Réalité virtuelle et réalité augmentée : mythes et réalités

Résumé

Introduction aux nouvelles technologies des réalités augmentée et virtuelle, à leur fonctionnement et à leurs applications. Les auteurs décrivent les principes fondamentaux, des exemples concrets et rappellent les avancées majeures de ces dix dernières années tout en esquissant quelques pistes pour le futur. ©Electre 2018

Contributeur(s)
Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- cop. 2018
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XI-324 p.) : ill. en couv., fig. ; 23 cm
Collections
- Informatique
Sujet(s)
- Réalité virtuelle
- Réalité augmentée
ISBN
- 978-1-78405-467-0
Indice
- 681.7 Intelligence artificielle, systèmes experts
Quatrième de couverture
- Réalité virtuelle (RV), réalité augmentée (RA), deux expressions que nous voyons fréquemment citées dans les médias, mais qui restent le plus souvent inconnues de la grande majorité, tant du grand public que du monde professionnel. En effet, la RV et la RA existent depuis longtemps mais restent jusque-là principalement cantonnées au monde de la recherche et au sein de quelques grandes entreprises. L'apparition de nouveaux matériels peu coûteux (visiocasques, capteurs, etc.) laisse entrevoir de nombreuses applications notamment pour le grand public.
  Réalité virtuelle et réalité augmentée a pour objectif d'aider à mieux comprendre ces technologies, leur fonctionnement et surtout les applications qu'elles proposent aux futurs utilisateurs. Afin d'apprécier les véritables avancées et distinguer les défis complexes qui restent à relever, cet ouvrage définit les concepts fondamentaux, décrit des exemples concrets d'utilisation et plonge ces évolutions récentes dans une dynamique temporelle en rappelant les faits majeurs des dix dernières années et en fournissant quelques pistes prospectives pour le futur.
Tables des matières
- - Réalité virtuelle et réalité augmentée
  - mythes et réalités
  - Bruno Arnaldi
  - Pascal Guitton
  - Guillaume Moreau
  - iSTE
  - Avant-propos1
  - Philippe Fuchs
  - Introduction5
  - Bruno Arnaldi, Pascal Guitton et Guillaume Moreau
  - Chapitre 1. Nouvelles applications27
  - Bruno Arnaldi, Stéphane Cotin, Nadine Couture, Jean-Louis Dautin, Valérie Gouranton, François Gruson et Domitile Lourdeaux
  - 1.1. De nouvelles applications industrielles27
  - 1.1.1. Réalité virtuelle dans l'industrie27
  - 1.1.1.1. L'ère des pionniers : les chercheurs28
  - 1.1.1.2. L'ère des expérimentateurs : les ingénieurs en innovation28
  - 1.1.1.3. L'ère du déploiement des plateformes mutualisées28
  - 1.1.1.4. L'ère des casques de RV et des applications déployées à très grande échelle : l'offensive des majeurs28
  - 1.1.2. Réalité augmentée et applications industrielles29
  - 1.1.3. RV/RA au service d'un renouveau industriel30
  - 1.1.3.1. Les fondamentaux : bureau d'étude, communication - marketing31
  - 1.1.3.2. Ergonomie et formation : illustrations parfaites de la valeur ajoutée de la RV34
  - 1.1.4. Et la réalité augmentée dans tout cela ?37
  - 1.2. Chirurgie assistée par ordinateur39
  - 1.2.1. Introduction39
  - 1.2.2. Réalité virtuelle et simulation pour l'apprentissage41
  - 1.2.3. Réalité augmentée et planification d'interventions46
  - 1.2.4. Réalité augmentée en chirurgie50
  - 1.2.5. Bilan et futur54
  - 1.3. La ville durable56
  - 1.3.1. Aide à la mobilité en environnement urbain56
  - 1.3.2. Bâtiments et architecture60
  - 1.3.3. Villes et urbanisme63
  - 1.3.4. Vers des systèmes urbains durables67
  - 1.4. Sociétés innovantes, intégrantes et adaptatives68
  - 1.4.1. La formation69
  - 1.4.1.1. Contexte, historique69
  - 1.4.1.2. Modèle de scénarios : deux exemples72
  - 1.4.2. Arts et patrimoine culturel74
  - 1.4.2.1. Art scénique : la danse75
  - 1.4.2.2. Patrimoine culturel : l'archéologie77
  - 1.4.3. Conclusion81
  - 1.5. Bibliographie82
  - Chapitre 2. Vers une démocratisation de la RV-RA ?95
  - Sébastien Kuntz, Richard Kulpa et Jérôme Royan
  - 2.1. Nouveaux matériels95
  - 2.1.1. Introduction95
  - 2.1.2. Les dispositifs de localisation et d'orientation96
  - 2.1.2.1. Solutions professionnelles96
  - 2.1.2.2. Solutions grand public98
  - 2.1.2.3. Systèmes intégrés aux casques de RV99
  - 2.1.2.4. Solutions de localisation en RA101
  - 2.1.3. Les dispositifs de restitution103
  - 2.1.3.1. Visiocasques de RV104
  - 2.1.3.2. Les grands écrans107
  - 2.1.3.3. Les équipements de réalité augmentée109
  - 2.1.3.4. Restitution audio119
  - 2.1.4. Enjeux et perspectives technologiques120
  - 2.1.4.1. Le champ de vision120
  - 2.1.4.2. La résolution d'affichage121
  - 2.1.4.3. La fréquence d'affichage122
  - 2.1.4.4. Capacité de calcul graphique123
  - 2.1.4.5. La mobilité125
  - 2.1.5. Conclusion sur les nouveaux matériels : l'adoption par le grand public127
  - 2.2. Nouveaux logiciels129
  - 2.2.1. Introduction129
  - 2.2.2. Développement d'application 3D131
  - 2.2.2.1. Programmation graphique « bas-niveau »131
  - 2.2.2.2. Bibliothèques graphiques132
  - 2.2.2.3. Moteurs de jeu vidéo133
  - 2.2.3. Gestion des périphériques134
  - 2.2.3.1. Contrôle direct des périphériques134
  - 2.2.3.2. Bibliothèques de gestion des périphériques135
  - 2.2.4. Solutions logicielles dédiées à la RV-RA136
  - 2.2.4.1. Outils de création spécifique à la RV-RA137
  - 2.2.4.2. Plugins de RV-RA pour moteurs de jeu vidéo137
  - 2.2.5. Conclusion138
  - 2.3. Bibliographie138
  - Chapitre 3. La RV-RA : complexité et défis scientifiques141
  - Ferran Argelaguet Sanz, Bruno Arnaldi, Jean-Marie Burkhardt, Géry Casiez, Stéphane Donikian, Florian Gosselin, Xavier Granier, Patrick Le Callet, Vincent Lepetit, Maud Marchal, Guillaume Moreau, Jérôme Perret et Toinon vigier
  - 3.1. Introduction : la complexité141
  - 3.1.1. Modèle physique et détection de collision142
  - 3.1.2. Le peuplement des environnements 3D, de l'humain virtuel à la foule147
  - 3.1.2.1. Introduction147
  - 3.1.2.2. Comment peupler des environnements 3D150
  - 3.1.2.3. Conclusion153
  - 3.1.3. La difficulté de la naturalité de l'interaction 3D154
  - 3.1.3.1. Introduction154
  - 3.1.3.2. Boucle perception-action pour l'interaction155
  - 3.1.3.3. Couplage action-commande pour l'interaction156
  - 3.1.3.4. Conclusion157
  - 3.1.4. La difficulté de la synthèse d'un feedback haptique158
  - 3.1.4.1. Problématique158
  - 3.1.4.2. Aspects logiciels159
  - 3.1.4.3. Aspects matériels161
  - 3.1.4.4. Bilan et perspectives165
  - 3.2. Lien réel-virtuel pour la réalité augmentée165
  - 3.2.1. Matériel d'acquisition et de restitution167
  - 3.2.2. Le calcul de pose167
  - 3.2.2.1. Localisation basée capteurs (hors caméra)168
  - 3.2.2.2. Localisation basée marqueurs169
  - 3.2.2.3. Localisation basée image170
  - 3.2.3. Rendu réaliste172
  - 3.3. Complexité et défis scientifiques de l'interaction 3D173
  - 3.3.1. Introduction173
  - 3.3.2. Complexité et défis autour de la boucle d'interaction 3D173
  - 3.3.3. Défi 1 : actions sensori-motrices pour l'interaction174
  - 3.3.3.1. Vers une explosion des captures de données utilisateur174
  - 3.3.3.2. Quelles techniques d'interaction choisir ?175
  - 3.3.3.3. Les interfaces 3D de demain176
  - 3.3.4. Défi 2 : retours multi-sensoriels177
  - 3.3.4.1. Retour visuel178
  - 3.3.4.2. Retour d'effort178
  - 3.3.4.3. Retour multimodal180
  - 3.3.5. Défi 3 : utilisateurs et perception180
  - 3.3.5.1. Le défi d'une meilleure compréhension des capacités de l'être humain180
  - 3.3.5.2. Comment interagir à plusieurs utilisateurs ?181
  - 3.3.6. Conclusion181
  - 3.4. Perception visuelle182
  - 3.4.1. Retour sur le glossaire de l'inconfort, de la fatigue et du malaise182
  - 3.4.1.1. Le « mal de l'espace virtuel »182
  - 3.4.1.2. Qualité d'expérience, confort et systèmes vidéo stéréoscopiques184
  - 3.4.1.3. Mesures objectives et physiologiques185
  - 3.4.2. Facteurs d'affichage186
  - 3.4.2.1. Monoscopie, stéréoscopie et bi-oculaire187
  - 3.4.2.2. Latence189
  - 3.4.2.3. Champ de vision190
  - 3.4.2.4. Qualités d'écran191
  - 3.4.3. Conclusion192
  - 3.5. L'évaluation192
  - 3.5.1. Objectifs et périmètre de la section192
  - 3.5.2. Évaluation : un problème complexe193
  - 3.5.2.1. Définition193
  - 3.5.2.2. Évaluations sommative et formative, méthodes quantitatives et qualitatives193
  - 3.5.2.3. Articuler approches formatives et sommatives, méthodes quantitatives et qualitatives194
  - 3.5.2.4. Prendre en compte les spécificités de la réalité mixte dans l'évaluation196
  - 3.5.3. L'évaluation au moyen d'études impliquant des sujets humains197
  - 3.5.3.1. La validité : une notion centrale197
  - 3.5.3.2. Selon la destination et la maturité du système, évaluer la validité, l'activité, l'ergonomie ?198
  - 3.5.3.3. Les plans d'expérience : minimiser ou neutraliser l'effet de facteurs susceptibles d'affecter la validité interne201
  - 3.5.3.4. Taille et constitution de l'échantillon203
  - 3.5.4. Des faiblesses à dépasser204
  - 3.5.4.1. Une information souvent lacunaire sur la procédure et les caractéristiques précises des systèmes204
  - 3.5.4.2. Des biais fréquents sur le plan méthodologique204
  - 3.5.4.3. Des situations d'étude souvent simplifiées et peu écologiques206
  - 3.5.4.4. Un adossement aux théories et aux modèles de l'activité humaine à renforcer206
  - 3.5.5. Évolutions dans les mesures de performance et de comportement, caractérisation des participants206
  - 3.5.5.1. Mesure de la charge de travail206
  - 3.5.5.2. Mesure de la présence207
  - 3.5.5.3. Mesure de l'acceptabilité : le questionnaire SUS (System Usability Scale)208
  - 3.5.5.4. Vers une mesure multidimensionnelle de la qualité de la collaboration entre utilisateurs209
  - 3.5.6. Conclusion et perspectives210
  - 3.6. Bibliographie211
  - Chapitre 4. Vers des EV plus liés au monde réel231
  - Géry Casiez, Xavier Granier, Martin Hachet, Vincent Lepetit, Guillaume Moreau et Olivier Nannipieri
  - 4.1. Des défis scientifiques « durs » pour la RA232
  - 4.1.1. Quel dispositif d'affichage ?232
  - 4.1.2. Localisation spatiale234
  - 4.2. Des points peu/pas abordés en RA237
  - 4.2.1. Introduction237
  - 4.2.2. Hybridation au travers un écran ou d'un visiocasque238
  - 4.2.2.1. Interaction à partir d'un dispositif mobile238
  - 4.2.2.2. Interaction dans l'air238
  - 4.2.2.3. Interaction avec des objets tangibles239
  - 4.3. Réalité augmentée spatiale240
  - 4.3.1. Hybridation du monde réel et du monde virtuel240
  - 4.3.2. Évolutions courantes241
  - 4.4. La présence dans la réalité augmentée241
  - 4.4.1. La présence dans la réalité : le modèle de la présence dans les environnements virtuels ?242
  - 4.4.2. La réalité mixte : pour en finir avec l'opposition réel versus virtuel ?244
  - 4.4.3. De la réalité mixte à la présence mixte244
  - 4.4.4. La réalité augmentée : un environnement total245
  - 4.5. Impact des surfaces tactiles sur l'interaction 3D246
  - 4.5.1. Interaction 3D246
  - 4.5.2. Interaction 3D sur surfaces tactiles248
  - 4.5.2.1. Introduction248
  - 4.5.2.2. Manipulations 3D249
  - 4.5.2.3. Contrôle de point de vue250
  - 4.5.2.4. Multisurfaces et affichage stéréoscopique250
  - 4.6. Bibliographie252
  - Chapitre 5. Perspectives scientifiques et techniques259
  - Caroline Baillard, Philippe Guillotel, Anatole Lécuyer, Fabien Lotte, Nicolas Mollet, Jean-Marie Normand et Gaël Seydoux
  - 5.1. Les révolutions promises pour le divertissement259
  - 5.1.1. Introduction259
  - 5.1.2. Définition du nouveau média immersif polymorphe260
  - 5.1.3. Les expériences promises263
  - 5.1.4. Perspectives266
  - 5.2. Les interfaces cerveau-ordinateur269
  - 5.2.1. Introduction et définitions269
  - 5.2.2. Ce que ne sont pas les BCI270
  - 5.2.3. Principe de fonctionnement des BCI271
  - 5.2.3.1. Mesurer l'activité cérébrale271
  - 5.2.3.2. Traiter et classifier les signaux cérébraux272
  - 5.2.3.3. Feedback et apprentissage humain273
  - 5.2.4. Les applications actuelles des BCI273
  - 5.2.4.1. Technologies d'assistance et applications médicales273
  - 5.2.4.2. Applications d'interaction homme-machine pour tous275
  - 5.2.5. Le futur des BCI278
  - 5.3. Perceptions alternatives en réalité virtuelle279
  - 5.3.1. Introduction279
  - 5.3.2. Pseudo-sensorialité280
  - 5.3.2.1. Retour pseudo-haptique280
  - 5.3.2.2. Retour pseudo-gustatif et autres sens283
  - 5.3.3. Perception alternative du mouvement284
  - 5.3.3.1. Introduction284
  - 5.3.3.2. Mouvement haptique : Haptic Motion285
  - 5.3.3.3. Mouvements de caméras virtuelles286
  - 5.3.4. Perception alternative de son corps287
  - 5.3.4.1. Illusions corporelles287
  - 5.3.4.2. Altération de la perception corporelle en RV288
  - 5.3.5. Conclusion292
  - 5.4. Bibliographie293
  - Chapitre 6. Les enjeux et les risques de la démocratisation de la RV-RA299
  - Philippe Fuchs
  - 6.1. Introduction299
  - 6.2. Problèmes de confort et de santé302
  - 6.2.1. Les différents problèmes302
  - 6.2.2. Incohérences sensorimotrices303
  - 6.2.2.1. Observation304
  - 6.2.2.2. Navigation305
  - 6.2.2.3. Manipulation305
  - 6.3. Les solutions pour éviter inconfort et malaise306
  - 6.3.1. Présentation de la démarche306
  - 6.3.2. Atténuation de l'impact de l'incohérence visuo-vestibulaire306
  - 6.3.3. Suppression de l'incohérence visuo-vestibulaire en modifiant le fonctionnement du paradigme d'interaction307
  - 6.3.4. Suppression de l'incohérence visuo-vestibulaire en modifiant les interfaces308
  - 6.3.5. Niveaux de difficultés d'adaptation308
  - 6.4. Conclusion309
  - 6.5. Bibliographie309
  - Conclusion. Quelles RV-RA dans 10 ans ?311
  - Bruno Arnaldi, Pascal Guitton et Guillaume Moreau
  - Postface315
  - Brunon Arnaldi, Pascal Guitton et Guillaume Moreau
  - Glossaire319
  - Liste des auteurs321
  - Index323
Origine de la notice:
- Electre