Ivan Sutherlands 3D-Headset , auch bekannt als „Schwert des Damokles“ , gilt als das erste Augmented-Reality- (oder Virtual-Reality- )Displaysystem. Es wurde 1968 von Ivan Sutherland entwickelt . Laut Sutherland war der Name „Schwert des Damokles“ lediglich ein Scherz für das mechanische System, das das darunterliegende Headset-Display trug und dessen Bewegungen (mittels angeschlossener Kabel) erfasste. [ 1 ] Es ähnelte zufällig einem riesigen Kreuz über dem Kopf, daher der Witz. Das System wurde offiziell als „ Headset-Display “ bezeichnet, was möglicherweise die erste dokumentierte Verwendung des Begriffs „HMD“ ist. Sutherland selbst bevorzugte die Bezeichnung „Stereoskopisches Fernsehgerät für den individuellen Gebrauch“. [ 2 ]

Ivan Sutherlands kopfgetragenes 3D-Display gilt weithin als das erste funktionsfähige Augmented-Reality-System mit optischer Transparenz. Morton Heilig wird die Entwicklung des ersten stereoskopischen Virtual-Reality -Kopftragegeräts (bekannt als „Stereoskopisches Fernsehgerät für den individuellen Gebrauch“ oder „Telesphärenmaske“) zugeschrieben, das bereits 1960 patentiert wurde. [ 3 ]

Das System wurde 1968 von dem Informatiker Ivan Sutherland mit Unterstützung seiner Studenten Bob Sproull , Quintin Foster und Danny Cohen entwickelt . Zuvor hatte Sutherland an dem gearbeitet, was er als „ultimatives Display“ bezeichnete [ 4 ] , das theoretisch jede Art von Anzeige, einschließlich 2D-Monitoren, simulieren konnte. Ivan Sutherland genoss bereits hohes Ansehen für seine Leistungen im Bereich der Computergrafik, beispielsweise für Sketchpad . Am Lincoln Laboratory des MIT führten Sutherland und seine Kollegen ab 1966 die ersten Experimente mit verschiedenen Arten von Head-Mounted Displays durch.

Merkmale

Das Gerät war sowohl hinsichtlich Benutzeroberfläche als auch Realismus primitiv , und die Grafiken der virtuellen Umgebung bestanden aus einfachen Drahtgittermodellen . [ 5 ] Sutherlands System zeigte die Ausgabe eines Computerprogramms auf dem stereoskopischen Display an. Die Perspektive , die die Software dem Benutzer anzeigte, hing von dessen Blickrichtung ab – weshalb Head-Tracking notwendig war. Das HMD musste aufgrund seines Gewichts und vor allem zur Erfassung der Kopfbewegungen über Gelenke an einem mechanischen Arm befestigt werden, der von der Labordecke hing. Das imposante Aussehen des Mechanismus gab ihm seinen Namen. Bei der Verwendung von „Das Schwert des Damokles“ musste der Kopf des Benutzers fest im Gerät fixiert sein, um die Experimente durchführen zu können. Zu diesem Zeitpunkt waren die verschiedenen getesteten Komponenten noch nicht vollständig integriert. [ 6 ]

Entwicklung

Als Sutherland Ende der 1960er Jahre an die University of Utah wechselte, begannen die Arbeiten zur Integration der verschiedenen Komponenten in ein einziges HMD-System. Gegen Ende des Jahrzehnts war das erste voll funktionsfähige, integrierte HMD-System einsatzbereit. Die erste Anwendung bestand aus einem Würfel, der vor dem Benutzer in der Luft schwebte. Das System selbst umfasste sechs Subsysteme: einen Clipping-Teiler , einen Matrixmultiplikator , einen Vektorgenerator , das Headset, einen Kopfpositionssensor und einen Allzweckrechner – die Komponenten der ersten Virtual-Reality-Maschine, wie wir sie heute kennen. Das Gerät war teilweise durchsichtig, sodass die Benutzer nicht vollständig von ihrer Umgebung abgeschnitten waren. [ 6 ] Diese Transparenz, kombiniert mit den anderen, noch in den Anfängen befindlichen Funktionen, ist der Grund, warum das System oft auch als Vorläufer der Augmented-Reality-Technologie genannt wird.

Angeblichen Vorgänger

Philco HMD

Kalawsky behauptet, dass die ersten Feldstudien mit HMDs 1961 von Philco durchgeführt wurden . Ihr System nutzte ein am Kopf befestigtes Display zur Überwachung der Bedingungen in einem anderen Raum und verwendete magnetisches Tracking zur Erfassung der Kopfbewegungen des Benutzers. Das Philco-HMD zeigte das Live-Video einer entfernt montierten Kamera an. Die Position der Kamera wurde entsprechend den erfassten Kopfbewegungen angepasst, wodurch ein Gefühl der Telepräsenz erzeugt wurde . [ 7 ]

Bell-Hubschrauber

1963 experimentierte die Bell Helicopter Company in Fort Worth, Texas , mit einem pilotengesteuerten Nachtsichtsystem. Das servogesteuerte Fernsichtgerät nutzte ein Headset, das dem Piloten über eine unter dem Hubschrauber montierte Infrarotkamera eine erweiterte Ansicht des Bodens anzeigte. Die Anzeige des Fernsichtsystems ähnelte dem Philco-System. Ivan Sutherlands Durchbruch bestand in der Idee, einen Computer zur Grafikausgabe an das Sichtgerät einzusetzen. Sutherland erklärte bescheiden: „Mein kleiner Beitrag zur virtuellen Realität war die Erkenntnis, dass wir keine Kamera benötigten – wir konnten stattdessen einen Computer verwenden. Damals war jedoch kein Computer leistungsstark genug, um diese Aufgabe zu bewältigen, sodass wir spezielle Geräte entwickeln mussten.“ [ 8 ]

Referenzen

  1. ^ „Ein Gespräch mit Ivan Sutherland – dem Erfinder des ersten AR-Headsets“ . Forbes .
  2. ^ Werner, John (23. Februar 2024). „Im Gespräch mit Ivan Sutherland – Erfinder des ersten AR-Headsets“ . Forbes . Abgerufen am 19. März 2024 .
  3. ^ [1] , „Stereoskopisches Fernsehgerät für den individuellen Gebrauch“, herausgegeben am 24.05.1957 
  4. ^ Sutherland, IE (1965). " The Ultimate Display ". Proceedings of IFIP 65 , vol 2, pp. 506–508.
  5. ^ Konferenzen, SIGGRAPH (14.08.2018). „VR @ 50: Ivan Sutherlands 1968 entwickeltes kopfmontiertes 3D-Anzeigesystem“ . ACM SIGGRAPH Blog . Abgerufen am 19.12.2025 .
  6. ^ Rheingold , Howard (1992) . Virtuelle Realität . New York: Simon & Schuster. S.  105–113 . ISBN 9780671778972Die
  7. ^ Kalawsky, RS (1993). Die Wissenschaft der virtuellen Realität und virtuellen Umgebungen : Ein technisches, wissenschaftliches und ingenieurwissenschaftliches Nachschlagewerk über virtuelle Umgebungen , Addison-Wesley, Wokingham, England; Reading, Mass.
  8. ^ Jon, Peddie (2017). Augmented Reality: Wo wir alle leben werden . Cham, Schweiz. S. 65. ISBN 9783319545028OCLC  983466007 .​{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)