Tout comprendre du fonctionnement des casques VR

 

La réalité virtuelle (virtual reality ou VR en anglais) se définit comme une technologie qui produit une simulation en trois dimensions d’un environnement. Celui-ci peut alors être parcouru, ce qui crée un sentiment d’immersion. Ainsi, ces appareils rendent accessible le rêve d’ailleurs avec une expérience sensorielle complète et captivante. Le potentiel de la VR est en perpétuelle évolution, si bien qu’elle bouleverse notre quotidien tant ses champs d’application se multiplient. Quels principes se cachent derrière ces casques de réalité virtuelle ? Nous décryptons l’origine des lunettes 3D, leur fonctionnement et leur utilité dans cet article.

 

Qu’est-ce que la réalité virtuelle ?

 

Un rêve difficilement accessible

 

L’ancêtre de la réalité virtuelle est attribué à Morton Heilig et sa machine Sensorama qui invite l’utilisateur à faire appel à plusieurs sens. Ce dispositif présenté en 1962 ressemble alors à une borne d’arcade, dispose d’une soufflerie pour simuler le vent et même d’un diffuseur de parfum. Néanmoins, le projet n’arrive pas à convaincre et il faudra attendre le début des années 80 pour qu’apparaissent les premiers casques de réalité virtuelle tel que nous les connaissons. 

 

Une technologie spatiale

 

La NASA confectionne le système VIEW (Virtual Interface Environment Workstation) qui délivre un angle de vue vertical de 120° grâce à deux écrans LCD de 2,7 pouces. Le casque est alors complété par un système de reconnaissance vocale et par des gants Dataglove provenant de VPL research. L’armée fut elle aussi précurseur dans le développement de la VR, notamment avec la création du Super Cockpit ou VCASS (Visually Coupled Airborne Systems Simulator). Ce dispositif, surnommé Darth Vader en raison de sa forme, sert à simplifier le pilotage des avions de combat. 

 

L’âge d’or de la réalité virtuelle

 

Les années 90 commercialisent de nombreux casques aux technologies non aboutis, entraînant la déception d’un public en attente fébrile. Les années 2010 ouvriront une nouvelle ère pour la VR avec l’explosion du domaine des jeux vidéo et les révolutions technologiques qui ont conduit à l’Oculus Rift, le Virtuix Omni, le Google Cardboard ou le Samsung Gear VR. L’offre sur le marché s’étoffe depuis et les champs d’application de la réalité virtuelle ne cessent de se diversifier.

 

Un dispositif sensoriel complet

 

La réalité prend ses racines dans nos sens. Une scène se compose d’une image, d’un son associé, du toucher des matières qui nous entourent, mais aussi de l’odeur environnante. Pour immerger l’utilisateur, la réalité virtuelle doit proposer une retranscription réaliste de l’ensemble de ces paramètres. 

Une image seule ne peut traduire l’expérience quotidienne, c’est pourquoi les casques VR sont associés avec d’autres dispositifs, comme des casques audio. Son objectif fondamental est de faire croire à nos sens que ce que nous vivons n’a rien de fictif, mais s’inscrit dans une réalité. Tout l’enjeu de la réalité virtuelle réside dans cette illusion. Plus le dispositif trompe de sens, plus l’expérience aura l’apparence du réel pour notre cerveau.

 

Un système stable et réactif

 

Le sentiment d’immersion émerge lorsque la quantité et la qualité des données reçues par l’utilisateur coïncident. La stabilité du système garantit une expérience convaincante. Ainsi, les casques devront présenter un minimum de latence, c’est-à-dire un temps de réponse entre le système et l’action faible. En effet, si le dispositif saccade ou ne suit pas correctement les mouvements de l’utilisateur, celui-ci sortira facilement de l’immersion.

Un environnement 3D crédible

 

Les jeux vidéo et le cinéma d’animation ont habitué nos regards à la 3D. Pour qu’une immersion fonctionne, l’environnement associé doit donc être le plus crédible possible. La plupart du temps, ces derniers sont créés sur ordinateurs à l’aide de logiciels spécifiques comme Unreal Engine ou Unity. 

À la différence de la réalité augmentée qui inscrit des informations virtuelles dans un paysage existant, la réalité virtuelle s’appuie sur une technologie virtuelle. Afin que celle-ci soit persuasive, les différents éléments présentés doivent réagir en fonction de la position et de l’orientation de l’utilisateur. Le retour sonore 3D joue un rôle fondamental sur ce point en permettant de situer les objets dans l’espace.

 

Comment marchent les lunettes virtuelles ?

 

Les casques VR sont généralement composés de plusieurs éléments : 

• un écran pour projeter des images ;
• des lentilles pour distancer l’utilisateur de l’écran ;
• un ordinateur, connecté au casque, pour lancer la simulation (optionnel selon les modèles). 

Les lunettes virtuelles sont généralement raccordées à l’ordinateur par un câble USB et un câble HDMI, le premier sert pour la communication avec le PC, le second transmet l’image dans le casque. Elles disposent également d’un câble d’alimentation. Néanmoins, cette configuration traditionnelle tend à se simplifier. Désormais, le casque virtuel s’affranchit de l’ordinateur pour devenir autonome. De cette manière, le dispositif gagne en mobilité et en praticité d’utilisation.

Les lunettes VR fonctionnent par stéréoscopie, une technique qui permet au cerveau de distinguer le relief. Comment procède-t-il ? Il réunit deux images planes perçues par chaque œil en une seule. Ainsi, ces images stéréoscopiques, générées par l’ordinateur ou le casque lui-même, sont diffusées sur deux lentilles en face de chaque œil. Le motion tracking intervient ensuite afin que les mouvements de tête de l’utilisateur soient retranscrits à l’écran. 

De plus, le champ de vision se rapproche de celui d’un humain, c’est-à-dire 180°. Pour assurer une immersion parfaite, le casque doit afficher un minimum de 90 images par seconde. Néanmoins, plus ce nombre sera élevé, plus le dispositif nécessitera des machines puissantes.

 

 

Comment mettre un casque VR ? 

 

Après toutes les exigences techniques que nous venons de vous présenter, abordons un dernier paramètre essentiel à l’utilisation d’un casque 3D : le confort. Pour que la magie opère devant vos yeux, les lunettes doivent épouser parfaitement votre visage. Moins vous sentirez le dispositif, plus l’immersion sera positive. Concrètement pour mettre un casque VR il suffit de l’enfiler en ajustant la taille à votre convenance. 

Préférez un espace dégagé afin de ne rencontrer aucun obstacle durant votre expérience, en règle générale 3 mètres de longueur et 1,9 mètre de largeur suffisent. Si vous ressentez une fatigue oculaire ou une sensation de nausée, retirez les lunettes virtuelles immédiatement. 

 

Quels sont les domaines d’applications des casques virtuels ?

 

1. Adopter des lunettes virtuelles dans le secteur de l’éducation

 

L’enseignement n’est pas le premier secteur auquel on songe lorsqu’on évoque la réalité virtuelle. Pourtant, elle présente des avantages considérables pour l’apprentissage. La VR suscite un intérêt profond grâce à son aspect ludique et interactif. Lorsque les sujets paraissent abstraits ou se déroulent dans le passé, les simulations transcrivent une proximité. 

De nombreuses applications voient ainsi le jour dans cette optique, telles que Google Earth VR qui propose une visite complète de la planète ou Unimersiv qui nous plonge dans des reconstitutions historiques de la Rome Antique ou de l’Acropolis d’Athènes. La réalité virtuelle offre de nouvelles possibilités pédagogiques.

 

2. S’évader avec un casque virtuel pour voyager 

 

Les casques VR répondent au besoin d’instantanéité en offrant une déconnexion rapide et profonde. Non seulement ils permettent de traverser les frontières en quelques secondes, mais ils génèrent des expériences hors du commun à la portée de tous. 

Escalader les plus hauts sommets, plonger à des kilomètres de profondeur, voler au-dessus d’un gigantesque désert, rien n’est impossible. National Geographic VR est un bon exemple de ce type de productions. 

 

3. S’immerger dans les jeux vidéo avec un casque VR

 

Les jeux vidéo constituent le terrain le plus prolifique de la réalité virtuelle. L’offre de jeux se développe chaque année et avec elle, celle des appareils 3D. Avec l’apparition des casques VR autonomes, les adeptes se multiplient. 

Le principe est d’immerger le joueur au cœur d’une quête ou d’une mission qu’il doit accomplir. Il peut s’agir de déclencher la révolution dans Half-Life: Alyx ou de survivre dans l’univers post-apocalyptique de Fallout. Chaque jeu repousse les limites technologiques en innovant tant dans les scénarios que dans les visuels.

 

4. Utiliser un casque de réalité virtuelle thérapeutique

Vingt ans de recherche et des dizaines de publications scientifiques internationales plus tard, l’avis est unanime : la réalité virtuelle thérapeutique a un effet analgésique et anxiolytique. Cette solution non médicamenteuse délivre un apaisement profond et présente une multitude de cas d’applications tels que : 

• détendre pendant une consultation dentaire ;
• accompagner les patients en soins palliatifs ;
• récupérer plus rapidement après une intervention ;
• améliorer les chances de réussite d’une ponction pour FIV ;
• soulager les douleurs chroniques.

Bien sûr, la liste n’est en aucun cas exhaustive. Nous vous invitons à découvrir le champ d’action du dispositif Healthy Mind pour appréhender toutes les possibilités de cette technologie dans le secteur médical.

 

Comment Healthy Mind emploie la réalité virtuelle pour une utilisation médicale ?

 

Notre solution de réalité virtuelle thérapeutique sur casque autonome consiste en une application, Healthy Mind VR, qui délivre un accès à des environnements naturels virtuels : jardin zen, montagne enneigée, balade en forêt, plage ensoleillée, monde sous-marin et montagne ensoleillée. Ces derniers ont été spécifiquement conçus pour réduire la douleur et l’anxiété des patients. 

Les paysages en 3D s’accompagnent de principes de psychologies avancées comme l’hypnose médicale, la musicothérapie ou des techniques de respiration dans le but d’amener le patient vers un état de cohérence cardiaque. Chaque environnement est associé à un accompagnement hypnotique spécifique. Les séances s’étendent de 5 à 80 minutes et la sortie hypnotique peut être enclenchée à tout moment. Le praticien dispose d’une tablette, Healthy Mind Control, afin de paramétrer, contrôler et suivre l’immersion.

Nous avons choisi le casque Pico G2 4K E pour sa qualité graphique (résolution 4K) et pour son autonomie de 2 h 30. Nous accompagnons ces lunettes virtuelles d’un casque audio Bose Quiet Comfort 35 II avec réduction de bruit dans un souci de confort et d’immersion totale. Tout le matériel se range facilement dans un sac à dos pour être transportable.

Nous serions ravis de répondre à vos questions sur le fonctionnement de notre dispositif, n’hésitez pas à nous contacter et à demander une démonstration.