne se montrent pas intéressés.
C'est finalement la NASA, qui vient de monter un département "Virtual Environment" (le terme Virtual Reality n'est pas encore utilisé) qui se montre intéressé par le visualiseur qui accompagne l'appareil photo et devient son principal client. La NASA (Mc Greevy, Eriskin, Fisher) transforme le concept pour développer le VIVED.

La NASA demande alors à Howlett de fournir en lentilles un de ses concurrents : VPL research, avec qui ils ont conclu un contrat pour construire la prochaine version de leur casque.
Howlett voyant que VPL research va vendre son casque plus de 10 000 $ et vise aussi le marché publique, va tenter de construire lui aussi des casques, les "CyberFace", à partir de 1989, mais ils ne connaitront pas un grand succès.

Eric M. Howlett a crée LeepVR avec son fils Alex en 2006 et est mort en 2011.
Les lentilles LEEP ont été utilisées dans la plupart des casques VR à grand Fov, et la base documentaire mise à disposition par LeepVr a servi de support à Palmer Luckey en 2011 pour développer les premiers prototypes Oculus.

En 1985, Jaron Lanier et Thomas Zimmerman quittent ATARI pour fonder VPL Research.
Musicien, philosophe, écrivain et chercheur en informatique, Jaron Lanier est considéré par beaucoup comme le pionnier de la réalité virtuelle, c'est d'ailleurs lui qui va définir et utiliser ce terme pour la première fois.

VPL Research a créé entre autres le DataGlove, un contrôleur qui se porte comme un gant, le Eye Phone, premier casque VR commercial, AudioSphere, un système de rendu de son 3D en temps réel, Issac un des premiers moteur 3D au monde, et Body electric un OS conçu pour la VR.

Le Eyephone possède un écran de 2.7" 184 × 138px par œil, un FOV de 90 × 60°, pèse 2, 4 kg et a été commercialisé en 1989 pour environ 10 000 $.
 
Avec Scott Fisher, un autre ancien d'ATARI travaillant désormais pour la NASA, VPL research va aussi créer le VIEW, successeur du VIVED, pour l'agence spatiale, en 1990. Ce casque était accompagné d'une combinaison qui permettait un tracking complet du corps.

VPL Research dépose le bilan en 1990, et ses brevets sont rachetés en 1999 par Sun Microsystems.
Jaron Lanier a ensuite travaillé sur Internet2 et a monté quatre startups rachetées par Oracle, Adobe, Google, et Pfizer. Il est employé depuis 2006 par Microsoft dans son département recherche, tout en poursuivant sa carrière d'écrivain et musicien.

Virtual research sort en 1991 le premier casque à moins de 10 000 $, le Flight helmet.
Il est équipé de 2 écrans de 240 × 120px, possède un FOV de 93 × 61°, pèse 2 kg et coûtait 7 500 $ avec le système de tracking Logitech 6-D. Tout comme le Eyephone de VPL, il est équipé des lentilles LEEP.

Virtual research va commercialiser plusieurs casques "haut de gamme" qui seront plutôt utilisés par les professionnels, comme le VR4, (247 × 230 par œil et FOV de 60° pour 7 900 $) et le V8 en 2000 (640 × 480 par œil pour 13 000 $.)

La société ferme en 2001, son fondateur, Bruce Bassett, est aujourd'hui le maire de la ville de Mercer island, dans la région de Seattle.

Liquid image est fondé en 1992 à Winnipeg (CANADA) et vend son premier casque, le MRG2, en 1993.
Il est monoscopique, utilise un écran 5,7" TFT LCD RGB de 240 × 240 pixels, pèse 3 kg et se serait vendu à 1,1 million d'exemplaire en 15 mois au prix de 6 800 $ !

C'est la star de tous les salons et il marque le début de grosse Hype VR des années 90. Il est utilisé dans des attractions de Disney World et plusieurs clips et films de l'époque. Le MRG 2.2 est commercialisé en 1996, à 3 495 $, mais en 1997, la bulle éclate et la demande stoppe brutalement, la société est vendue et deviendra un revendeur de matériel (www.tekgear.com).

Malgré ses défauts, son "énorme" FOV (100x60°), et la possibilité de changer l'écran assez facilement en font jusqu’à très récemment le casque préféré des passionnés et bidouilleurs, sa coque servira de base à Palmer Luckey pour son premier proto de casque.

En 1995, Forte Technologie commercialise le VFX1 pour 695 $, il possède 2 écrans LCD pour une résolution de 263 × 230 pixels par œil, et un FOV de 46 × 35°.

C'est le premier casque accessible pour le grand public et peut être le seul à avoir été largement disponible en magasin jusqu'à maintenant. Il vise un public Gamer en offrant une compatibilité avec des jeux comme Descent, Doom, Quake, etc…
 
Voir article de Soma sur entertherift à son sujet : https://www.etr.fr/article-51-vfx1-ou-la-source-d-un-reve.html
 
En 1998, Forte se renomme ISS et sort en 2000 une version améliorée, le VFX3D, pour 1 800 $, il a une meilleure résolution mais un FOV réduit à 35°(H), il se vendra en bien plus petites quantités que le VFX1.

La société prend le nom de VUZIX en 2001 et sort un PDA appelé ICOM. Durant les années suivantes, VUZIX se consacre à la fabrication d'écrans sur mesure pour différents fabricants comme HITACHI qui s'en servira pour proposer un des premiers dispositifs de mixed reality à l'expo Aichi de 2005 au Japon.
En 2005 la société commercialise le VR920, un visiocasque à 400 $ (640 × 480 et fov de 32°) pouvant se raccorder directement sur les lecteurs DVD, xbox, PC etc… mais ne proposant pas de tracking.

En 2010, VUZIX lance le premier modèle commercial de lunettes de réalité augmentée, le STAR 1200, vendu depuis 2011 pour 4999 $, utilisées principalement par les professionnels et par l'armée.
VUZIX commercialise aujourd'hui les lunettes de réalité augmentée M100 (999 $) et le visiocasque eWear (500 $) mais ne propose pas de casque VR (avec tracking).

Crée en 1996, eMagin est un fabricant de composants électroniques.
Ils ont créé de nombreuses technologies et possèdent plusieurs brevets dans le domaine des écrans OLED. Ils commercialisent des produits au grand public à partir de 2001 dont le premier écran OLED microdisplay.
 
En 2005, ils proposent les Z800 3Dvisor, des lunettes de réalité virtuelle incluant 2 écrans OLED 800 × 600, avec un FOV de 40°, pour 899 $.

Même si son design semble peu immersif, ses écrans révolutionnaires en font pour certains le meilleur casque commercial disponible avant l'arrivée de l'Oculus Rift, il se vend toujours et est utilisé entre autres par l'armée dans plusieurs pays.

Le 7 janvier 2016, VUZIX a annoncé la commercialisation prochaine des premiers écrans OLED microdisplay 4K au monde, qu'on pourrait bien retrouver dans les prochains casques VR.

Headplay INC lance en 2006 le Headplay PCS (Personnal Cinema System) avec un écran de 800 × 600 et FOV de 70° à 499 $ ou 549 $ le sans fil.

Ce casque simule un ecran de 52" à 2m de distance et il permet la 3D. Pas sûr qu'on puisse parler de casque VR puisqu'il n'a pas de tracking, mais il restait une alternative au Z800 et VR920 avec un fov plus important.
La version HD (1280 × 800) est sortie en 2015 pour 250 $, grâce à son antenne radio, il est beaucoup utilisé par les amateurs de FPV (pilotage de model réduits et drones en immersion).

En 2009, Palmer Luckey a 16 ans, il est encore au lycée mais est déjà un mordu d'électronique, il gagne de l'argent de poche en réparant des téléphones portables et en réalisant des configs PC. Il passe beaucoup de temps sur les forums de création de systèmes de retrogaming portable et vient de créer le sien : forums.modretro.com.

La 3D fait son apparition dans le jeu vidéo et Palmer aimerait bien en profiter, mais hésite sur la technologie vers laquelle aller. Il s'inscrit donc sur le forum mtbs3d et poste un message dans la section HMD. Il fait un état des lieux des technologies disponibles : écrans 3D, VR920, HeadPlay, Z800, trouve des défaut à chaque solution mais pense se tourner vers le Z800.

La première réponse reçue fut celle d'un certain Cybereality (aujourd'hui community manager sur les forums Oculus), qui lui explique que le mieux est le VR920 mais que ce n'est pas terrible et qu'un écran 3D reste bien meilleur.

Ça ne convient pas au jeune Palmer... qui se met à acheter tous les vieux casques des années 90 sur Ebay et annonce qu'il a commencé a construire son propre casque, en se basant sur les travaux de LeepVR (à l'origine des optiques utilisés dans les premiers casques VR), et poste une première photo.

Après un an d'échanges et discutions il présente le PR1, un proto qui est en fait un MRG2.2 dont il a changé l'écran (1280 × 800) et les optiques.

En septembre 2011, il présente le PR2, son premier proto entièrement sur mesure et affirme qu'il est au-dessus de tout ce qu'il y a sur le marché et lui a couté moins de 500 $.

Il explique également que ce proto lui a permis de trouver un emploi.
Alors qu'il fait ses études de journalisme dans une fac de Californie, il a été embauché par une autre université (ICT) au laboratoire de mixed reality, dans une équipe dont le but est de concevoir un casque VR à bas cout. 

Il présente un peu plus tard le PR3, qui est le même casque en version sans fil.
En novembre 2011, il présente le PR4.

Cela coïncide avec la commercialisation par Sony du HMZ-T1, un casque vendu 1500 $, sans tracking et avec un fov de 45°. Palmer affirme que son proto est bien meilleur. Beaucoup lui demandent comment faire la même chose chez eux, et s'il ne pourrait pas leur vendre des kits. Il répond qu'il pourrait peut-être faire ça via Kickstarter.
 
Début 2012, une légende du jeu vidéo, John Carmack, créateur entre autre de Doom et Quake, et qui tente aussi de construire un casque VR, s'inscrit sur le forum, et commence à échanger avec Palmer en lui expliquant combien ce qu'il essaie de faire est difficile.
 
Palmer a expliqué plus tard dans une interview qu'il a alors présenté son proto a Carmack qui lui aurait dit "Hey, c'est pas mal, je peux en acheter un ?" et que Palmer lui a offert.

Le 15 avril 2012, Palmer poste le message suivant sur le forum :
 
"Salut,
 
Je fais de grands progrès sur mon kit HMD ! Le plus dur (optiques, écrans, interface) est fait. Maintenant je travaille sur comment tout mettre ensemble et à la meilleure manière d'en faire un casque. <…> L'écran et les optiques seront détachables pour que vous puissiez modifier ce que vous voulez !
 
Le but est de démarrer un Kickstarter le 1er juin qui finira le 1er juillet, avec des envois dans la foulée. Je ne ferais pas d'argent sur ce projet, le but est de payer le coût des composants, les livraisons et taxes avec peut-être 10 $ pour les pizzas et les bières. ;)
 
Mais j'ai besoin d'aide !

• J'ai besoin de quelque chose pour illustrer la différence entre un petit et un grand fov sur un HMD, comme un genre de dessin qui représente la différence en taille d'écran apparente. Il faudrait pouvoir comparer avec le 1200VR, le HMZ-T1, et le ST1080. Et peut-être un casque professionnel comme le SX111.

•  Logo/s. J'enregistre l'organisation sous "Oculus", je prévois d'utiliser ce nom pour mes projets VR à partir de maintenant. Pour le casque en lui-même j'ai pensé à "Rift", si vous avez de meilleures idées, n'hésitez pas. Ça part de l'idée que le casque créer une rupture entre le monde réel et le virtuel, mais je dois admettre que c'est un peu idiot :lol:

• Des idées sur ce que je devrais montrer dans la vidéo Kickstarter

• Des idées de récompenses Kickstarter. La plus évidente étant un kit HMD complet, mais je voudrais avoir des options moins onéreuses pour ceux qui veulent juste nous soutenir. Des badges ? Un logiciel ? D'un autre coté ça pourrait être pas mal d'avoir des options plus couteuses comme un pack batterie et sans fil, un tracker positionnel.

• N'importe quoi que j'aurais oublié.

Tout aide sera appréciée, je suis vraiment excité par tout ça, je pense que ça peut être le genre de chose qui lance une grande communauté VR, et montre qu'il y a une demande importante pour des larges FOV, et des casques réellement immersifs."

Il avouera plus tard lors d'une interview à Eurogamer qu'il pensait en vendre une centaine maximum…
 
C'était sans compter sur John Carmack, qui entre temps s'est penché sur le proto de Palmer dont il a grandement amélioré la partie software et tracking. Il amène ce casque à l'E3 2012 pour promouvoir une réédition du jeu Doom 3, et explique aux journalistes qu'il va bientôt y avoir un Kickstarter, donnant ainsi une énorme visibilité au projet.

A partir de là, Palmer va décider d'abandonner ses études et de créer la société Oculus VR, afin de pouvoir lancer proprement la campagne Kickstarter.
 
Brendan Iribe (de Gaika) et Mike Antonov (de Scaleform), se montrent intéressés par le projet et finissent par rejoindre Palmer, ils l'encouragent alors à aller démarcher les grands noms du secteur afin de chercher des partenariats.
 
Palmer commence par Valve, avec qui il est déjà rentré en contact un peu avant l'E3, et qui avait prévu de lui acheter quelques prototypes. Palmer raconte dans une interview : "On est arrivé avec un Rift et on leur a fait une démonstration, ils ont dit que c'était un très bon casque VR pour le prix. Et donc on a eu la chance de pouvoir les faire apparaitre dans notre vidéo Kickstarter."
Ci-dessous Palmer avec Gabe Newell et Michael Abrash, une star de l'informatique récemment embauchée par Valve, passée par Microsoft et id software (il y a développé le moteur de Quake avec Carmack).

C'est durant cette période de démarchage, qu'Oculus a commencé à nouer des contacts solides chez Epic, Crytek, Unity…
 Le 16 juillet 2012, Cliff Blezinski, de chez EPIC, écrit le tweet suivant :
 "Today I got to play with a prototype Oculus VR headset, exciting! VR is coming back! They’re Kickstartering soon, stay tuned." ("Aujourd'hui, j'ai joué avec un prototype de casque Oculus VR, c'est exitant ! La réalité virtuelle est de retour ! Ils vont kickstarter prochainement, restez en ligne !")

Oculus lance la campagne Kickstarter le 1 aout 2012, et explose son objectif en moins de 24 h. 

Durant la campagne en aout 2012, Palmer présente ses prototypes et parle de réalité virtuelle à la QuakeCon aux côtés de John Carmack et Michael Abrash lors d'un panel historique.

Le 1er septembre, 947% de l'objectif est atteint avec 2,4 millions de dollars et 7 000 casques vendus.
Un système de précommande sera mis en place le 26 septembre pour permettre à ceux qui ont loupé la campagne de commander le Kit. Oculus s'installe dans de nouveaux bureaux et annonce un début de livraisons des kits à partir de mars 2013.

Ils présentent une première version du Kit au CES de janvier 2013 et récoltent une flopée d'articles élogieux dans toute la presse, le nombre de précommandes explose.

Le Kit final, le DK1, est finalement présenté en mars 2013 à la GDC et les envois commencent.

 Un premier prototype HD est présenté à l'E3 2013.

Puis un deuxième à la PAX en juillet.

En aout, Carmack quitte id software pour rejoindre Oculus.
Au CES de janvier 2014, le Kit HD, nommé Crystal Cove est finalisé.

Le 19 mars 2014, les précommandes du DK2 démarrent.

Le 25 mars 2014, Oculus est racheté par Facebook pour 2 milliard de dollar, et Michael Abrash quitte Valve pour rejoindre Oculus. Les premiers DK2 sont livrés en juillet 2014, et en septembre, Oculus annonce un partenariat avec Samsung pour développer le Gear VR.

Au CES de janvier 2015, Oculus présente un nouveau prototype, le Crescent Bay.

En mars 2015, au Mobile World Congress, HTC annonce le HTC VIVE, un casque VR conçu en partenariat avec Valve.
 
En mai 2015, Oculus dévoile le design final du Rift commercial, basé sur le Crescent Bay, et annonce une disponibilité pour le premier trimestre 2016.