La réalité augmentée
techniques et entités virtuelles
Jean-Michel Réveillac
hermes science
Lavoisier
Avant-propos15
Introduction19
Première partie. Etat des lieux29
Chapitre 1. Historique31
1.1. Au commencement31
1.2. L'envolée33
1.3. Le passage au XXIe siècle38
Chapitre 2. Matériels, logiciels et applications pour la RA45
2.1. Pour commencer45
2.1.1. Moyens techniques de la RA46
2.1.1.1. Plateformes matériels46
2.1.1.2. Système de capture47
2.1.1.3. Système de visualisation49
2.1.1.4. Interface homme-machine (IHM)49
2.2. Logiciels de développement51
2.2.1. Logiciels expérimentés dans le cadre de cet ouvrage52
2.2.1.1. AR-media de Inglobe Technologies52
2.2.1.2. Buildar du HIT Lab NZ53
2.2.1.3. ARToolKit (open source)53
2.2.1.4. Popcode Developper du Machine Intelligence Lab - Cambridge University53
2.2.1.5. D'Fusion de Total Immersion54
2.2.1.6. Linceo VR de seac0254
2.2.2. Logiciels non expérimentés dans le cadre de cet ouvrage55
2.2.2.1. Junaio de Metaio55
2.2.2.2. Layar56
2.2.2.3. FLARToolKit (open source)57
2.2.2.4. NyARTookit (open source)57
2.2.2.5. HandyAR de UCSB, Four Eyes Lab (gratuit)58
2.2.2.6. Wikitude58
2.2.2.7. Vuforia de Qualcomm59
2.3. Domaines applicatifs60
2.3.1. Jeux vidéo61
2.3.2. Patrimoine et tourisme63
2.3.3. Architecture64
2.3.4. Commerce, publicité, marketing66
2.3.5. Cinéma, télévision67
2.3.6. Industrie68
2.3.7. Médical69
2.3.8. Arts et musées71
2.3.9. Education73
2.3.10. Navigation et cartographie76
2.4. Pour conclure78
Deuxième partie. Exercices sur logiciels81
Chapitre 3. D'Fusion83
3.1. Présentation83
3.2. Description84
3.3. Exercice 1 : création d'une scène simple84
3.3.1. Pour commencer, créons un nouveau projet85
3.3.2. Importer un objet 3D et ajouter son éclairage87
3.3.3. Ajouter le dispositif de capture vidéo et l'intégrer à la scène89
3.3.4. Créer le suivi du marqueur qui déclenchera l'apparition de l'objet en 3D93
3.3.5. Associer le marqueur à votre projet96
3.3.6. Saisie du script de suivi98
3.3.7. Essayer votre scène de RA100
3.3.8. Affiner le dimensionnement et le positionnement de votre objet 3D101
3.3.9. Exporter et créer une application103
3.4. Exercice 2 : ajout d'une animation à la scène de l'exercice 1107
3.4.1. Charger le projet et ajouter un nouvel élément de script107
3.4.2. Affecter et éditer le script108
3.4.3. Tester le script110
3.5. Exercice 3 : intégrer une scène de RA au sein d'une page web interactive110
3.5.1. Charger le projet et le modifier110
3.5.2. Ajout des scripts d'interactions111
3.5.3. Ajout du texte qui apparaîtra dans la scène116
3.5.4. Exporter et générer une application117
3.5.5. Création de la page web118
3.5.6. Construction du dossier qui va contenir le projet121
3.5.7. Tester l'application123
3.5.8. Publier votre application sur un serveur126
3.6. Pour conclure126
Chapitre 4. AR-media127
4.1. Présentation127
4.2. Installation sur Mac OSX128
4.3. Exercice 1 : une scène simple129
4.4. Exercice 2 : une scène plus complexe, un objet et deux vidéos137
4.5. Exercice 3 : ajouter un script141
4.6. Exercice 4 : exporter une scène vers AR-media Player pour Mac OSX, Microsoft Windows, ou iOS (iPhone, iPad)146
4.6.1. AR-media Player sur Mac OSX147
4.6.2. AR-media Player sur iOS150
4.6.3. AR-media Player sur PC et Microsoft Windows158
4.7. Pour conclure158
Chapitre 5. ARToolKit161
5.1. Présentation161
5.2. Fonctionnement général d'une application utilisant ARToolKit162
5.3. Installation164
5.3.1. Installations sous Microsoft Windows164
5.3.2. Démarche commune à tous les EDI165
5.3.3. Microsoft Visual C++ 6.0166
5.3.4. Microsoft Visual Studio.net 2003169
5.3.5. Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition171
5.3.6. Installation sous Mac OSX175
5.4. Utilisation d'Open VRML avec ARToolKit178
5.4.1. Génération avec Microsoft Windows et Microsoft Visual Studio.net 2003180
5.4.2. Génération avec Mac OSX et XCodes3.x.x183
5.5. Exercice : une scène VRML animée et un marqueur personnalisé191
5.5.1. Création et impression du marqueur191
5.5.2. Faire reconnaître un marqueur personnalisé par ARToolKit192
5.5.3. Associer un marqueur à l'application « simple VRML »195
5.5.4. Créez une scène 3D en VRML198
5.5.5. Visualiser la scène 3D VRML en RA via un marqueur personnalisé200
5.6. Plus de détails sur ARToolKit201
5.7. Pour conclure202
Chapitre 6. PopCode205
6.1. Présentation205
6.2. Téléchargement et installation206
6.3. Exercice 1 : un modèle simple206
6.3.1. Création du modèle207
6.3.2. Création du fichier d'appel du marqueur et des éléments 3D209
6.3.3. Création du fichier de paramétrage des éléments 3D210
6.3.4. Choix et mise en place du marqueur cible210
6.3.5. Visualisation de la scène212
6.4. Exercice 2 : connaître le marqueur215
6.5. Exercice 3 : animer et interagir avec un modèle217
6.6. Exercice 4 : déclencher l'appel d'un lien219
6.7. Exercice 5 : marqueur personnalisé220
6.8. Pour conclure223
Chapitre 7. Linceo VR225
7.1. Présentation225
7.2. Téléchargement et installation226
7.2.1. Installation du module d'exportation pour Rhino226
7.2.2. Installation du module d'exportation pour Autodesk 3D Studio Max228
7.3. Exercice 1 : un modèle simple228
7.3.1. Création du modèle avec Rhino229
7.3.2. Création du modèle avec Autodesk 3D Studio Max230
7.3.3. Importation du modèle dans Linceo VR231
7.3.4. Sélection et associations du modèle avec le marqueur233
7.3.5. Impression du marqueur234
7.3.6. Choix de la source de capture de la scène de RA235
7.3.7. Affichage de la scène de RA236
7.3.8. Exportation au format Linceo VR Viewer237
7.3.9. Affichage de la scène de RA avec Linceo VR Viewer238
7.4. Exercice 2 : animer un modèle239
7.4.1. Associer une ou des animations au modèle240
7.4.2. Visualiser le modèle animé243
7.5. Exercice 3 : inclure un modèle dans un environnement243
7.5.1. Importer un modèle dans un environnement244
7.5.2. Intégrer graphiquement le modèle dans l'environnement245
7.5.3. Enregistrer votre travail249
7.6. Pour conclure250
Conclusion251
Troisième partie. Sources et références255
Annexe 1. Notions mathématiques pour les calculs de RA257
A1.1. Introduction257
A1.2. L'alignement de la caméra réelle et virtuelle258
A1.2.1. Principe mathématique du sténopé259
A1.2.2. Les distorsions263
A1.3. La cohérence spatio-temporelle264
A1.4. La cohérence photométrique264
A1.5. Pour conclure265
Annexe 2. Espaces colorimétriques et codage vidéo267
A2.1. Définition267
A2.2. Nature d'un signal vidéo268
A2.3. Codage YUV268
A2.3.1. Echantillonnage et structure avec YUV270
A2.3.2. YUV et norme 4:2:2270
A2.3.3. YUV et norme 4:2:0271
A2.3.4. YUV et norme 4:1:1271
A2.3.5. YUY2272
A2.4 YUV (YCbCr) et taille d'image272
Annexe 3. Les formats de fichiers des objets 3D273
Annexe 4. Introduction au langage VRML279
A4.1. Historique279
A4.2. Des outils indispensables281
A4.2.1. VRMLPad281
A4.2.2. Les modules d'extension (plugins) disponibles282
A4.3. La structure d'un fichier VRML283
A4.4. Les formes de base286
A4.5. Le positionnement des objets dans la scène287
A4.5.1. La translation288
A4.5.2. La rotation288
A4.5.3. Le changement d'échelle289
A4.6. L'apparence des objets290
A4.6.1. La couleur291
A4.6.2. Les textures292
A4.7. Les prototypes294
A4.8. L'éclairage296
A4.8.1. La lumière ponctuelle296
A4.8.2. La lumière directionnelle298
A4.8.3. La lumière focalisée299
A4.9. En savoir plus301
Glossaire303
Bibliographie307
Index