L’objectif de la réalité virtuelle est de tromper le cerveau dans le but d’améliorer le réel. Il s’agit d’une technologie informatique qui permet de simuler la présence d’un individu dans un environnement virtuel. Cette science permet de reproduire une expérience et de créer une interaction en trois dimensions.  La réalité virtuelle peut être utilisée sous différentes formes telle que le casque de réalité virtuelle (voir article) ou les salles immersives de type CAVE (Cave Automatic Virtual Environnment). Dans cet article nous allons voir plus précisément en détail le principe des salles immersives.

Objectif de la CAVE

La salle immersive CAVE a été développée par des chercheurs de l’université de l’Illinois et a été présenté au grand public en 1992 lors de la conférence annuelle SIGGRAPH (conférence américaine annuelle sur l’infographie et les techniques interactives).

L’objectif de la salle d’immersion est de créer un environnement de travail commun en ayant une vision 3D. L’utilisateur sera plongé en total immersion dans cet environnement. La salle possède plusieurs surfaces allant de 2 à 6 sur lesquelles seront projetés des images en haute résolution. Mais afin de visualiser les images, l’utilisateur devra porter des lunettes 3D ainsi que des capteurs pour ressentir les sensations et pouvoir interagir.

Les salles peuvent être de différentes formes telles que des cubes, des parallélépipèdes ou aussi des sphères.

Composition de la salle

Salle immersive de l’INSA (source)

La salle d’immersion nécessite beaucoup de matériels et de place pour disposer tous ses éléments. Il s’agit d’une technologie assez encombrante mais très pratique.

La salle de l’INSA est composée de 2surfaces sur lesquelles seront projetées les images: – un mur vertical mesurant 4m de large par 2,3m de haut. – un sol mesurant 4m de large par 2,3m de profondeur.

Le surfaces sont projetées de deux manières : – rétroprojetée pour la surface verticale : c’est-à-dire que l’image est projetée par l’arrière de l’écran. – projetée pour le sol : l’image est projetée par le dessus par l’intermédiaire d’un miroir.

Une très grande structure en acier est nécessaire afin de supporter l’ensemble.

Principe de transmission de l’image

Les images reposent sur de la haute résolution grâce à la faible distance entre les vidéoprojecteurs et les écrans. Les images sont diffusées à une fréquence de 120Hz.

Le principe de transmission des images repose sur la stéréoscopie (voir article). Afin de percevoir l’image il faut utiliser des lunettes 3D (voir article).  Les lunettes sont reliées directement aux sources d’images des vidéoprojecteurs et utilisent deux vues différentes : une vue gauche pour l’œil gauche et une vue droite pour l’œil droit. Les deux vues prennent la même scène souhaitée, les deux sources sont justes légèrement distantes entre elles mais en revanche elles doivent être à la même hauteur et à la même distance de l’écran.

Cette distinction de vue permet de créer un effet de relief et ainsi former une vision en trois dimensions.

Exemples de salles immersives en France

La plus grande salle immersive de France se situe à Caen. Elle a été créée en 2016 par des chercheurs. La salle occupe une surface de 46 mètres carré. La salle possède neuf caméras optiques qui permettent de détecter les mouvements de l’utilisateur, un tapis de marche utilisé dans le domaine médical et de cinq écrans de projection. Les écrans sont composés de verre et mesurent 3m de hauteur pour une largeur de 10m. Cette CAVE a coûté 3millions d’euros.

Cette salle est avant tout dédié à la recherche que ce soit dans le domaine médical, scientifique ou encore historique. Par exemple des historiens ont réalisé des restitutions historiques en réalité de virtuelle comme le mémoriel de Caen, la ville de Caen d’avant-guerre en 1937 ainsi que la Rome antique.

Opposition aux casques VR

Le CAVE possède de nombreux avantages par rapport au casque de réalité virtuelle: – Le confort est un gros point positif. Les casques sont assez lourds et encombrant à porter.  – Les approches sont beaucoup moins brutales qu’avec le casque car on a une vue globale comme dans la réalité tandis qu’avec le casque, la vue est plus restreinte. Elle permet d’être en total immersion.   – Le champ de vision est plus large dans une salle immersive. Elle permet de couvrir tout le champ visuel de l’Homme qui est de 210° alors qu’un casque couvre un champ restreint de 110°. – La qualité des images est également meilleure. Les casques sont encore très pixelisés. – Enfin l’interactivité est très différente. Les salles immersives utilisent des modes de calcul en temps réel avec une grande complexité tandis que les casques se concentre sur l’exploration et la manipulation de modèles moins complexes.

Ainsi nombreux sont ses avantages mais elle possède également des aspects négatifs. – Elle nécessite beaucoup de places, c’est un système assez encombrant. – La salle immersive est très coûteuse. – Elle est assez complexe à programmer à cause des calculs en temps réel. – La sensation est donc réduite.

Utilisation dans le BTP

La technologie du CAVE est en plein essor dans le domaine du bâtiment: – Elle permettra notamment au maître d’ouvrages de valider ou non, d’améliorer ou non la qualité et la fonctionnalité de son besoin conçu par l’architecte. – Elle sera très utile dans la maîtrise d’œuvre notamment pour les architectes qui pourront observer leurs idées de façon concrète et non abstraite. – Elle se également pratique pour le design d’intérieurs et l’aménagement des extérieurs. – Le conducteur de travaux et le chef de chantier pourront également se donner un aperçu de ce qu’ils devront mettre en œuvre et ainsi faciliter leur compréhension et leur efficacité. – Lors de la phase préparation de chantier, grâce à leur avis technique, ils pourront juger plus facilement de la possibilité de réaliser différents éléments. – Lors de le phase construction des bâtiments, elle permettra aux compagnons de se donner un aperçu des éléments techniques à concevoir et d’avoir une vision moins abstraite pour faciliter la mise en œuvre. – Enfin le BIM (Building Information Modeling) qui permet de créer une maquette numérique des bâtiments (voir article) pourra ensuite être adaptée dans les salles immersives quand il sera parfaitement opérationnel.

Annexes

Catégories : AR/VRVR

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