Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article présente un tour d'horizon des techniques et des technologies utilisées pour capter et interagir en environnement virtuel. Sont présentés les différents capteurs capables d'obtenir, soit une position, soit une orientation, soit les deux combinés. Après un rappel mathématique de manipulation des données issues des capteurs, sont décrits les capteurs selon la technologie utilisée (mécanique, électromagnétique, optique ou hybride). Les capteurs bas coût sont aussi présentés, ainsi que les solutions de localisation du corps dans son ensemble, avant de terminer avec les différentes solutions d'interfaces de commandes.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Olivier HUGUES : Enseignant-chercheur - École Mines Paris Tech, équipe « Réalité virtuelle et réalité augmentée », Centre de Robotique
INTRODUCTION
L'objectif est ici de présenter un état de l'art des techniques et technologies mises en œuvre pour obtenir la position et/ou l'orientation, en temps réel, d'un objet dans un espace donné.
Dans le domaine de la réalité virtuelle, ces informations sont utilisées pour connaître la position et l'orientation :
-
d'une partie du corps de l'utilisateur (tête, main...) ;
-
du corps dans son ensemble ;
-
d'un solide, lui-même manipulé par l'utilisateur.
La connaissance de la position et de l'orientation de ces éléments permettra ensuite, par exemple, d'adapter le comportement du système, ou la position des entités virtuelles entre elles, en fonction des positions respectives des objets suivis.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 2007 par Philippe FUCHS
- Version courante de mars 2021 par Olivier HUGUES
DOI (Digital Object Identifier)
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Accueil > Ressources documentaires > Archives > [Archives] Traitement du signal et ses applications > Interfaces de localisation et de commande > Localisation et interfaces
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Présentation
Conventions mathématiques1. Localisation et interfaces
1.1 Localisation spatio-temporelle
Le plus souvent, ce sont des capteurs de localisation qui permettent d'obtenir la position spatiale, à un instant, d'un repère mobile dans l'espace, par rapport à un repère fixe, la référence. Plusieurs techniques existent, certaines ont l'avantage d'être, soit plus robustes ou plus précises que d'autres, soit moins invasives pour l'utilisateur. L'objet de cet article est de présenter ces différentes techniques pour guider le lecteur dans son choix.
-
Paramètres de positionnement
Le positionnement d'un repère mobile est parfaitement déterminé si le système permet de mesurer les six degrés de liberté du repère.
Ces six paramètres sont définis par la matrice de transformation géométrique entre ce repère mobile et le repère fixe de référence lié à l'environnement.
Cette transformation est composée de trois paramètres de rotation et de trois paramètres de translation.
Nous présentons ici les systèmes qui permettent la détermination de la position et l'orientation d'un repère dans un espace donné, par rapport à la référence dans cet espace.
-
Défis technologiques
En effet, la réalité virtuelle est un domaine qui met en œuvre, de façon systématique, ce type de technique afin de déterminer la position et l'orientation d'objets réels dans l'espace. Mais, concevoir et réaliser un capteur de localisation, qui fournit en temps réel (à une fréquence supérieure à 100 Hz) six mesures très précises sans contraintes d'exploitation et peu invasives, est un challenge.
Ne sont présentés ici que les capteurs localisant un objet dans une zone restreinte, telle que l'espace environnant d'un ordinateur ou d'une pièce (quelques centimètres à quelques mètres). Nous n'étudions donc pas les capteurs de navigation permettant la localisation terrestre, hors du domaine de la réalité virtuelle.
1.2 Interfaces de commande
Posées en général sur une table, les interfaces de commande classiques permettent à l'utilisateur de piloter manuellement le déplacement d'un curseur grâce aux mouvements...
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Localisation et interfaces
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LUMBROSO (H.) - Mécanique du point : 114 problèmes résolus. - 1re année MPSI.PCSI.PTSI, Dunod (1998).
-
(2) - CLAY (A.), COUTURE (N.), NIGAY (L.), DE LA RIVIÈRE (J.-B.), MARTIN (J.-C.), COURGEON (M.), DESAINTE-CATHERINE (M.), ORVAIN (E.), GIRONDEL (V.), DOMENGER (G.) - Interactions and systems for augmenting a live dance performance. - ISMAR, IEEE Computer Society (2012) http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00752227
-
(3) - WANG (J.F.), CHI (V.), FUCHS (H.) - A real-time optical 3D tracker for HMD systems. - Computer graphics, no 2, p. 24 (1990).
-
(4) - WANG, PALJIC (A.), FUCHS (Ph.) - An evaluation of rendering and interactive methods for volumetric data exploration in virtual reality environments. - SPIE Visualization and Data Analysis, 23, 25 janv. 2012.
-
(5) - FUCHS (Ph.) - Le Traité de la réalité virtuelle. - Presse de l'École des Mines de Paris, 3e édition, mars 2006.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
• VRPN : (Virtual-Reality Peripheral Network ) : bibliothèque qui permet d'interfacer tous types de dispositifs physiques (capteurs, interface de commande, manette, joystick...) avec le système de réalité virtuelle, le tout en réseau http://www.cs.unc.edu
• MidleVR : ce logiciel permet de faire le lien entre le matériel utilisé en réalité virtuelle (les différentes interfaces et capteurs) et le moteur de rendu temps réel Unity3D, assez utilisé dans ce domaine http://www.imin-vr.com
HAUT DE PAGE
• ART GmbH http://www.ar-tracking.de
• Ascension Technology Corp. http://www.ascension-tech.com
• Effet Kinect http://www.xbox.com
• Fifth Dimension Technologies http://www.fifthdimensiontech.com
• Gyration http://www.gyration.com
• InterSence...
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