Prochaine génération de casques VR: le suivi des yeux...

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Prochaine génération de casques VR: le suivi des yeux...
04 Mai, 2017
Oculus, HTC, Google et les autres se livrent bataille sur le marché de la réalité virtuelle grand public... mais aussi, dans l'ombre, sur le terrain de l'innovation.
L'enjeu est fort : un avantage technologique majeur pourrait décider du vainqueur de la prochaine génération de casques VR, renforçant sa position face aux autres.
L'un de ces champs de bataille est le suivi des yeux à l'intérieur du casque.
La prochaine génération de casques de réalité virtuelle repose sur l'aboutissement de plusieurs technologies : écran, transmission de données sans fil, capteurs de positionnement intégrés...
L'une d'entre elles est la détection et le suivi des yeux. Traquer le mouvement des yeux à l'intérieur du casque a plusieurs intérêts.
Le premier est de permettre à l'utilisateur d'interagir avec le système par un simple regard, en remplacement ou en complément d'autres interfaces.
Le second est de reproduire plus fidèlement le regard de l'utilisateur sur son avatar virtuel au sein d'applications sociales ou collaboratives.
Un troisième est la possibilité d'améliorer les effets de profondeur de champ et de parallaxe dans le monde virtuel.
 
Le "Foveated rendering", graal de la réalité virtuelle
Mais c'est surtout son usage dans le cadre du "foveated rendering" qui est déterminant.
Derrière cette appellation se cache un principe simple.
L'oeil humain ne fait une mise au point précise, avec un maximum de détails, que sur une toute petite zone de la rétine. C'est la fameuse fovéa. Ce fonctionnement biologique fait que, sur les 180° du champ visuel humain souvent cités, la lecture d'un texte n'est possible que sur 10° et la reconnaissance de symboles que sur 20°.
 
En affichant un maximum de détails uniquement sur la zone où se concentre la vision de l'utilisateur, il est alors possible de diminuer par trois les ressources nécessaires au rendu d'une scène par un moteur 3D.
Les parties périphériques de l'image sont dans une définition beaucoup plus basse, mais la vision périphérique n'est pas capable de s'en rendre compte et l'illusion est totale.
A terme, la promesse est de pouvoir afficher une très grande qualité visuelle avec une puissance de calcul capable d'être intégrée directement dans le casque.
 
La course a déjà commencé
Mais pour cela il faut pouvoir détecter avec précision la zone de l'image que regarde chaque oeil, et suivre leurs mouvements à la volée pour ne pas rompre l'illusion.
C'est là qu'interviennent les capteurs oculaires. Et dans ce domaine comme dans tous les autres, la concurrence que se livrent les grands acteurs est déjà très rude.
Oculus, la filiale de Facebook pionnière de la réalité virtuelle, a investi dans cette technologie en rachetant la start-up The Eye Tribe fin 2016.
Elle a déposé un brevet sur le sujet dans la foulée (aux Etats-Unis) qui vient d'être publié par la FCC (Commission fédérale des communications américaine). 
Google, de son côté, avait fait l'acquisition d'Eyefluence, une autre start-up spécialisée, en octobre 2016.
 
On compte aussi la start-up japonaise Fove, première à avoir sorti un casque intégrant cette technologie par défaut. Disponible depuis 6 mois, il n'a cependant pas vocation à une commercialisation auprès du grand public et s'adresse plutôt aux développeurs souhaitant prototyper.
Cependant, la plupart des prototypes et autres projets de recherche utilisent pour le moment les capteurs de l'entreprise allemande SMI (SensoMotoric Instruments), la référence du secteur.
 
HTC cherche à créer un "écosystème hardware" autour du Vive HTC
Cela pourrait changer dans les mois qui viennent avec la sortie annoncée la semaine du 24 avril 2017 par HTC du module aGlass pour son casque Vive.
Il s'agit d'une modification à appliquer manuellement sur le HTC Vive qui intègre des capteurs infrarouges et une caméra pour chaque oeil. Elle a été développée par la start-up chinoise 7invensun.
Cette dernière fait partie des jeunes pousses incubées par HTC au sein de son programme Vive X, au-même titre que TPCast (qui travaille sur un module de transmission de données sans fil).
 
HTC et son partenaire Valve ont conçu dès le départ leur casque de réalité virtuelle pour faciliter au maximum l'expérimentation, ce qui a permis de remplacer de facto l'Oculus Rift DK2 en tant que machine de test de référence (Oculus ayant préféré concentrer ses efforts sur un produit 100% grand public).
Le kit de développement d'aGlass est d'ores et déjà disponible en Chine et sortira à l'international à partir du troisième trimestre 2017 et coûtera environ 220 dollars.
 
Le matériel ne fait pas tout
Evidemment, il ne suffit pas d'avoir un matériel adéquat pour faire du "rendu fovéal", le fonctionnement des logiciels doit aussi être adapté en conséquence.
L'un des plus en avance sur la question est l'américain Nvidia, grand spécialiste du calcul graphique. 
L'Usine Digitale avait eu l'occasion de rencontrer la division R&D de l'entreprise (Nvidia Research) en mars 2017 pour tester ses travaux en la matière, et nous avions été impressionnés par leur technique de rendu.
A force d'essais et d'erreurs, les chercheurs ont notamment découvert qu'il suffit d'augmenter le contraste de l'image dans la vision périphérique pour compenser son manque de netteté.
Une astuce tout bête mais à l'efficacité redoutable, aucune différence n'était perceptible entre un rendu classique et leur "rendu fovéal".
 
Si la technologie n'est pas encore tout à fait prête à une arrivée sur le marché grand public, il ne fait aucun doute qu'elle jouera un rôle central lors de la prochaine génération d'équipements qui verra le jour en 2018/2019.

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