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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la version mise à jour de l'article de même nom et des mêmes auteurs, paru dans nos éditions en 2014.
RÉSUMÉ
La réalité augmentée (RA) est un paradigme permettant de rendre disponibles des informations numériques complétant le point de vue réel. La RA est rendue possible par un système capable de faire coexister spatialement et temporellement un environnement virtuel avec le monde réel. Cette coexistence a pour objectif l'enrichissement de la perception de l'utilisateur de son environnement réel par des augmentations visuelles, sonores ou haptiques. L’objectif de cet article est de faire la lumière sur la technologie, les techniques et recherches actuelles sur les systèmes dédiés à la RA, d’une part, et sur les projets académiques et les applications de la RA, d’autre part.
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Augmented Reality (AR) is a paradigm for making available digital information enhancing the perception of reality. AR is made possible by a system that allows a spatially and temporally co existing of virtual environment with the real world. This coexistence is intended to enrich the user perception (visual, audio or haptic) of the real environment. The first objective of this article is to shed light on the technology, techniques and current research on dedicated augmented reality systems. The second objective is to present some academic projects and AR applications.
Auteur(s)
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Malik MALLEM : Professeur à l’Université d’Evry-Val-d’Essonne, Équipe Interactions, Réalité Augmentée et Robotique Ambiante I(RA) du laboratoire IBISC
-
David ROUSSEL : Maître de Conférences à l’École Nationale Supérieure d’Informatique pour l’Industrie et l’Entreprise, Équipe Interactions, Réalité Augmentée et Robotique Ambiante I(RA) du laboratoire IBISC
INTRODUCTION
La réalité augmentée (RA) est un paradigme permettant de rendre disponibles des informations numériques complétant le point de vue réel.
L’évolution, sans cesse croissante, de la technologie numérique en termes de puissance et de compacité contribue à faciliter l’adoption de sa portabilité par les utilisateurs (« Wearable Technology »). Ces derniers passent de plus en plus de temps à communiquer numériquement même quand ils sont en mobilité dans leur monde physique. Or, il n’existe pas de lien entre interactions dans le monde virtuel et celles dans le monde réel. L’usage de la réalité augmentée peut justement constituer la passerelle reliant ces deux mondes.
La RA est rendue possible par un système capable de faire coexister spatialement et temporellement un environnement virtuel avec le monde réel. Cette coexistence a pour objectif l'enrichissement de la perception de l'utilisateur de son environnement réel par des augmentations visuelles, sonores ou haptiques. L'environnement peut être d'intérieur (« indoor ») ou d'extérieur (« outdoor »). L'utilisateur peut être présent dans l'environnement réel ou le percevoir à distance.
Cet article complète une précédente version en fournissant au lecteur un aperçu sur les technologies actuelles de la réalité augmentée appliquées principalement au sens visuel de l’utilisateur, sur les aspects fonctionnels et applications d’un système de réalité augmentée . L’évolution des activités de recherche, lors de la dernière décennie, fera également l’objet d’une synthèse .
Un glossaire est présenté en fin d’article.
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KEYWORDS
Human-machine interfaces | augmented reality | visual perception
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2008 par Malik MALLEM, David ROUSSEL
- Version archivée 2 de févr. 2014 par Malik MALLEM, David ROUSSEL
DOI (Digital Object Identifier)
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Glossaire
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4. Verrous et défis de la réalité augmentée
Les verrous actuels portent sur la définition d’une architecture adaptée, comme cela a été mentionné au paragraphe 3, et sur le suivi en temps réel. La technologie continue, bien entendu, à évoluer de son côté.
-
Suivi et recalage
Ils constituent les verrous les plus importants car ils doivent satisfaire les contraintes fortes de précision, de robustesse et de temps réel. Le suivi implique l’utilisation de capteurs pouvant être fixes ou mobiles.
Plusieurs technologies de capteurs sont utilisées. Après les capteurs mécaniques, puis électromécaniques, les capteurs optiques sont de plus en plus utilisés. En effet, ces derniers permettent d’accomplir un suivi rapide et précis. En revanche, cette solution demeure onéreuse. Le suivi, basé marqueurs notamment, utilisant des caméras conventionnelles est une option plus économique.
-
Approches hybrides
Les directions futures s’orientent vers les approches hybrides : la variété et la difficulté des tâches impliquent l’adoption de combinaisons de techniques pour pallier les manques de robustesse et de précision. En suivi, par exemple, l’approche mixte combinant vision et prédiction est à privilégier, car elle permet d’assurer la robustesse du système en présence notamment de latence et d’occultations. Le système peut fonctionner en boucle fermée dans le cas où des amers permettant la localisation de l’opérateur sont détectables. Dans le cas d’indisponibilité de ces amers, le système fonctionne en boucle ouverte sollicitant une assistance de l’utilisateur. Une technique de prédiction peut alors être appliquée afin de permettre d’obtenir un estimé initial de la localisation de l’utilisateur, et ainsi relancer le système en boucle fermée une fois les amers détectés.
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Tendances
Actuellement,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ABABSA (F.), MALLEM (M.) - Robust Camera Pose Tracking for Augmented Reality Using Particle Filtering Framework. - Mach. Vis. Appl. 22, 181-195 (2011).
-
(2) - ABABSA (F.), ZENDJEBIL (I.), DIDIER (J.-Y.), MALLEM (M.) - Smart Localization Using a New Sensor Association Framework for Outdoor Augmented Reality Systems. - J. Robot. Volume 2012, 15 pages, doi :10.1155/2012/634758 http://www.hindawi.com/journals/jr/2012/634758/ (2012).
-
(3) - ABU ALHAIJA (H.), MUSTIKOVELA (S.K.), MESCHEDER (L.), GEIGER (A.), ROTHER (C.) - Augmented Reality Meets Computer Vision : Efficient Data Generation for Urban Driving Scenes. - Int. J. Comput. Vis. 126 961-972 (2018).
-
(4) - AKGUL (O.), PENEKLI (H.I.), GENC (Y.) - Applying Deep Learning in Augmented Reality Tracking. - In : 2016 12th Int. Conf. Signal-Image Technol. Internet-Based Syst. SITIS, p. 47-54 (2016).
-
(5) - ARTH (C.), SCHMALSTIEG (D.) - Challenges of Large-Scale Augmented Reality on Smartphones. - In : ISMAR 2011 Workshop Enabling Large-Scale Outdoor...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
-
Solutions de RA complètes (matériel + logiciel)
-
Fujitsu ( http://www.fujitsu.com/global/news/pr/archives/month/2013/20130403-01.html) : Fujitsu s’apprête à commercialiser en 2014 un projecteur augmenté équipé d’une caméra et destiné à scanner et/ou augmenter des documents posés sur un bureau par projection d’informations supplémentaires, un suivi visuel des mains de l’utilisateur est utilisé pour interagir avec les augmentations : l’utilisateur peut par exemple marquer avec ses doigts une partie d’un document papier dont il veut extraire l’information.
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Meta ( http://www.meta-view.com) : Meta est une startup issue de l’université de Columbia, parrainée par Steven Feiner et Steve Mann (deux pionniers de la réalité augmentée), qui offre une solution alliant une paire de lunettes optical see-through associées à une caméra 3D (voir tableau 1, page 9) ainsi qu’un SDK spécifiquement dédié à Unity3D pour développer du contenu interactif.
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APIs de RA (logiciel)
13th Lab PointCloud (pointcloud.io) : 13th Lab est une société...
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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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