image de Wade Sisler avec la permission de NASA Ames Research Center.Faire un tour à la Lune, nager avec les dauphins, participer à un Olympique de 100 mètres, ou chanter sur scène avec les Rolling Stones, sont des chose qui ne sont pas à la portée de tout le monde. Mais si la réalité virtuelle répond à sa promesse, vous pourriez pouvoir faire toutes ces choses—et bien d’autres encore—sans même quitter votre maison. Contrairement à la réalité réelle (le monde réel dans lequel nous vivons), la réalité virtuelle signifie simuler des morceaux de notre monde (ou des mondes complètement imaginaires) en utilisant des ordinateurs et des équipements sensoriels performants, comme les casques et les gants. Outre les jeux et les spectacles, ça a longtemps été utilisé pour former des pilotes des compagnies aériennes, des chirurgiens et pour aider les scientifiques à résoudre les problèmes complexes tels que la structure des molécules de protéines. Comment ça marche? Jetons un coup d’œil de plus près!
Table Des Matières
Qu’est-ce que la réalité virtuelle?
La réalité virtuelle (VR) signifie expérimenter des choses qui n’existent pas réellement à travers nos ordinateurs. À partir de cette définition simple, l‘idée ne semble pas particulièrement nouvelle. Quand vous regardez une peinture étonnante du célèbre peintre italien Canaletto, par exemple, vous vivez les endroits et les voix italiens d’il y a environ 250 ans —c’est donc une sorte de réalité virtuelle. De la même manière, Si vous écoutez de la musique instrumentale ou classique tout en ayant les yeux fermés, et vous commencez à rêver des choses, n’est ce pas un exemple de réalité virtuelle —une expérience d’un monde qui n’existe pas vraiment? Est ce qu’il ne vous est jamais arrivé de vous perdre dans un roman ou un film? C’est sûrement une sorte de réalité virtuelle, non?
Si nous voulons comprendre pourquoi les livres, les films, les peintures et les morceaux de musique ne sont pas la même chose que la réalité virtuelle, nous devons définir clairement La réalité virtuelle. À l’intention de cet article simple et introductif, je vais la définir comme suit:
Un monde 3D crédible et interactif créé par ordinateur que vous pouvez explorer afin que vous sentez que vous êtes vraiment là, à la fois mentalement et physiquement.
En d’autres termes, la réalité virtuelle est essentiellement:
- Croyable: Vous devez ressentir que vous vous êtes réellement dans votre monde virtuel (sur Mars ou partout) et continuer à en croire, autrement l’illusion de la réalité virtuelle disparaîtra.
- Interactif: au fur et à mesure que vous vous déplacez, le monde VR doit se déplacer avec vous. Vous pouvez regarder un film 3D et être transporté vers la Lune ou vers le fond des océans – mais ce n’est interactif en aucun sen.
- Ordinateur – Générateur: pourquoi est-ce important? Parce que seules les machines puissantes, avec des graphiques informatiques en 3D réalistes, sont assez rapides pour créer des mondes alternatifs crédibles, interactifs et alternatifs qui changent en temps réel au fur et à mesure de leur déplacement.
- Explorable: un monde de la réalité virtuelle doit être grand et suffisamment détaillé pour que vous puissiez l’explorer. Quelle que soit la peinture réaliste, elle ne montre qu’une seule scène, d’un seul point de vue. Un livre peut décrire un «monde virtuel» vaste et complexe, mais vous ne pouvez l’explorer que de manière linéaire, exactement comme l’explique l’auteur.
- Immersif: Pour être à la fois crédible et interactif, la réalité virtuelle doit engager à la fois votre corps et votre esprit. Les peintures des artistes de la guerre peuvent nous donner un aperçu des conflits, mais ils ne peuvent jamais transmettre pleinement la vue, le son, l’odeur, le goût et la sensation de combat. Vous pouvez jouer à un jeu de simulateur de vol sur votre PC à la maison et être perdu dans une expérience interactive très réaliste pendant des heures (le paysage changera constamment à mesure que votre avion le traversera), mais ce n’est pas comme utiliser un simulateur de vol réel (où vous vous asseyez dans une modélisation hydraulique d’un cockpit réel et ressent des forces réelles alors qu’il se penche et s’incline), et même moins comme faire voler un avion.
Photo de Wikimedia Commons.Œuvre d’art: Cette peinture de Canaletto de Venise, en Italie est crédible et, en quelque sorte, explorable (vous pouvez déplacer vos yeux et réfléchir à différentes parties de l’image), mais ce n’est pas interactif, généré par ordinateur ou immersif, donc elle ne respecte pas notre définition de la réalité virtuelle: regarder cette photo n’est pas comme si elle était là. Rien ne nous empêche de faire un équivalent explorable dans la réalité virtuelle.
Nous pouvons voir pourquoi lire un livre, regarder un tableau, écouter une symphonie classique ou regarder un film n’est pas une réalité virtuelle. Tous offrent des aperçus partiels d’une autre réalité, mais aucun n’est interactif, explorable ou totalement crédible. Si vous êtes assis dans une salle de cinéma en regardant une photo géante de Mars sur l’écran, et vous tournez trop brusquement la tête, vous vous allez vous rappeler que vous êtes réellement sur terre et non sur Mars, l’illusion disparaîtra. Si vous voyez quelque chose d’intéressant à l’écran, vous ne pouvez pas l’atteindre et le toucher ou marcher vers lui; Encore une fois, l’illusion disparaîtra simplement. Donc, ces formes de divertissement sont essentiellement passives: Aussi convaincantes qu’elles puissent apparaître, elles ne vous engagent pas de manière active.
La réalité virtuelle est tout à fait différent. Cela vous fait penser que vous vivez réellement dans un monde virtuel complètement crédible (dans lequel, pour utiliser le jargon technique, vous êtes partiellement ou complètement immergé). Il est bidirectionnel: lorsque vous réagissez à ce que vous voyez, ce que vous voyez vous répond: si vous tournez la tête, ce que vous voyez ou entendez dans la réalité virtuelle change pour correspondre à votre nouvelle perspective.
Types de réalité virtuelle
La réalité virtuelle a souvent servi de mot-clé de marketing pour des jeux vidéo convaincants, interactifs ou même des films 3D et des programmes de télévision, dont aucun ne compte vraiment comme une réalité virtuelle parce qu’ils ne vous plongent pas totalement ou partiellement dans un monde virtuel. Recherchez la réalité virtuelle dans votre magasin d’applications de téléphone cellulaire et vous trouverez des centaines de hits, même si un petit écran de téléphones cellulaires ne pourrait jamais se rapprocher de l’expérience convaincante de la réalité virtuelle. Néanmoins, des choses comme les jeux interactifs et les simulations informatiques rencontreraient certainement certaines parties de notre définition ci-dessus, de sorte qu’il y a clairement plus d’une approche pour construire des mondes virtuels— et plus d’une saveur de la réalité virtuelle. Voici quelques-unes des plus grandes variations:
Entièrement immersif
Non immersif
Un simulateur de vol hautement réaliste sur un PC domestique pourrait être considéré comme une réalité virtuelle non imméritée, surtout s’il utilise un écran très large, avec un casque ou un son surround et un joystick réaliste et d’autres contrôles. les gens ne veulent pas tous qu’ils soient complètement immergés dans une réalité alternative. Un architecte pourrait construire un modèle 3D détaillé d’un nouveau bâtiment pour montrer aux clients qu ils peuvent l’explorer sur un ordinateur de bureau en déplaçant la souris. La plupart des gens classeraient cela comme une sorte de réalité virtuelle, même si elle ne vous plonge pas totalement. De la même manière, les archéologues informatisés créent souvent des reconstructions 3D attrayantes des colonies perdues depuis longtemps, que vous pouvez vous déplacer autour et explorer. Ils ne vous déplacent pas à des centaines ou à des milliers d’années en arrière, ils ne créent pas les sons, les odeurs et les goûts de la préhistoire, Mais ils donnent une expérience beaucoup plus riche que quelques peintures ou même un film animé.
Collaboratif
Qu’en est-il des jeux “du monde virtuels” comme Second Life et Minecraft? Est-ce qu’ils peuvent être considérés comme une réalité virtuelle? Bien qu’ils respectent les quatre premiers critères (crédibles, interactifs, créés par ordinateur et explorables). Bien qu’ils respectent les quatre premiers critères (crédibles, interactifs, créés par ordinateur et explorables), ils ne s’entendent pas vraiment avec le cinquième: ils ne vous plongent pas complètement dans le monde virtuel. Mais une chose qu’ils offrent offre que la réalité virtuelle ne fait généralement pas, c’est la collaboration: L’idée de partager une expérience dans un monde virtuel avec d’autres personnes, souvent en temps réel ou quelque chose de très proche. La collaboration et le partage sont susceptibles de devenir des fonctionnalités de plus en plus importantes de la réalité virtuelle à l’avenir.
Basé sur le Web
La réalité virtuelle était l’une des plus populaires, des technologies à plus forte croissance à la fin des années 1980 et au début des années 1990, mais la montée rapide du World Wide Web a largement annulé les intérêts après cela. Même si les informaticiens ont développé un moyen de construire des mondes virtuels sur le Web (En utilisant une technologie analogue à HTML appelée Virtual Reality Markup Language, VRML), les gens ordinaires étaient beaucoup plus intéressés par la façon dont le Web leur donnait de nouvelles façons d’accéder à la réalité réelle—De nouvelles façons de trouver et de publier des informations, de faire des achats et de partager des idées et des expériences avec des amis grâce aux médias sociaux. Avec l’intérêt croissant de Facebook pour la technologie, L’avenir de la réalité virtuelle semble être à la fois basé sur le Web et collaboratif.
La Réalité Augmentée
Photo: Réalité augmentée: un écran tactile, comme celui utilisé par l’armée de l’air des États-Unis, superpose des informations utiles et informatiques sur les choses que vous voyez de vos propres yeux. Photo du major Chad E. Gibson avec la permission de l’US Air Force.
Les appareils mobiles comme les smartphones et les tablettes ont mis ce qui était autrefois un pouvoir superordinateur dans nos mains et nos poches. Si nous nous baladons autour du monde, peut-être visiter un site patrimonial comme les pyramides ou une ville étrangère fascinante dont nous n’étions jamais auparavant, ce que nous voulons n’est généralement pas une réalité virtuelle, mais une expérience améliorée de la réalité excitante que nous pouvons voir en face de nous. Cela a engendré l’idée de la réalité augmentée (AR), où, par exemple, vous pointez votre smartphone sur un point de repère ou un bâtiment attirant et des informations intéressantes à ce sujet apparaissent automatiquement. La réalité augmentée consiste à relier le monde réel que nous vivons au vaste monde virtuel d’information que nous avons créé collectivement sur le Web. Aucun de ces mondes n’est virtuel, mais l’idée d’explorer et de naviguer simultanément les deux l’est, néanmoins, ils ont des choses en commun avec la réalité virtuelle. Par exemple, comment un périphérique mobile peut-il trouver son emplacement précis dans le monde? Comment les choses que vous voyez sur l’écran de votre tablette changent-elles lorsque vous vous promenez dans une ville? Techniquement, ces problèmes sont semblables à ceux que les développeurs du systèmes “réalité virtuelle” doivent résoudre —il y a donc des liens étroits entre AR et VR.
De quoi avons-nous besoin pour la réalité virtuelle?
Fermez les yeux et pensez à la réalité virtuelle et vous imaginez probablement quelque chose comme notre photo supérieure: un geek portant un casque d’écoute (HMD) et datagloves (Un dispositif porté comme un gant qui permet la manipulation manuelle des images dans la réalité virtuelle), câblé dans un puissant poste de travail ou un superordinateur. Ce qui différencie la réalité virtuelle d’une expérience informatique ordinaire (Utiliser votre PC pour écrire un essai ou jouer) est la nature des entrées et des sorties ( input & output). Quand un ordinateur ordinaire utilise des éléments comme un clavier, une souris ou une reconnaissance vocale (plus exotique) pour l’entrée (input), La réalité virtuelle utilise des capteurs qui détectent la façon dont votre corps se déplace. Et où un PC affiche une sortie (output) sur un écran (ou une imprimante), VR utilise deux écrans (un pour chaque œil), haut-parleurs stéréo ou surround, et peut-être aussi des formes de rétroaction haptique.(Perception du toucher et du corps). Faisant un tour rapide à travers certains des périphériques d’entrée et de sortie VR les plus communs.
Afficheur montés en tête (HMD)
Photo avec l’autorisation de l’US Air Force.Il existe deux grandes différences entre VR et la recherche d’un écran d’ordinateur ordinaire: Dans VR, vous voyez une image 3D qui change doucement, en temps réel, lorsque vous déplacez votre tête. Cela est possible grâce à un afficheur monté en tête (HMD), Qui ressemble à un casque de moto géant ou une visière de soudure, mais se compose de deux petits écrans (un devant chaque œil), un bandeau qui bloque toutes les autres lumières (Éliminant les distractions du monde réel), et un casque stéréo. Les deux écrans affichent des images stéréoscopiques légèrement différentes, créant une perspective 3D réaliste du monde virtuel. Les HMD possèdent habituellement des accéléromètres intégrés ou des capteurs de position afin qu’ils puissent détecter exactement comment la tête et le corps se déplacent (position et orientation—quelle que soit leur inclinaison ou pointage) et ajuster l’image en conséquence. Le problème avec les HMD est qu’ils sont assez lourds, donc ils peuvent être fatiguant à porter pendant de longues périodes; certains parmi les très lourds sont même montés sur des stands avec des contrepoids. Mais les HMD ne doivent pas être aussi élaborés et sophistiqués: à l’extrémité opposée de la gamme, Google a développé une paire de lunettes de carton abordable et peu coûteuse avec des lentilles intégrées qui transforment un smartphone ordinaire en un HMD brut.
Chambres immersives
Au lieu de mettre un HMD, s’asseoir ou se tenir dans une pièce dont les murs changent d’images projetées de l’extérieur. Lorsque vous vous déplacez dans la pièce, les images changent en conséquence. Les simulateurs de vol utilisent cette technique, souvent avec des images de paysages, des villes et des approches d’aéroport projetées sur de grands écrans placés juste à l’extérieur du cabinet de pilotage. Une célèbre expérience VR des années 1990 appelée CAVE (caverne automatique virtuel environnement), développé à l’Université de l’Illinois par Thomas de Fanti, a également travaillé de cette façon. Les gens se déplaçaient dans une grande salle en forme de cube avec des murs semi-transparents sur lequel les images stéréo ont été projetées de l’arrière à l’extérieur. Bien qu’ils n’aient pas à porter de HMD, ils ont besoin de lunettes stéréo pour vivre complètement la perception 3D.
Gant de données
Quand vous voyez quelque chose d’étonnante, votre instinct naturel est de l’atteindre et de la toucher—Même les bébés font cela. Donc donner aux gens la capacité de gérer des objets virtuels a toujours été une grande partie de la réalité virtuelle. Habituellement, cela se fait à l’aide des gants de données, qui sont des gants ordinaires avec des capteurs câblés à l’extérieur pour détecter les mouvements de la main et de la figure. Une méthode technique pour faire ceci utilise des câbles à fibre optique qui s’étendent sur la longueur de chaque doigt. Chaque câble a de minuscules coupures, de sorte que, lorsque vous détendez vos doigts, de plus en plus de lumière s’échappe. Une photocellule à la fin du câble mesure la quantité de lumière qui l’atteint et l’ordinateur l’utilise pour comprendre exactement ce que font vos doigts. D’autres gants utilisent des jauges de déformation, des capteurs piézoélectriques, ou des dispositifs électromécaniques (tels que des potentiomètres) pour mesurer les mouvements des doigts.
Baguettes
Même plus simple qu’un dataglove, une baguette est un bâton que vous pouvez utiliser pour toucher, pointer ou interagir avec un monde virtuel. Il comporte des capteurs de position ou de mouvement (tels que des accéléromètres), avec des boutons de souris ou des roues de défilement. À l’origine, les baguettes étaient maladroitement câblées dans l’ordinateur VR principal; de plus en plus, ils sont sans fil.
Les Application de La Réalité Virtuelle
La réalité virtuelle a toujours souffert d’être considérée juste comme un jeu d’arcade glorifié —Littéralement une évasion rêveuse de la réalité. Pourtant c’est une technologie pratique difficile qui a été utilisée habituellement par les scientifiques, les médecins, les dentistes, les ingénieurs, les architectes, les archéologues et les militaires depuis environ 30 ans. Quelles sortes de choses pouvons-nous faire avec la VR?
Éducation
Photo de Javier Garcia avec la permission de l’US Air Force.Photo: La formation des pilotes est une application classique de la réalité virtuelle, bien qu’elle n’utilise pas les HMD ni les gants de données. Au lieu de cela, vous vous asseyez dans un poste de pilotage avec des images changeantes projetées sur des écrans géants pour donner une impression de la vue que vous verrez dans votre avion. Le cockpit est une réplique méticuleuse d’un tableau de bord dans un avion réel avec exactement les mêmes instruments et contrôles.
Visualisation scientifique
Médecine
Outre son utilisation dans des domaines tels que la formation chirurgicale et la conception de médicaments, la réalité virtuelle permet également la télémédecine (surveiller, examiner ou opérer à distance). Une extension logique de ceci peut avoir comme scène, un chirurgien dans un emplacement accroché à un panneau de contrôle de réalité virtuelle et un robot dans un autre endroit (peut-être un continent entier lointain) brandissant le couteau. L’exemple le plus connu est le robot chirurgien daVinci, publié en 2009, dont plusieurs milliers ont été installés dans des hôpitaux du monde entier. Demandez une collaboration et il est possible que tout un groupe de meilleurs chirurgiens du monde travaillent ensemble sur une opération particulièrement difficile – une sorte de WikiSurgery, si vous le souhaitez 🙂 !
Conception industrielle et architecture
Mercedes-Benz Samsara Concept de voiture de course à la réalité virtuelleLes architectes avaient l’habitude de construire des modèles hors carte et papier; Maintenant, ils sont beaucoup plus susceptibles de construire des modèles informatiques de réalité virtuelle que vous pouvez parcourir et explorer. De la même façon, il est généralement beaucoup moins coûteux de concevoir des voitures, des avions et d’autres véhicules complexes et coûteux sur un écran d’ordinateur que de les modéliser dans du bois, du plastique ou d’autres matériaux du monde réel. Il s’agit d’un domaine où la réalité virtuelle se chevauche avec la modélisation informatique: au lieu de simplement faire un modèle visuel 3D immersif pour que les gens puissent inspecter et explorer, vous créez un modèle mathématique qui peut être testé pour ses qualités aérodynamiques, de sécurité ou autres.
Jeux et divertissements
Depuis les simulateurs de vol aux jeux de voitures de course, la réalité virtuelle a longtemps survolé le monde du jeu, jamais assez bon pour révolutionner l’expérience des joueurs, en grande partie en raison de la lenteur des ordinateurs, de l’absence de 3D complète et du manque de décent HMD et datagloves. Tout ce la est peut être sur le point de changer avec le développement de nouveaux périphériques abordables comme le Rift Oculus.
Avantages & Inconvénients De La Réalité Virtuelle
Comme toute technologie, la réalité virtuelle a des points bons et des points mauvais. Combien d’entre nous préférerait avoir une opération de cerveau complexe menée par un chirurgien bien formé à la réalité virtuelle que par quelqu’un qui a simplement lu des livres ou a appris en voyant ses collègues expérimentés en stage? Combien d’entre nous aime pratiquer la conduite de l’automobile sur un simulateur de voiture avant de mettre le pied sur la route? Ou même s’asseoir et se détendre dans un Jumbo jet tout en ayant l’idée que notre pilote a pratiqué l’atterrissage à cet aéroport même, des dizaines de fois, dans un simulateur VR avant de mettre le pied dans un cockpit réel?
Les critiques augmentent toujours le risque que les gens puissent être séduits par les réalités alternatives au point de négliger leurs vies réelles, mais cette critique a été appliquée à tout, de la radio et a télévision aux jeux informatiques et à l’Internet. Et, à un moment donné, elle devient une question philosophique et éthique: qu’est-ce qui est réel de toute façon? Et qui veut dire quelle est la meilleure façon de passer votre temps? Comme de nombreuses technologies, la réalité virtuelle prend peu rien du monde réel: vous ne devez pas l’utiliser si vous ne le souhaitez pas.
La promesse de la réalité virtuelle s’est bien déroulée dans le monde de l’informatique depuis au moins le dernier quart de siècle —mais reste largement non remplie. Alors que la science, l’architecture, la médecine et les militaires dépendent tous de la technologie de la réalité virtuelle de différentes façons, l‘adoption généralisée demeure pratiquement inexistante; nous n’utilisons pas systématiquement VR de la façon dont nous utilisons les ordinateurs, les smartphones ou l’Internet. Mais l’acquisition en 2014 de la société VR Oculus, par Facebook, a suscité beaucoup d’intérêt pour la technique et pourrait tout changer. L’idée de base de Facebook est de laisser les gens partager des choses avec leurs amis en utilisant Internet et le Web. Que se passe-t-il si vous ne partagez pas simplement une photo ou un lien vers un article Web mais une expérience complète? Au lieu de partager les photos de votre mariage avec vos amis sur Facebook, que diriez vous si vous pouvez rendre possible à vos amis d’assister à votre mariage à distance à travers la réalité virtuelle, et à perpétuité? Et si nous pouvions enregistrer les événements historiques de telle sorte que les gens puissent les vivre plusieurs fois et quand ils le veulent? Ce sont les types de partage de la réalité virtuelle, sociale et collaborative, que (on pourrait deviner) Facebook pense à explorer en ce moment. Si tel est le cas, l’avenir de la réalité virtuelle serait très brillant!
