編者按：在 AR 和 VR 這類設備誕生之前，人類為了增強視覺進行了幾千年的研究和探索，這些探索的產物如今成為了我們日常生活中稀松平常的事物，但是它們同樣重要。這篇出自 UX 設計師 Olesia Vdovenko 的文章重新梳理了 VR 和 AR 出現之前的視覺增強探索史，有趣且充滿啟發性。

正如同我們所看到的，AR 和 VR 正在改變當前的世界，不過在 AR 和 VR 誕生之前，有很多前置的發明和技術，是這些東西逐漸發展并啟發來如今的 XR 技術。當然，AR 技術能發展到如今的狀態，很大程度是因為人類想要看到更多，表達更多，這才是技術發展到此的原因。

皮影戲

皮影戲的具體起源如今已經很難考證來。雖然居于洞穴的原始人會玩影子游戲是合乎邏輯的設定，但是并沒有具體的證據。一般說來，大家會認為皮影戲起源于亞洲某個區域。不過可以肯定的是，篝火前的影子游戲逐漸發展成為一種娛樂方式是相當自然的。因此，皮影戲的誕生追溯到 公元前 2 世紀更早一些的歷史時期就不足為奇了。

皮影戲在某些文化當中，和當地的宗教起源也有關聯，在部分地區會涉及到神靈和儀式。

由于皮影戲本身的流傳形式，目前幾乎很很難找到歷史特別悠久的遺存，而且材料本身的脆弱也是一個相當重要的原因，這也使得如今對于皮影戲的歷史認知，很多都來源于側面的記載和印證。

下圖是一種來自馬來西亞的一種皮影戲藝術，名為 Wayang，它可以追溯到 1500 前后，圖片中的皮影人偶大概是 1700 - 1800 之間的文物。

目前存于大英博物館

皮影戲應該是現存最早的 AR 「原型」樣本之一，這種使用燈光和人物角色來呈現故事的藝術形式，幾乎是任何投影型藝術的雛形， 如今的 AR 僅僅只是將圖像投射到現實世界。

視錯覺藝術

和皮影戲類似，視錯覺通常被用作添加一些東西來欺騙大腦。

有人認為，視錯覺很早就已經被古人運用到不同的地方。有一個案例是古希臘畫家 Zeuxis 和 Parrhasius 的故事，他們倆曾試圖使用視錯覺欺騙彼此。傳說 Zeuxis 繪制了以假亂真的葡萄，甚至可以誘騙小鳥，而 Parrhasius 則繪制來一個極為逼真的窗簾來欺騙 Zeuxis ，雖然這個故事的真實性存疑，但是它確實用到了視錯覺技術。

描繪 Zeuxis 和 Parrhasius 的版畫，出自 Den gulden winckel der konstlievende Nederlanders (1613)

同樣的，雖然視錯覺的世紀使用場合的證據缺乏，但是在光學當中，視錯覺相關的研究并不在少數。比如托勒密（公元 100-170 年）就在自己的著作當中描述來不少視錯覺的存在：視覺錯覺、知覺誤判和心理推斷。有意思的是，在他的 公元 2 世紀的著作當中提到了動畫的概念，而類似的產物直到 17 世紀才出現。

在談到知覺誤判的時候，他講到了藝術家如何將二維的物體繪制得有三維的特征，而這正是視錯覺的基礎。

實際上到來 17 世紀的時候，我們看到來越來越多的藝術作品當中使用了視錯覺的設計。圣伊格納齊教堂當時準備建造一個巨大的拱頂，但是臨近的多米尼加修道士抱怨，如果拱頂真的修那么巨大會影響隔壁圖書館的采光，所以 Andrea Pozzo 使用視錯覺的插畫讓拱頂看起來足夠宏偉，但是實際的建筑層高不用修筑得那么犯規。

某種意義上來說，這幅插畫實現了「視覺增強」。

而在隨后的的 18- 19 世紀，藝術家們繼續在他們的插畫當中使用各種視錯覺技術，就像下面的這幅來自荷蘭的諷刺畫（1710-1726年）：

當時的藝術家為了研究視覺的作用原理，催生了很多有趣的發現，比如立體成像。1838 年，Charles Wheatstone 繪制了有史以來第一臺立體成像工具草圖，簡單來說，如今 3D 眼鏡的成像原理和它是一致的。這一研究是如今 3D 視覺的基礎。

這一技術隨后被用來創建3D立體圖片查看器，一同誕生的是專門拍攝這種 3D 圖像的攝影工具。

19世紀晚期的 立體眼鏡的廣告

立體眼鏡的原理圖，1882 年科普月刊插圖

似乎早期的立體眼鏡沒有使用復雜的鏡片系統，從而導致本身的結構較為復雜，圖片必須放置在特定的距離。而隨著鏡片系統的完善，更加耐用小巧的立體眼鏡也隨之誕生。

我想你大概能夠明白這個東西的運作原理是怎么回事，而后面的技術，連接了這些早期的設備和如今先進的 XR 頭戴設備。

眼鏡

Nimrud 鏡片是現今發現的最早的鏡頭之一，發現于伊拉克，大概誕生年代是 公元前 750 - 710 之間，具體的功能現在并不清楚，因為缺乏相應的設備，而且它本身也沒有放大的功能。

早在羅馬帝國時代，Lucius Annaeus Seneca 就使用裝滿水的玻璃容器來輔助閱讀，雖然當時這種玻璃容器本身并不算流行，不過這也算是隨著書寫和印刷技術發展到一定程度才逐步誕生的需求。

而在玻璃和放大鏡誕生之后，越來越多的鏡片和相應的光學應用也開始普及，眼鏡、望遠鏡、相機、立體鏡、投影儀等等。

Johann Amos Comenius（1658年）

伽利略曾經設計望遠鏡來記錄太陽黑子，他會在紙張上畫一個圓圈，然后將它放在望遠鏡附近，然后讓它和太陽對齊，這個時候太陽黑子會在紙張對應的位置上留下黑點，然后伽利略以此來記錄太陽黑子的位置。

這看起來是一個相當簡單的解決方案，伽利略在自己的實驗記錄當中也坦言它做起來并不復雜，不過在 Marc Welser 的信當中，伽利略還補充道：

「……不過在執行的時候需要靈活處理，你需要隨著太陽活動及時移動望遠鏡，確保它能對準太陽的位置，并投射到紙張上……」

同樣的，在 19 世紀的時候，有一項名為 Camera lucida 的發明，這項發明可以借助棱鏡將藝術家眼前的事物投射到紙面上，從而方便他們將輪廓勾勒出來。

這個設備還超級便攜，不過由于在繪畫過程中，手會遮擋住紙面的內容，所以藝術家需要經過一段時間的訓練才能駕馭這個工具。通常，藝術家會盡快繪制出粗略的輪廓，然后借助這個工具來做細化。

無論是這個 Camera lucida 還是伽利略記錄太陽黑子的方式，都和現代的 AR 的運作邏輯類似，比如你借助 AR 應用測量現實世界中的物體的尺寸，就非常相似。值得注意的是，這類需求一直存在著。

雖然玻璃鏡片在歷史上經歷了很長時間的完善，但是我們注意到，護目鏡存在的歷史要比鏡片長，比如下方這種用來對抗雪盲癥的眼鏡，就可以追溯到 2000 年前（有人認為它的歷史還要更加悠久），通常，這些眼鏡使用骨頭、皮革或者是木頭來制成。這類產品和玻璃鏡片并沒有交集，但是它們仍然非常有趣。

現存于加拿大博物館，目錄號 IX-C-2846

隨著玻璃鏡片技術的發展，除了基礎的眼鏡之外，誕生出了大量的功能各異的發明。

Trade card: The Maker. [James Ayscough, Ludgate St, London] optician

最終，眼鏡成為了一個完整的獨立的門類，成為了常見的日用品，而當 AR 和 VR 這類頭戴設備出現的時候，作為基礎的眼鏡作為一種理所當然的形態，而沒有被視作為一項重大的發明。

早期的頭戴式顯示器

Google Glass

結語

越深入地審視，我們所發現的就越多。由于 AR 和 VR 設備的復雜性，我們此刻所用到的知識涉及到過去幾個世紀的積累。但是單獨審視這些知識的時候，會重新看到前面幾十代先輩的經驗積累和探索。比如印刷技術對于鏡片發明的推動和影響，遠遠超出眼鏡本身的范疇，即使你僅僅只是對于古早的視覺設計感興趣，你會發現其中所涉及到的藝術作品、技術文獻都足夠好看和有趣，而其中很多東西，一開始僅僅只是用來娛樂，為這個無聊的世界增加一點樂子，一直到現在，而 VR 和 AR 的誕生也是類似需求的產物。

文章參考來源：

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