Réalité virtuelle et application à la robotique : Interfaçage de l'homme en environnement virtuel

1.1 - Définition et finalité
1.2 - Ses trois problématiques

2 - APPLICATIONS

2.1 - Applications générales
2.2 - Applications professionnelles

3 - INTERFAÇAGE DE L'HOMME EN ENVIRONNEMENT VIRTUEL

3.1 - Concepts de base de l'immersion et de l'interaction
3.2 - Taxonomie des interfaces de la réalité virtuelle

4 - ENVIRONNEMENTS VIRTUELS

4.1 - Moteur d'application interactive
4.2 - Modeler
4.3 - Scénariser

Présentation

RÉSUMÉ

Le domaine technique et scientifique de la « réalité virtuelle » aborde des questions issues de l'association de deux termes en apparence opposés : le choix entre le réel et le virtuel. Concrètement, l'ingénieur est souvent confronté au dilemme suivant : devoir tester un système virtuellement à partir d'un modèle paramétrable, qui peut se montrer peu réaliste, ou évaluer un produit réel, mais qui par contre sera figé. Cet article introduit le domaine de la réalité virtuelle, puis présente les applications actuellement les plus courantes. L'interfaçage de l'utilisateur avec cet environnement virtuel et la création informatique de ce monde virtuel représentent deux problématiques de base conduisant les actions de recherche et de développement.

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Auteur(s)

Philippe FUCHS : Professeur à l'École Mines Paris Tech
Alexis PALJIC : Ingénieur de recherche, École Mines Paris Tech

INTRODUCTION

Cet article présente en premier le domaine de la réalité virtuelle et ses applications actuellement les plus courantes. Les actions de recherche et de développement des techniques portent sur trois axes, dont deux sont présentés à la suite :

l'interfaçage de l'utilisateur avec cet environnement virtuel ;
la création informatique de ce monde virtuel.

La troisième problématique, la compréhension de l'Homme en activité sensori-motrice dans un environnement virtuel, faisant appel au domaine des sciences cognitives, n'est pas exposée ici.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

Version courante de déc. 2020 par Philippe FUCHS

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-s7735

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Environnements virtuels

3. Interfaçage de l'homme en environnement virtuel

3.1 Concepts de base de l'immersion et de l'interaction

Dans cette partie, nous allons mettre l'accent sur les difficultés que génère tout dispositif de réalité virtuelle. Nous expliquerons que les difficultés sont d'ordre technique pour les interfaces, mais aussi d'ordre ergonomique et psychologique, ce que tout ingénieur travaillant dans ce domaine ne doit pas ignorer sous peine d'échec.

Malgré l'aspect très technique à première vue de la réalité virtuelle, il ne faut pas oublier que l'homme est au centre du dispositif car l'application virtuelle lui est adressée. Il perçoit son environnement par ses sens, qui sont plus que cinq, malgré que ce nombre soit la valeur la plus répandue dans le public (voir Nota).

Nota

le sens kinesthésique est souvent oublié, ainsi que les perceptions proprioceptives des efforts sur le corps. Le sens du toucher fait partie de la sensibilité cutanée qui englobe le toucher, les perceptions des vibrations, des pressions superficielles et des variations de température.

Fuchs Réalité virtuelle et application à la robotique [4] a fait le choix fondamental d'analyser le processus d'immersion et d'interaction à trois niveaux. En premier niveau, nous analysons l'interfaçage entre l'homme et le monde virtuel au niveau de ses sens et de ses réponses motrices. C'est à ce niveau qu'il faut réaliser physiquement les « connexions » entre le sujet et l'ordinateur avec les interfaces matérielles appropriées. Nous parlons dans ce cas d'immersion et d'interaction sensorimotrices, puisque physiquement l'ordinateur est connecté au corps de l'utilisateur au niveau de ses sens et de ses réponses motrices.

Comme nous l'avons indiqué précédemment, pour bien spécifier les problèmes d'interfaçage induits par la réalité virtuelle, nous avons défini le terme d'interface comportementale : il s'agit d'interfaces qui permettent d'exploiter un comportement humain (physique et mental) dans un environnement virtuel.

Par exemple, pour permettre au sujet de se déplacer dans ce monde virtuel, nous pouvons lui proposer de marcher physiquement grâce...