當(dāng)Morton Heilig努力說服不情愿的娛樂公司支持他的想法時(shí)，第一臺基于晶體管而不是電子管的小型計(jì)算機(jī)于 1960 年問世。數(shù)字設(shè)備公司 (?DEC) 的 PDP-1是該技術(shù)的先驅(qū)，該技術(shù)將超越25 年后，成功普及了 Sensorama 失敗的虛擬體驗(yàn)。

DP-1 代表了基于新硅技術(shù)的計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)能力和性能的革命，計(jì)算機(jī)開始普及到美國各地的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)。但與這些早期計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互很困難，因?yàn)樗鼈儾皇菑挠脩舻慕嵌仍O(shè)計(jì)的。打卡和批處理要求用戶適應(yīng)計(jì)算機(jī)，而不是相反。

1960 年，分時(shí)和交互式視頻屏幕還不存在，直到近二十年后，第一臺個(gè)人計(jì)算機(jī)才出現(xiàn)。使用這些早期計(jì)算機(jī)是一種令人沮喪的經(jīng)歷——必須有更好的方法。

20 世紀(jì) 50 年代初，加利福尼亞州山景城的工程師道格拉斯·恩格爾巴特(?Douglas Engelbart?) 決定找到一種方法，將計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)槿魏稳硕伎梢允褂玫膹?qiáng)大的解決問題工具。恩格爾巴特?fù)碛泻＼娎走_(dá)系統(tǒng)的工作背景。意識到可以使用視頻屏幕代替紙張來顯示計(jì)算機(jī)的輸出。

他的下一個(gè)突破是意識到它們也可以用來控制計(jì)算機(jī)，為其提供輸入。鑒于視頻屏幕和計(jì)算機(jī)都相對稀有且難以使用，這是一個(gè)革命性的想法。

恩格爾巴特在接下來的幾年里整理了他的想法，并試圖訪問當(dāng)時(shí)可用的少數(shù)計(jì)算機(jī)。20 世紀(jì) 60 年代中期，在門洛帕克的 SRI 工作期間，高級研究計(jì)劃局（ARPA，DARPA 的前身，由美國國防部贊助）為恩格爾巴特提供了資金來實(shí)現(xiàn)他的想法。

他終于有了財(cái)政資源來建造他在過去十年里一直夢想的心靈增強(qiáng)設(shè)備，他的實(shí)驗(yàn)室增強(qiáng)研究中心（ARC）負(fù)責(zé)我們今天仍在使用的一些關(guān)鍵的計(jì)算機(jī)人機(jī)界面的開發(fā)。

1968 年，他在秋季聯(lián)合計(jì)算機(jī)會議上做了令人驚嘆的演示。他使用粗糙的指點(diǎn)設(shè)備（第一個(gè)鼠標(biāo)）從視頻顯示器上的圖標(biāo)表示中選擇要閱讀的文檔。這將打開并在屏幕上顯示文檔的內(nèi)容。他仍然使用鼠標(biāo)，將一段文本剪切并粘貼到文檔的其他位置。請記住，當(dāng)時(shí)幾乎每個(gè)人都使用打孔卡與計(jì)算機(jī)交談。這是一種全新的計(jì)算機(jī)使用方式，它永遠(yuǎn)改變了個(gè)人電腦。

恩格爾巴特不僅發(fā)明了文字處理，而且還展示了超文本環(huán)境的基礎(chǔ)。這是一個(gè)真正的突破——現(xiàn)在人們可以以更直接、更自然的方式與計(jì)算機(jī)交互。當(dāng) Cinerama 和 Sensorama 努力打破電影體驗(yàn)中的障礙時(shí)，恩格爾巴特正在用計(jì)算機(jī)打破同樣的障礙。

終極顯示

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回到東海岸，伊萬·薩瑟蘭也忙于改變?nèi)藗兣c計(jì)算機(jī)交互的方式。他意識到讓計(jì)算機(jī)適應(yīng)人們的工作和思維方式，而不是讓人們遵循計(jì)算機(jī)的方式是極其重要的。他幫助創(chuàng)建的行業(yè)被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父”，他開創(chuàng)了許多使用計(jì)算機(jī)表示 2D 和 3D 圖像的基本方法。

1962 年，他的畫板程序演示了如何使用光筆在計(jì)算機(jī)屏幕上繪制圖像，這是當(dāng)今價(jià)值數(shù)十億美元的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 行業(yè)的先驅(qū)。1965 年，薩瑟蘭發(fā)表了一篇題為“終極顯示”的文章，其中描述了以下內(nèi)容……

“我們生活在一個(gè)物質(zhì)世界中，通過長期的熟悉，我們已經(jīng)熟悉了它的特性。我們感受到對這個(gè)物理世界的參與，這使我們能夠很好地預(yù)測其特性。例如，我們可以預(yù)測物體會在哪里下落，從其他角度看已知的形狀如何，以及需要多大的力來推動物體抵抗摩擦。我們對帶電粒子上的力、非均勻場中的力、非投影幾何變換的影響以及高慣性、低摩擦運(yùn)動缺乏相應(yīng)的熟悉。連接到數(shù)字計(jì)算機(jī)的顯示器使我們有機(jī)會熟悉物理世界中無法實(shí)現(xiàn)的概念。它是數(shù)學(xué)的一面鏡子”——Ivan Sutherland，1965

病毒式的假貨

1963 年，一位名叫雨果·根斯巴克 (Hugo Gernsback)的盧森堡裔美國發(fā)明家據(jù)說創(chuàng)造了第一款娛樂眼鏡設(shè)備，他稱之為“電視護(hù)目鏡”。這款口袋大小、電池供電的便攜式電視每只眼睛都有一個(gè)單獨(dú)的屏幕，就像大多數(shù)現(xiàn)代 VR 耳機(jī)一樣。該設(shè)備提供了《生活》雜志描述為“新火星”的體驗(yàn)。該眼鏡僅重約 140 克（略低于三分之一磅），內(nèi)部裝有小型陰極射線管，一對從頂部伸出的天線（就像舊電視上的天線一樣），并承諾根斯巴克表示，它們不再構(gòu)成觸電危險(xiǎn)。他還發(fā)明了月球采礦、軌道鏡陣列和火腿三明治的隱形傳送！考慮到這些其他發(fā)明，你不需要我告訴你這些“電視護(hù)目鏡”實(shí)際上是假的，事實(shí)上，他所有的發(fā)明都將事物的實(shí)際機(jī)制留給了其他人去發(fā)明。他只是一個(gè)有想法的人。回到更真實(shí)的事情還需要幾年的時(shí)間……

達(dá)摩克利斯之劍

Sutherland 創(chuàng)造力的另一個(gè)例子是 1966 年在麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室以及后來在猶他大學(xué)開發(fā)了第一臺基于 Sainputer 的頭戴式顯示器 (HMD)。他必須從頭開始發(fā)明大部分技術(shù)，二十年后，NASA 將使用這些技術(shù)來組裝我們今天認(rèn)為的第一個(gè)現(xiàn)代 VR 環(huán)境。

薩瑟蘭的頭戴式顯示器因由用戶頭頂上方的天花板支撐的大量硬件而贏得了“達(dá)摩克利斯之劍”的綽號。原因是如果沒有額外的支撐，HMD 的重量太大，無法承受。機(jī)械裝置確定觀看者正在看的位置，并使用安裝在每只耳朵旁邊的兩個(gè)小型陰極射線管 (CRT) 生成單視場線框圖像。

光學(xué)系統(tǒng)將圖像聚焦到直接放置在眼睛前面的半鍍銀鏡子上。鏡子允許計(jì)算機(jī)生成的圖像覆蓋世界視圖（相比之下，當(dāng)今大多數(shù) VR 系統(tǒng)都會模糊外部世界的視圖）。該系統(tǒng)的用戶看到了一個(gè)漂浮在實(shí)驗(yàn)室中央空間中的線框立方體。通過移動頭部，他們可以看到發(fā)光立方體的不同方面，并確定其大小和位置。

當(dāng)薩瑟蘭加入猶他大學(xué)時(shí)，他繼續(xù)完善硬件和軟件，直到 1970 年，第一個(gè)功能齊全的 HMD 完成。他的最終系統(tǒng)由多個(gè)硬件加速器組成，以提高圖形系統(tǒng)的性能并生成立體圖像而不是單視場圖像。

一般來說，這個(gè)系統(tǒng)與近二十年后美國宇航局艾姆斯航空航天局艾姆斯研究中心推出的系統(tǒng)沒有什么區(qū)別。對合成現(xiàn)實(shí)的長期探索最終導(dǎo)致了能夠生成虛擬對象的系統(tǒng)。最終，薩瑟蘭和恩格爾巴特的愿景得以實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)和用戶之間的障礙終于消除了；用戶現(xiàn)在位于計(jì)算機(jī)內(nèi)。