Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
En anglais
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 en revanche sera figé. Cet article introduit le domaine de la réalité virtuelle, puis présente les applications les plus courantes, et spécialement celles concernant la robotique. Les liens entre les domaines de la réalité virtuelle et la robotique sont présentés du point de vue de la recherche et du développement d’applications.
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The technical and scientific domain of "virtual reality" deals with issues derived from the association of two seemingly contradictory terms: the choice between the real and the virtual. In practice, engineers must often face the following dilemma: virtually testing a system via a parameterizable model which can turn out to be little unrealistic or assessing a real product which will, by contrast, be fixed. This article introduces the domain of the virtual reality and presents the most current applications and especially some robotics applications. The relation between the field of virtual reality and the field of robotic are exposed relatively research and development.
Auteur(s)
-
Philippe FUCHS : Professeur de réalité virtuelle à l’École Mines ParisTech
INTRODUCTION
Ces actions de développement des techniques portent sur trois axes, dont deux sont présentés dans cet article :
-
l’interfaçage de l’utilisateur avec cet environnement virtuel ;
-
la création informatique de ce monde virtuel.
La troisième problématique, qui concerne la compréhension de l’humain en activité sensorimotrice dans un environnement virtuel, fait appel au domaine des sciences cognitives, et n'est pas exposée ici.
Concernant l’interfaçage de l’utilisateur, les difficultés et les solutions sont présentées. 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.
Concernant la création informatique d’un environnement virtuel, les concepts de base et les logiciels exploités sont exposés, en mettant l’accent sur la contrainte informatique du « temps réel » : l’utilisateur ne doit pas s’apercevoir d’un décalage temporel entre ses actions corporelles et les réponses visuelle, acoustique, voire tactile à celles-ci.
Un tour d’horizon sur toutes les applications de la réalité virtuelle est présenté. Les applications industrielles et les usages de la réalité virtuelle ont débuté dans les années 1990, après les applications de robotique. Certaines recherches sont complémentaires en réalité virtuelle et en robotique. Dans les deux cas, l’objectif est d’agir, soit via un robot dans un espace réel sans intervention humaine, soit via un humain dans un espace artificiel. Un lien plus étroit concerne la téléopération dont l’objectif est de permettre à un humain d’agir à distance via un robot dans un espace réel : l’opérateur est, de son point de vue, immergé dans un espace artificiel, son corps n’étant pas dans l’espace du robot. Les travaux de recherche associés aux deux domaines sont présentés. Certains développements de la réalité virtuelle peuvent être appliqués à la robotique, en particulier ce qui touche à la collaboration entre un humain et un robot. Les techniques de réalité virtuelle permettent d’étudier virtuellement cette collaboration du point de vue technique et psychologique, avant qu’elle ne soit effective réellement.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
virtual reality | robotics application
VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 2009 par Philippe FUCHS, Alexis PALJIC
DOI (Digital Object Identifier)
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Environnements virtuels
En anglais
3. Interfaçage de l’humain en environnement virtuel
3.1 Concepts de base de l’immersion et de l’interaction
Dans cette section, l’accent sera mis sur les difficultés que génère tout dispositif de réalité virtuelle. Il sera expliqué 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’humain est au centre du dispositif, car l’application virtuelle lui est adressée. Il perçoit son environnement par ses sens, qui sont plus que cinq, bien que ce nombre soit la valeur la plus répandue dans le public. 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 a fait le choix fondamental d’analyser le processus d’immersion et d’interaction à trois niveaux. En premier niveau, l’interfaçage entre l’humain et le monde virtuel au niveau de ses sens et de ses réponses motrices sera étudié. C’est à ce niveau qu’il faut réaliser physiquement les « connexions » entre le sujet et l’ordinateur avec les interfaces matérielles appropriées. On parle 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. À ce premier niveau sensorimoteur, on peut donc schématiser (figure 11) l’interfaçage physique entre le sujet et le monde virtuel (on préfèrera parler d’interfaçage entre le sujet et le monde virtuel et non avec l’ordinateur car l’un des objectifs est que le sujet ne perçoive pas l’ordinateur, mais le...
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Interfaçage de l’humain en environnement virtuel
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FUCHS (P.) - Théorie de la réalité virtuelle – Les véritables usages, - Les presses des Mines, ISBN : 978-2-35671-511-1 (http://www.pressesdesmines.com) (2018).
-
(2) - COGNÉ (M.), AURIACOMBE (S.), VASA (L.), KLINGER (E.), N′KAOUA (B.) - Are visual cues helpful for virtual spatial navigation and spatial memory in patients with mild cognitive impairment or Alzheimer’s disease?, - Neuropsychology 32(4):385-400 (2018).
-
(3) - LOURDEAUX (D.) - Réalité virtuelle et formation : conception d'environnements virtuels pédagogiques, - thèse de l’École des mines de Paris, soutenue le 5 septembre 2001.
-
(4) - WEISTROFFER (V.) - Étude des conditions d’acceptabilité de la collaboration homme-robot en utilisant la réalité virtuelle , - thèse de l’École des mines de ParisTech, soutenue le 11 décembre 2014.
-
(5) - FUCHS (P.) - Les casques de réalité virtuelle et de jeux vidéo, - Les...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Constructeurs – (liste non exhaustive)
Visiocasque de HTC Vive http://www.vive.com
Visiocasque de Oculus http://www.oculus.com
Liste de visiocasque https://www.cnetfrance.fr/produits/les-meilleurs-casques-de-realite-virtuelle-de-2020-39901765.htm
Haption (interface à retour d’effort ) http://www.haption.com
Fournisseurs & intégrateurs français (liste non exhaustive)Dassault Systèmes http://www.3ds.com
Immersion http://www.immersion.fr
Light&Shadows http://light-and-shadows.com
Techviz http://www.techviz.net
Moteurs de rendu 3D (liste non exhaustive)Ogre3D
OpenSG
Coin3D
Quest3D
TrueVision3D
Associations (liste non exhaustive)AF-XR (association française) http://www.afxr.org
EURO-VR (association européenne) http://www.euroxr-association.org
Expositions & Conférences (liste non exhaustive)Laval Virtual http://www.laval-virtual.com
IEE VR https://ieeevr.org
Conférence EURO-VR https://i3b.webs.upv.es/webs/eurovr
ACM SIGGRAPH https://www.siggraph.org/
Laboratoires – Centres de recherche (liste non exhaustive)Listes des principaux centres de recherche français en réalité virtuelle, issus du domaine de la robotique. Ceux issus du domaine de l’informatique...
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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
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