La réalité virtuelle

Par: Benoit Duinat, Eric R. Harvey

14-10-2020

Image: Matteo Valoriani, Etna dev 2016-Introduction to Mixed Reality with HoloLens

La définition conventionnelle d’un environnement de réalité virtuelle (RV) est celle dans laquelle l’observateur participant est totalement immergé et capable d’interagir avec un monde complètement synthétique (1). La RV se situe donc à l’une des frontières du continuum à l’opposé de la réalité. La technologie développée depuis les années 1960 a connu récemment une évolution fulgurante au niveau de l’accessibilité à des casques d’affichage performants et peu dispendieux et par rapport au réalisme des environnements synthétiques obtenu par des processeurs graphiques toujours plus performants. Grâce aux avancées dans les domaines de l’électronique, de l’informatique et de la photonique, la RV a atteint un sommet inégalé en termes d’expérience immersive.

Côté technologique, l’avènement d’afficheurs à DEL toujours plus économique en énergie et performant en émission lumineuse a permis aux casques de RV d’offrir une densité et une quantité de pixels impressionnante projetée à chaque œil de l’utilisateur. De plus, leur miniaturisation et celle de l’électronique de traitement fait en sorte que les manufacturiers conçoivent des casques légers, compacts et ergonomiques. Ils deviennent également autonomes par l’ajout de capteurs optiques pour le positionnement 3D dans l’environnement physique d’utilisation et pour le suivi du regard pour une optimisation de l’affichage.

Les applications de la réalité virtuelle touchent de nombreux domaines, dont voici des exemples réalisés par le CIMMI, un centre de transfert de technologies spécialisé en imagerie numérique (2):

LA FORMATION

Dans le milieu de l’industrie, la RV est particulièrement utile pour la formation. Dans le cas où le matériel de formation est destructible, ou encore si l’environnement est potentiellement dangereux, la RV représente une alternative très intéressante.

Par exemple, un simulateur en réalité virtuelle pour interventions à risque a été développé par l’équipe du CIMMI. Ce simulateur est destiné à la formation des employés et des brigades industrielles au maniement des extincteurs portatifs et des autres outils d’extinction utilisés en milieu industriel, afin de réaliser une intervention efficace et sécuritaire. Le matériel est autonome et permet d’utiliser un extincteur réel dans le monde virtuel. L’application est pertinente autant pour les néophytes que pour les pompiers expérimentés.

L’ÉDUCATION

Un autre secteur qui utilise de plus en plus la RV est le domaine de l’éducation. Les expériences immersives permettent souvent d’impliquer et de rendre plus interactif l’apprentissage de certaines notions. Ce type d’applications font partie de ce que l’on nomme les ‘jeux sérieux’. Une collaboration avec le département de chimie du cégep de Sainte-Foy a donné l’occasion de développer une application de RV dans le contexte du cours de chimie générale. L’application permet aux étudiants de mettre à l’épreuve leurs connaissances liées aux liaisons entre différents types de composés chimiques.

La force de l’application en réalité virtuelle est de permettre aux étudiants d’entrer en immersion dans les différents composés. Ils peuvent donc visualiser les molécules en 3D et en mouvement les unes par rapport aux autres. Cela leur permet de bien comprendre les différences entre les liaisons qu’il peut y avoir entre les composés d’un type et d’un autre. L’approche traditionnelle avec manuel scolaire n’aide pas les étudiants à saisir facilement ces concepts et représente une des grandes difficultés du cours de chimie générale.

LA CULTURE

La réalité virtuelle rend possible la reconstitution d’environnements disparus, ou des époques du passé. C’est un outil fantastique pour explorer l’histoire et ainsi plonger l’utilisateur dans un univers d’un autre temps.

Dans le projet Pop-Up Limoilou par exemple, le CIMMI a collaboré avec des historiens, dessinateurs et musiciens, pour vivre l’établissement et l’évolution du quartier Limoilou depuis l’arrivée de Jacques Cartier en 1535 jusqu’à nos jours.

L’environnement 3D a été généré à partir de dessins 2D à la manière d’un livre pop-up, l’utilisateur peut alors se déplacer physiquement et virtuellement dans les tableaux des différentes époques. Cette approche permet de retransmettre des émotions reliées à certaines pages de notre histoire.

LA RECHERCHE

Le CIMMI est avant tout un centre de recherche qui doit se maintenir à la fine pointe de la technologie. Des activités de recherche inhérente à la réalité virtuelle sont en cours, tel que la mise en correspondance d’installations physiques avec leurs jumeaux virtuels, ainsi que le développement d’algorithmes de suivi de gestuels pour rendre l’expérience encore plus immersive et conviviale.

RÉFÉRENCES:

(1) Paul Milgram et Fumio Kishino, A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays, IEICE Transactions on Information and Systems, December 1994 ( https://www.researchgate.net/publication/231514051_A_Taxonomy_of_Mixed_Reality_Visual_Displays).

(2) www.cimmi.ca