Le Guide "Pour les Nuls" de la Réalité Virtuelle

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Le Guide "Pour les Nuls" de la Réalité Virtuelle
11 Novembre, 2016

QU’EST-CE QUE LA RÉALITÉ VIRTUELLE ?

 

La réalité virtuelle signifie la création par un ordinateur d’un environnement immersif tellement convaincant que l’usager le considérera comme réel et agira comme il ferait dans la vraie réalité.

Dans le concept de réalité virtuelle moderne, le principe est de bloquer l’accès sensoriel à la réalité extérieur et le détourner vers un autre monde, celui créé par l’ordinateur.

En utilisant des signaux visuels et auditifs, ce nouvel environnement s’imposera comme étant réel pour nos sens.

Le concept de réalité virtuelle n’est pas nouveau et a en quelque sorte toujours existé. S’immerger dans la peinture d’un artiste, dans une mélodie ou dans ses propres pensées constituent déjà la création d’une réalité autre que celle que l’on partage tous.

Ce qui est nouveau par contre avec l’arrivée des casques de réalité virtuelle, est la puissance de la suggestion. L’effort de s’imprégner d’une musique ou d’une oeuvre implique de créer soi-même des sons, des images et une histoire relatifs. L’utilisateur simule totalement l’expérience.

Avec la technologie actuelle des casques à réalité virtuelle, cet effort n’est plus requis. L’expérience est en grande partie suggérée par l’ordinateur qui reproduit au minimum le son et l’image (les odeurs parfois aussi).

Dans ce nouvel environnement l’utilisateur à la possible dans t’interagir et d’agir. Ceci renforce son sentiment de réalité et stimule des sensations proches du toucher.

Ci-dessous, une vidéo qui tente de retranscrire l’expérience vécue par un utilisateur d’un casque VR.

La réalité virtuelle, telle qu’on la connait aujourd’hui, répond en effet à 3 principes, elle doit être :

CRÉDIBLE : L’utilisateur doit se sentir comme s’il faisait partie d’un monde à part entière et l’accepter comme étant sa nouvelle réalité. Les physiciens modernes pourrait associer ce concept à celui de la théorie de la mesure qui veut qu’un objet n’existe pas tant qu’on ne le regarde pas. Ainsi, dans une expérience de réalité virtuelle virtuelle, la vraie réalité ne devrait plus exister pour l’expérimentateur.

Si son corps physique se trouve dans sa chambre, l’usager est alors susceptible penser être en train de skier sur une montagne enneigée.

EXPLORABLE ET IMMERSIF : Un monde généré par la réalité virtuelle est explorable. Il doit être assez détaillé et grand pour permettre une expérience individuelle.

Par exemple, lorsqu’on regarde un film nous vivons une forme de réalité virtuelle suggérée. Cette suggestion est linéaire, car dictée par le réalisateur. Nous n’avons pas de liberté d’action dans ce monde qui se déroule devant nos yeux.

Avec la réalité virtuelle, nous créons notre réalité dans un monde imposé. Nos choix, nos réactions et nos sens créent une expérience unique et personnalisée.

GÉNÉRÉE PAR UN ORDINATEUR : À moins de connaitre quelqu’un comme Leonardo Di Caprio, capable de vous suggérer un monde (voir Inception), la meilleure forme de réalité virtuelle est actuellement générée par des ordinateurs.

Avec leurs capacités pour délivrer un univers 3D, effectuer de plus en plus de calculs à la seconde, ils sont aujourd’hui à même de rendre crédible, interactif, un monde alternatif. La puissance de calcul et la mémoire vive allouée, leur permet également de générer le monde en temps réel. Par exemple à mesure que nous avançons.

 

COMMENT FONCTIONNE LA RÉALITÉ VIRTUELLE ?

 

Bien que la réalité virtuelle puisse exister sous plusieurs formes, celle dont nous parlons est générée par un ordinateur.

Bon nombre d’appareils existent aujourd’hui :

Essentiellement destinés à court-circuiter notre vue et notre ouïe. Ce sont eux les piliers de l’expérience virtuelle.

Il y a une différence énorme entre regarder une expérience de réalité virtuelle sur un ordinateur et la regarder avec un casque. L’environnement périphérique extérieur n’existe plus avec la réalité virtuelle, il fait partie de l’expérience. En effet dans la réalité virtuelle, à mesure que vous tournez la tête l’environnement se reforme automatiquement.

Tel un smartphone, ils sont équipés d’un accéléromètre et des capteurs de positions pour connaitre les mouvements de l’ensemble (votre corps) et du particulier (votre tête).

Les casques de réalité virtuelle sont en réalité constitués de deux écrans, un pour chaque oeil. Ils sont également hermétiques à la lumière extérieure (du vrai monde). Quant au son, il est en stéréo.

À noter que même les meilleurs casques de réalité virtuelle sont encore assez lourds et peuvent provoquer une fatigue musculaire.

  • DES CHAMBRES IMMERSIVES.

Un cube vous entoure et ses côtés sont composés d’écrans. Le son également vous entoure. Les images projetées suivent votre mouvement dans l’environnement. Les chambres immersives sont une alternative aux casques virtuels, bien qu’elles soient beaucoup plus chères à construire et à posséder.

  • DES TAPIS OMNIDIRECTIONNELS.

À l’instar d’un tapis de course comme on en voit dans les salles de sport, ces tapis roulent sous les pieds au fur et à mesure de la marche et donne ainsi une réelle sensation de marche (toucher avec le sol), en plus des sensations générées par le casque.

  • DES GANTS.

Ils vont ajouter le sens du toucher à l’expérience. Ils sont dotés de capteurs qui permettent de détecter le mouvement de la main, mais aussi des doigts. Ainsi, ils peuvent transmettre ces données à l’ordinateur qui la prendra immédiatement en compte dans la génération de la réalité.

A présent, voici une vidéo pour expliquer les principes de fonctionnement de la Réalité Virtuelle :

LA RÉALITÉ VIRTUELLE EST-ELLE VRAIMENT IMMERSIVE ?

 

En cumulant tous ces vecteurs de réalité, on peut théoriquement penser que la réalité générée serait parfaite.

Il est vrai que le cerveau humain pourrait se faire piéger. Mais, aussi performant et immersif que puisse être un environnement de réalité virtuelle, nous sommes encore loin de l’ère où il sera possible de « piéger totalement le cerveau humain ».

Nos sens sont tous synchronisés entre eux. Ils corrigent même l’imprécision de l’un par la précision de l’autre. Notre réalité, la vraie est nourrie par les informations provenant des sens. Elle est ensuite générée par le cerveau, qui fait en quelque sorte un calcul pour créer une réalité crédible (et quelque peu subjective).

Lorsqu’il y a trop d’incohérence entre les sens, le cerveau réagit. Par exemple, certaines personnes qui lisent un livre dans une voiture se sentent proche du malaise. L’oreille interne qui sent le mouvement et l’oeil qui est statique entrent en conflit et l’incohérence force le cerveau à réagir pour rétablir la normalité.

C’est ce travail que doivent effectuer les programmeurs de ces « nouveaux mondes ». Tenir compte de la synchronisation des sens et de leur manière de fonctionner (ex: nous voyons à 180°).

Comme dans un jeu vidéo, vous entendrez donc souvent parler de la notion de réaliste d’une expérience de réalité virtuelle.

Comme dans la vraie vie, certaines personnes pourront faire un malaise dans la réalité virtuelle (« motion sickness »).

 

À QUOI SERT LA RÉALITÉ VIRTUELLE ?

 

La réalité virtuelle n’est pas un effet de mode et encore moins réservée exclusivement aux jeux vidéos. Les possibilités d’applications sont infinies et on peut imaginer que notre monde (le vrai) sera à jamais changé par cette technologie.

La réalité virtuelle peut servir dans les domaines de la formation, du tourisme, de la communication. Plus précisément, elle est d’ores et déjà utilisée dans :

  • L’éducation
  • La santé
  • La mode
  • Le tourisme
  • L’armée
  • L’ingénierie
  • Le sport
  • Les médias
  • Les télécommunications
  • Le cinéma
  • L’industrie du sexe
  • etc.

On peut considérer la réalité virtuelle comme un nouveau média. Après la télévision, internet, elle s’inscrit en effet comme un nouveau moyen de transmettre une expérience.

Tous les usages possibles sur ces ancêtres seront donc également possibles sur cette plateforme. Avec bien sûr un côté bien plus immersif et captivant.

TOURISME

Imaginez-vous par exemple que demain, les comparateurs de prix d’hôtels ne se contentent plus de vous donner les prix, les avis et les informations, mais vous permettent de comparer les hôtels entre eux directement depuis votre casque de réalité virtuelle. En explorant chacun des hôtels comme si vous y étiez, vous pourrez juger de l’environnement, du décor et du bien-être que vous ressentirez une fois là-bas. Beaucoup mieux que des photos non ?

ÉDUCATION

Il existe des métiers très dangereux où il est quasiment impossible d’entrainer les personnes. Prenons le cas d’un chirurgien, peut-il s’exercer avec de vraies personnes, non. L’ancêtre de la réalité virtuelle, lorsqu’il s’agit de formation est le simulateur de vol utilisé par les apprentis pilotes. Les astronautes eux aussi utilisent depuis longtemps cette technologie.

Demain, on peut imaginer apprendre à conduire une voiture avec un casque de réalité virtuelle et quelques joysticks. Ce serait plus rentable, économique, écologique et nécessiterait une expérience réelle plus courte.

LA MÉDECINE

Sans doute l’une des applications les plus prometteuses et qui d’ailleurs est effective depuis de nombreuses années. En dehors de l’aspect formation, la réalité virtuelle révolutionne ce secteur.

Elle rend les interventions chirurgicales à distance possibles. Équipé d’un casque à réalité virtuelle, le chirurgien peut piloter à distance le robot qui intervient sur le patient.

Elle offre un gain de temps considérable, lorsqu’une opération doit être effectuée en urgence et que le chirurgien n’est pas présent sur place.

En psychologie, elle peut apaiser les patients, aider à reprogrammer certains comportements via la projection d’une réalité suggérée par le corps médical.

 

QUELS SONT LES DIFFÉRENTS TYPES DE RÉALITÉ VIRTUELLE ?

 

Comme évoqué précédemment il y a plusieurs types de réalité virtuelle. Certaines de grande qualité et d’autres de moindre.

Certes, il s’agit d’une notion subjective, néanmoins on peut classer les différences d’expériences ainsi :

IMMERSIVES :

Ce sont les expériences de grande qualité. Elles proposent un environnement riche, détaillé, réaliste et sans accrocs. Elles permettent le libre arbitre en son sein et s’ajuste constamment en fonction de nos décisions. Enfin elles s’occupent au minimum des deux sens que sont la vue et l’ouïe.

NON-IMMERSIVES :

Vous avez déjà joué à un jeu vidéo de simulation ? Imaginons un simulateur de vol. L’écran déroule un univers 3D devant nos yeux, le joystick ou le clavier nous permet d’intéragir et le casque audio nous délivre un son. Malheureusement la vision périphérique vient tout gâcher. Le bureau, la chambre et la vision de son propre corps dans un environnement différent de celui proposé par l’ordinateur, casse l’immersion.

COLLABORATIVES :

Les joueurs de jeux en ligne connaissent bien cette sensation d’être dans son monde. Comme un jeu vidéo classique leur monde est explorable, interactif, plus ou moins crédible et généré par un ordinateur. Ils proposent néanmoins quelque chose en plus : le partage d’une expérience avec d’autres individus. Cette particularité permet d’accentuer le degré de réalité. Elle existe très peu actuellement dans les dispositifs de réalité virtuelle.

RÉALITÉ AUGMENTÉE :

Au vu de cet exposé la différence entre réalité augmentée et réalité virtuelle semble évidente. La réalité augmentée consiste à ajouter une couche à la réalité. Ajouter des informations sur un monument historique, des indications de lieux sur l’écran vidéo de votre smartphone, la réalité augmentée propose simplement un additif virtuel au monde qui nous entoure. Elle peut créer une nouvelle réalité, mais elle ne se départira pas du socle du réel.

 

L’IMPACT DE LA RÉALITÉ VIRTUELLE SUR L’ÊTRE HUMAIN

 

L’expérience de réalité virtuelle peut provoquer des nausées, maux de tête et de la fatigue oculaire. D’ailleurs, les fabricants de casque de réalité virtuelle ne recommande l’usage de leur produit pour les enfants.

Il est conseillé de faire une pause de 10 minutes à chaque demi-heure et d’éviter de prendre le volant, faire du vélo ou pratiquer une activité nécessitant de l’attention après une session.

Mis à part les effets purement physiques, Jeremy Bailenson, professeur à l’université de Standford a étudié cette nouvelle technologie pendant plus de 15 ans. Ses recherches démontrent que la réalité virtuelle change la façon de penser et le comportement de l’usager. Pourquoi ? Tout simplement parce que cela parait tellement réaliste.

« Nous ne devons pas penser cela comme un média. Il s’agit d’une expérience à part entière. »

dit le professeur Baileson, qui a d’ailleurs créé un dispositif de réalité virtuelle pour aider les joueurs de football américain à s’exercer.

Et l’éthique ? Cette nouvelle réalité peut être utilisée à des mauvaises fins. Le réalisme est tel, qu’un usager pourrait aisément subir des traumatismes s’il joue par exemple à un jeu de guerre.

C’est pour l’instant dur à imaginer, mais qu’arrivera-t-il lorsqu’un crime sera commis dans la réalité virtuelle ? L’expérience est tellement réaliste que les traumatismes subis par les personnes présentes dans la « fausse » réalité seront similaires à ceux dans la vraie vie.

Les jeux vidéos étaient déjà accusés de changer les comportements, gageons qu’avec la réalité virtuelle, cela va s’amplifier.

 

LEXIQUE DES TERMES UTILISÉS EN RÉALITÉ VIRTUELLE

 

AR (RÉALITÉ AUGMENTÉE)

Technologie qui consiste à superposer une couche d’information sur un écran retranscrivant la réalité. La réalité augmentée peut être appliquée sur divers supports comme l’écran d’un smartphone, le tableau de bord d’un véhicule, des lunettes (comme les Google Glass).

VR (RÉALITÉ VIRTUELLE)

VR signifie Virtual Reality, la traduction anglaise pour définir la réalité virtuelle. Elle est un environnement 3D généré par un ordinateur, qui peut être exploré et/ou proposer une interaction. Durant cette exploration, plusieurs sens de l’utilisateur sont détournés de la réalité pour être dirigés par l’expérience virtuelle. Ceci est possible via un casque, une pièce, des gants etc.

MAL DE LA RÉALITÉ VIRTUELLE (MOTION SICKNESS)

S’immerger dans un environnement virtuel est une nouvelle aventure pour le corps et le cerveau humain. Malgré les progrès en cours et les progrès à venir, l’expérience peut encore générer des signaux d’alarme au niveau du cerveau humain. Ces désagréments sont principalement dûs au décalage d’expérience existants entre les sens. L’oreille interne peut par exemple « penser » que le corps ne subit aucun mouvement, alors que les yeux sont immergés dans une course poursuite effrénée.

Les symptômes sont généralement l’inconfort, les maux de tête et d’estomac, des vomissements, la transpiration, la fatiguée spontanée, la fatigue oculaire, la désorientation, des vertiges…

LATENCE

Si vous avez déjà testé un casque VR, vous avez peut-être remarqué que lorsque vous tournez la tête, la nouvelle image n’a pas eu le temps d’être générée. On appelle ce phénomène, la latence. Ce temps de retard n’existe pas dans la réalité. Dans la réalité virtuelle, les meilleurs dispositifs ont un temps de latence de 20 milli-secondes.

TAUX DE RAFRAICHISSEMENT

Lorsque vous regardez la télévision ou une vidéo, vous regardez une série d’images qui se succèdent très rapidement. Plus le taux de rafraichissement est élevé, plus le rendu est réaliste. Souvenez-vous lorsque votre connexion internet est lente et que la vidéo que vous regardez se saccade. Il s’agit du même phénomène. Les images ne sont plus téléchargées assez rapidement s’affiche par exemple toutes les 3 secondes.

En réalité virtuelle, le taux de rafraichissement idéal est aux alentours des 60 images par seconde.

HAPTIQUE (RETOUR DE FORCE)

Ce dispositif permet aux utilisateurs de manipuler des objets dans un environnement virtuel. La sensation du toucher et du retour de force (porter un objet, pousser une porte…) sont simulés par l’expérience.

Ce procédé est encore proposé de manière indépendante des casques. Néanmoins, de plus en plus de gants se développent sur la marché et on peut raisonnement penser qu’à l’avenir les kits de réalité virtuelle intégreront plusieurs supports.

360°

Bien l’être humain possède une vision périphérique à 180°, la VR propose une expérience à 360° pour pouvoir intégrer la notion de mouvement (vision panoramique).

La vidéo 360° n’est pourtant pas limitée à la réalité virtuelle. Elle peut être visionnée indépendamment, comme par exemple sur un ordinateur. Bien sûr l’expérience n’est pas la même qu’avec un casque.

Youtube a créé une chaine spéciale pour diffuser les vidéos à 360°.

STITCHING

Le stitching permet de regrouper plusieurs prises de vues caméra pour générer une vidéo à 360°. Jusqu’ici le montage vidéo classique consistait à assembler des morceaux de vidéos dans le temps.

Avec cette technique, ces morceaux sont assemblés dans l’espace afin de produire un environnement périphérique complet.

Le défi de l’assemblage réside surtout dans la cohérence visuelle de la vision fabriquée. L’image doit sembler uniforme et non pas un puzzle reconstitué, un peu comme une image faite de pixels, mais qui semble pleine sur un écran.

PRÉSENCE

La présence est une notion importante de la réalité virtuelle. Elle est le baromètre de l’expérience utilisateur. Plus celui-ci trouve l’expérience réaliste, plus son scepticisme de base s’amenuise. Ainsi, l’utilisateur a l’impression de faire partie de l’environnement simulé et devient présent dans cette réalité. Le degré de présence dans une VR traduit sa qualité.

CHAMP DE VISION (FOV)

L’être humain a un champ de vision de 180°. En VR, le champ de vision proposé par les casques actuels varie entre 50° et 100°. Il s’agit de l’espace remplit par l’image virtuelle (et donc le casque).

 

LES ACTEURS DE LA RÉALITÉ VIRTUELLE

 

OCULUS RIFT

Figurez-vous que pour Oculus tout a commencé par un projet Kickstarter. Depuis Facebook a racheté l’entreprise pour 2 milliards d’euros. L’oculus rift est actuellement considéré comme le nec plus ultra de la réalité virtuelle, mais requiert un ordinateur assez puissant.

HTC VIVE

Le concurrent déclaré de l’oculus rift. Le Vive est le fruit d’une partenariat à trois têtes entre le constructeur HTC, le concepteur de jeux Valve et sa plateforme Steam. Le Vive propose en plus de placer des capteurs dans la pièce pour que la notion de mouvement soit prise en compte. On peut ainsi interagir avec le mouvement du corps. Comme l’oculus, il nécessite un pc puissant. Son prix est aussi plus élevé que ce dernier.

SONY’S PLAYSTATION VR

Le casque de réalité virtuelle par Playstation sorti en Octobre 2016 est devenu le premier appareil de VR dédié à une console. Coup de maître pour playstation qui vient se placer en 3ème position. De nombreux jeux sont déjà compatibles avec ce système qui devrait faire fureur sous les sapins de noël. La Playstation VR est moins chère que l’oculus ou le Vive, néanmoins l’expérience proposée est moins immersive. On s’en contentera largement.

GOOGLE CARDBOARD

À première vue on aurait pu croire à une blague. Un bout de carton à quelques euros et hop de la VR. Il n’en est rien. La Google Cardboard offre une première expérience sympathique et accessible à tous de ce que peut être la VR. Le concept est simple, vous regardez ni plus ni moins que votre smartphone. Le casque en carton sert uniquement de support et d’isolant lumière. Les mouvements de tête son captés par l’accéléromètre du téléphone et permettent de naviguer dans une image 3d projetée devant les yeux. Un coup de génie dont tout le monde peut profiter. Bien sûr, on ne peut pas comparer le Google Cardboard aux autres casques de réalité virtuelle, mais il vaut à coup sûr le détour.

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