LE GUIDE COMPLET DE LA RÉALITÉ VIRTUELLE - tout ce dont vous avez besoin pour démarrer

La réalité virtuelle ( VR ) est un environnement généré par ordinateur avec des scènes et des objets qui semblent réels, donnant à l'utilisateur l'impression d'être immergé dans son environnement. Cet environnement est perçu au moyen d'un dispositif appelé casque de réalité virtuelle. La VR nous permet de nous immerger dans des jeux vidéo comme si nous étions l'un des personnages, d'apprendre à pratiquer une chirurgie cardiaque ou d'améliorer la qualité de l'entraînement sportif pour maximiser les performances.

Bien que cela puisse sembler extrêmement futuriste, ses origines ne sont pas aussi récentes qu'on pourrait le croire. En fait, beaucoup de gens considèrent que l'un des premiers appareils de réalité virtuelle s'appelait Sensorama, une machine avec un siège intégré qui diffusait des films en 3D, dégageait des odeurs et générait des vibrations pour rendre l'expérience aussi vivante que possible. L'invention remonte au milieu des années 1950. Les développements technologiques et logiciels qui ont suivi au cours des années suivantes ont entraîné une évolution progressive tant des appareils que de la conception des interfaces.

La différence entre réalité virtuelle et réalité augmentée

Bien qu'il s'agisse d'une technologie née il y a plusieurs dizaines d'années, de nombreuses personnes ne connaissent toujours pas le concept de réalité virtuelle. Il est également fréquent de confondre le terme "réalité virtuelle" avec la réalité augmentée.

La principale différence entre les deux est que la réalité virtuelle construit le monde dans lequel nous nous immergeons grâce à un casque spécifique. Elle est totalement immersive et tout ce que nous voyons fait partie d'un environnement construit artificiellement par des images, des sons, etc. En revanche, dans la réalité augmentée (RA), notre propre monde devient le cadre dans lequel sont placés des objets, des images ou autres. Tout ce que nous voyons se trouve dans un environnement réel et il peut ne pas être strictement nécessaire de porter un casque. L'exemple le plus clair et le plus courant de ce concept est Pokémon Go.

Cependant, il existe également une combinaison des deux réalités appelée réalité mixte. Cette technologie hybride permet, par exemple, de voir des objets virtuels dans le monde réel et de construire une expérience dans laquelle le physique et le numérique sont pratiquement indiscernables.

Les principales applications de la réalité virtuelle

Assez parlé de cette théorie qui nous projette dans le futur. Dans quels secteurs la réalité virtuelle est-elle réellement utilisée aujourd'hui ? La médecine, la culture, l'éducation et l'architecture sont quelques-uns des domaines qui ont déjà tiré parti de cette technologie. Des visites guidées de musées à la dissection d'un muscle, la VR nous permet de franchir des frontières qui seraient autrement inimaginables.

Terminologie et concepts de base de la réalité virtuelle

Vous connaissez donc les principes de base de la RV, mais il vous reste quelques termes ou concepts à éclaircir. 

FOV (champ de vision)

FOV est l'abréviation de Field of View (champ de vision). Dans le contexte de nos yeux, notre champ de vision est tout ce que vous pouvez voir à un moment donné.

Dans le contexte des casques VR, le champ de vision correspond à tout ce que vous pouvez voir dans le monde virtuel à tout moment lorsque vous utilisez le casque. Les types de casques VR disponibles pour les consommateurs au moment où nous écrivons ces lignes ont un champ de vision plus petit que ce que vous pouvez voir avec vos yeux, ce qui signifie que l'environnement VR ne remplit pas, ou ne correspond pas, au champ de vision de vos yeux lorsque vous utilisez le casque.

C'est pourquoi vous avez souvent une "bordure" noire autour des lentilles que vous regardez lorsque vous utilisez la réalité virtuelle. Il s'agit simplement de l'espace autour des lentilles à l'intérieur du casque. Cependant, si le champ de vision du casque est suffisamment large, la bordure peut donner l'impression que vous regardez le monde virtuel à travers une paire de lunettes, ce qui permet d'oublier facilement que la limite existe. Le champ de vision peut être mesuré de différentes manières et les fabricants d'appareils peuvent ne pas représenter avec précision la quantité de vision que vous pouvez avoir par rapport à d'autres casques.

Les degrés de liberté

Lorsqu'on parle de mouvement et de suivi dans la RV, on fait souvent référence aux "degrés de liberté", ou DoF. Plus le nombre de degrés de liberté est élevé, plus le nombre de vos mouvements physiques suivis par le casque et reproduits sur votre représentation simulée est important.

Les deux termes les plus courants en matière de degrés de liberté sont 3DoF et 6DoF (3 et 6 degrés de liberté, respectivement). Les casques qui ne proposent que le 3DoF ne suivent que les mouvements de votre tête (roulis, tangage, lacet) mais pas sa position dans l'espace (coordonnées x, y, z). Le 6DoF permet de suivre à la fois les mouvements de la tête et ses coordonnées dans un espace physique.

La plupart des casques VR actuels offrent un suivi de position 6DoF complet. Un grand nombre d'anciens casques mobiles et autonomes, dont beaucoup ne sont plus fabriqués ou sont en cours d'abandon, utilisent le 3DoF, comme Google Cardboard, Google Daydream, Gear VR et Oculus Go.

Les types de traçage

Chaque casque VR a besoin d'un moyen de suivre les mouvements de la personne qui le porte.

La forme de suivi la plus courante actuellement est appelée suivi "Inside Out". Ce système s'appuie généralement sur des caméras intégrées au casque pour suivre les mouvements de l'intérieur du casque vers l'extérieur. Des algorithmes avancés de localisation et de cartographie simultanées ("SLAM") surveillent les caractéristiques de l'environnement physique entourant la personne portant le casque. L'Oculus Quest, l'Oculus Rift S, le HTC Vive Cosmos et tous les casques de réalité mixte Windows (comme le Samsung Odyssey, le Lenovo Explorer, l'Acer HMD, etc.) sont tous des exemples de casques qui utilisent le suivi de l'intérieur vers l'extérieur.

Il y a aussi le concept de suivi "Outside In". Il peut prendre différentes formes, mais implique un matériel externe à l'espace suivi et non intégré au casque lui-même. Pour le HTC Vive original et l'Index de Valve, ce matériel est parfois appelé " lighthouses ", qui sont de petites boîtes noires montées dans les coins de la pièce. Les systèmes plus anciens, comme le Rift original sorti en 2016, utilisaient des caméras modifiées placées dans votre pièce pour réaliser un suivi en extérieur.

Il y a des avantages et des inconvénients à chaque type de suivi. Le suivi intérieur-extérieur peut fonctionner plus facilement sans matériel d'installation ou de montage. Le suivi de l'extérieur vers l'intérieur, en revanche, peut parfois être extensible pour combler les lacunes lorsque le matériel monté sur la tête n'est pas en mesure de "voir" les mouvements occasionnels du corps. Le terme "occlusion" fait généralement référence au fait de bloquer la vue de quelque chose et, lorsqu'il s'agit de suivre des mouvements, les systèmes populaires doivent avoir une ligne de vue directe pour "voir" ce qu'ils suivent. Les systèmes de suivi de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extérieur vers l'intérieur peuvent être occultés de diverses manières, car notre corps a de nombreuses façons différentes de bouger. Cependant, selon le cas d'utilisation, un système de type "inside out" ou "outside in" peut être privilégié.

Les contrôleurs

Il existe plusieurs façons différentes d'interagir avec le contenu simulé.

Des casques comme l'Oculus Quest 2, le HP Reverb G2 et le HTC Vive Cosmos sont tous équipés de deux contrôleurs, un pour chaque main, qui sont également suivis en 6DoF avec le système de suivi inside out.

Le PlayStation VR propose plusieurs systèmes de saisie. Dans la plupart des cas, la meilleure option consiste à utiliser une paire de manettes PlayStation Move. Certains contenus PSVR nécessitent les contrôleurs Move, mais pas tous. Pour les jeux qui ne nécessitent pas de contrôleurs Move, vous pouvez utiliser la manette PS4 DualShock standard fournie avec la console.

Les manettes Valve Index s'attachent autour des articulations et de la paume de la main et permettent une libération totale. La zone de préhension de ces manettes est très large et elles détectent chaque mouvement de doigt ainsi qu'une partie de la pression exercée par votre prise en main, ce qui les distingue des autres manettes actuellement disponibles. Ces manettes sont suivies par des phares externes et peuvent être achetées avec le casque Index. Elles peuvent également être achetées séparément et combinées avec d'autres casques non Index qui utilisent le système de suivi par phares, comme le HTC Vive ou le Pimax.

Le Quest 2 de Facebook et le Quest original comprennent tous deux un système natif de suivi des mains sans manette, ce qui élimine la nécessité d'utiliser les manettes tactiles dans certaines situations. Certains autres casques suivent également les mouvements de la main, mais Quest est un système populaire et la mise à jour permet aux caméras intégrées de suivre entièrement les mouvements des mains et des doigts avec une précision assez élevée. Il est toutefois peu probable que le suivi des mains et des doigts remplace les manettes tactiles pour tous les jeux et toutes les expériences, car le retour haptique, les boutons physiques et le suivi plus rapide des manettes peuvent faire une différence significative pour de nombreux jeux et applications.

 Le mode Espace, assis et debout.

Il existe généralement 3 types de volumes suivis, certains logiciels étant adaptés à la taille de chaque zone de jeu :  Espace, assis et debout.

La RV à l'échelle de l'espace consiste à fixer une limite ou une zone de jeu et à pouvoir se déplacer librement et physiquement autour de cette zone dans le jeu. L'idée des jeux à l'échelle de la pièce est de pouvoir se déplacer physiquement dans votre espace pour interagir avec l'environnement simulé et les objets qui s'y trouvent. Des frontières dites "gardiennes" ou "chaperonnes" apparaissent pour révéler quand le monde physique s'approche.

Les modes assis et debout sont assez similaires dans la mesure où l'utilisateur est censé rester à peu près au même endroit et utiliser différentes options de mouvement pour simuler le mouvement au lieu de se déplacer psychiquement dans un espace. Certains développeurs de logiciels adaptent leurs mondes virtuels pour qu'ils fonctionnent de plusieurs manières, mais un petit sous-ensemble d'expériences peut ne fonctionner qu'en mode Espace, assis ou debout.

Le mouvement dans la RV

Il existe plusieurs types d'options de simulation de mouvement pour les logiciels de RV. La simulation de mouvements pour les personnes portant un casque de RV peut parfois donner la nausée.

La téléportation est une méthode de mouvement courante et c'est souvent l'option la plus confortable pour le plus grand nombre de personnes. En général, la téléportation est invoquée en appuyant sur un bouton de la manette, puis le joueur sélectionne un endroit où il peut se téléporter immédiatement. Lorsqu'elle est utilisée en combinaison avec le suivi de pièce, cette option de mouvement permet généralement de traverser de grands volumes simulés de manière confortable. Certains utilisateurs, cependant, se plaignent que la téléportation est moins crédible et "casse l'immersion" parce que nous ne pouvons pas nous téléporter dans le monde réel. En réponse à cela, certains développeurs de logiciels VR s'efforcent d'expliquer pourquoi la téléportation fait partie de la narration de leur monde virtuel, comme un sorcier utilisant un sort dans l'image ci-dessus.

La locomotion douce est le type de mouvement similaire à celui des jeux vidéo traditionnels où vous appuyez sur un bâton et vous "bougez" dans la direction où vous avez poussé le bâton. Ce type de mouvement peut être déstabilisant pour certaines personnes et peut donner la nausée à d'autres en quelques secondes ou minutes.

Pour combattre les sensations d'inconfort provoquées par le mouvement simulé dans un monde virtuel, les développeurs de logiciels s'efforcent constamment de proposer des combinaisons de systèmes existants ou des paramètres de confort qui permettent au joueur en RV de personnaliser l'expérience à son goût. Une option de confort courante qui peut contribuer à réduire l'inconfort consiste à restreindre le champ de vision dans le monde virtuel pendant le déplacement, créant ainsi une sorte de "vision en tunnel", ou à augmenter et diminuer progressivement l'accélération pendant le déplacement.

Nausées et Malaise de mouvement

Les personnes qui portent un casque de RV peuvent parfois ressentir un malaise. Elles peuvent avoir des nausées. Dans la plupart des cas, avoir la nausée en portant un casque peut se produire en position assise ou debout, lorsque les mouvements du jeu ne correspondent pas à ceux de votre corps physique.

Certaines personnes peuvent développer une résistance et un niveau de tolérance plus élevé pour des expériences plus intenses - ce que l'on appelle parfois trouver ses "jambes VR" - mais certains développeurs et amateurs de RV de longue date qui passent des centaines d'heures dans des casques de RV sont toujours entièrement susceptibles de ressentir un malaise en raison du décalage entre la locomotion fluide et les sens de leur corps.

De nombreux facteurs peuvent influencer votre sensibilité à l'inconfort dans un casque VR, comme le champ de vision des visuels, la fréquence d'images de l'écran et du logiciel, le poids du casque, et même la qualité de votre sommeil ou ce que vous avez mangé et en quelle quantité.

IPD

IPD est un terme assez courant que vous rencontrerez si vous effectuez des recherches et des lectures sur les casques VR. Il s'agit d'une abréviation qui signifie "distance interpupillaire", c'est-à-dire la distance entre le centre de vos deux pupilles.

Selon la conception optique d'un casque, les différences d'IPD entre les personnes peuvent affecter la sensation de certains casques lorsqu'ils sont portés. Si les lentilles et les écrans ne sont pas bien alignés devant la pupille d'une personne, les images peuvent paraître floues. Dans le pire des cas, cela peut augmenter les risques de maux de tête ou de nausées.

Certains casques offrent un réglage physique de l'IPD. Cela permet de déplacer les lentilles et les panneaux d'affichage pour les placer plus directement en face des pupilles d'un grand nombre de personnes. D'autres casques ne permettent pas de régler physiquement l'IPD, mais peuvent proposer un réglage logiciel pour compenser cette variabilité.

En fonction de la distance entre vos pupilles, un casque avec réglage physique peut s'avérer indispensable. Les casques sans réglage physique sont souvent adaptés aux distances moyennes entre les globes oculaires et, par conséquent, de nombreuses personnes peuvent ne pas avoir besoin d'un casque avec réglage physique.

Les types de la réalité virtuelle

Il existe plusieurs types d'équipements de RV destinés aux consommateurs. On peut les regrouper en trois catégories : RV autonome, RV pour PC et RV pour console.

Réalité virtuelle autonome

La RV autonome est un casque de RV qui fonctionne de manière totalement autonome, sans nécessiter d'autres équipements ou technologies préexistants. Toute l'expérience se déroule à partir du matériel porté sur votre tête et ne nécessite pas d'être connecté à un autre équipement externe.

Le meilleur exemple en est l'Oculus Quest 2, qui propose des versions réduites de jeux VR pour PC dans un appareil portable et autonome qui ne nécessite aucun autre équipement. Avec un système VR autonome comme le Quest, tout ce dont vous avez besoin pour vivre l'expérience VR est fourni avec l'appareil lui-même - bien que certains jeux nécessitent que les contrôleurs Oculus Touch soient tenus dans vos mains pour interagir.

PC VR

Le PC VR désigne tout casque qui nécessite une connexion constante à un PC proche. Le PC en question devra également avoir des spécifications élevées qui répondent aux exigences de la RV. Parmi les exemples de casques PC VR, citons l'Oculus Rift S, le Valve Index, le HTC Vive, le Pimax et les casques Windows Mixed Reality comme le HP Reverb G2 et le Samsung Odyssey+.

L'avantage de la RV sur PC est que les spécifications du PC peuvent fournir une grande fidélité graphique, bien supérieure à celle de la RV autonome. Cependant, la connexion constante à un PC signifie souvent que votre casque doit rester branché au PC à tout moment. Il existe des options sans fil pour le PC VR, mais elles nécessitent généralement plus de matériel connecté à votre PC et une batterie portée quelque part sur votre corps. Le PC VR filaire exige du joueur qu'il gère un cordon suspendu entre son casque et le PC. Cela peut offrir moins de liberté qu'un casque autonome sans fil, car le fil peut vous rappeler fréquemment que vous risquez de vous emmêler si vous vous tournez trop.

Si vous ne possédez pas déjà un PC de jeu répondant aux spécifications requises, la RV sur PC peut rapidement devenir une option très coûteuse.

Console VR

Console VR ne comprend actuellement que deux casques : PlayStation VR et Nintendo Labo VR pour la Nintendo Switch.

PlayStation VR est un système VR complémentaire pour la PlayStation 4 ou la PlayStation 5. Le casque PSVR est un achat supplémentaire qui se connecte à votre PlayStation 4 et, comme pour le PC VR, nécessite une connexion permanente à la console pour fonctionner. Il utilise la caméra PlayStation, vendue avec le casque et reliée à la console pour le suivi. Grâce à la rétrocompatibilité, le système fonctionne également sur la PS5 et connaît même quelques améliorations visuelles et de performances sur celle-ci. Certains jeux PlayStation VR nécessitent également l'achat supplémentaire de contrôleurs PlayStation Move pour être joués.

Nintendo Labo VR pour la Nintendo Switch est une coque de casque en carton à construire dans laquelle vous pouvez glisser la Nintendo Switch originale de taille normale, ce qui vous permet de jouer à certains jeux en mode VR. Il n'a pas de sangle de casque, vous êtes donc obligé de tenir le casque sur votre visage.

L'avenir de la réalité virtuelle 

La réalité virtuelle est l'une des technologies dont le potentiel de croissance projeté est le plus élevé. Selon les dernières prévisions d'IDC Research , les investissements dans la VR et la RA seront multipliés  pour atteindre 15,5 milliards d'euros en 2022. En outre, ces deux technologies seront essentielles aux plans de transformation numérique des entreprises.

Aujourd'hui, le marché exige des applications qui vont au-delà des loisirs, du tourisme ou du marketing et qui sont plus abordables pour les utilisateurs. Les interfaces virtuelles doivent également être améliorées pour éviter des défauts tels que le clipping, qui donne l'impression que certains objets solides peuvent être traversés. Ou pour minimiser les effets que la VR produit chez les gens, parmi lesquels le mal des mouvements, qui consiste en un vertige induit par le décalage entre le mouvement de notre corps et ce qui est vu dans le monde virtuel.

Les grandes entreprises technologiques travaillent à la mise au point de casques qui ne nécessitent pas de câbles et qui permettent de voir les images en HD. Elles développent des casques de réalité virtuelle en 8K et avec des processeurs beaucoup plus puissants. Il est même question qu'ils puissent intégrer l'intelligence artificielle dans les prochaines années. La dernière norme 5G peut également fournir des scénarios très intéressants pour l'évolution de la VR. Cette norme permettra de connecter davantage d'appareils et de grandes communautés d'utilisateurs. En outre, sa latence presque imperceptible permettra aux consommateurs de recevoir des images en temps réel, presque comme s'ils les voyaient de leurs propres yeux.

Tout cela signifie que la réalité virtuelle n'est plus de la science-fiction. Elle est intégrée à notre quotidien et, dans les années à venir, elle donnera lieu à des progrès qui façonneront l'avenir.