VR : Comment ça fonctionne ?

Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne la réalité virtuelle et comment nous sommes instantanément transportés dans de nouveaux mondes numériques? Quels composants sont nécessaires pour créer une réalité vraiment immersive? Nous vous le dirons dans cet article.

Il y a eu des changements significatifs dans le monde de la réalité virtuelle ces dernières années. Au départ, la VR semblait être quelque chose qui n’existait que dans la fiction. Heureusement, c’est maintenant une réalité. Presque tout le monde peut visiter des attractions en VR ou essayer des jeux VR multijoueurs.

Alors, comment fonctionne la réalité virtuelle et pourquoi est-ce une étape aussi importante dans le développement technologique ?

La réalité virtuelle crée un nouvel environnement, remplaçant le monde réel par une simulation immersive. En utilisant des équipements et des logiciels spéciaux, la VR présente une alternative au monde réel.

Pour obtenir une sensation d’immersion et de réalisme, les systèmes de réalité virtuelle utilisent diverses technologies comme des LED infrarouges, des capteurs de mouvement, des caméras et des écrans. Ces appareils collectent des informations sur les mouvements et les transfèrent dans le monde virtuel que l’utilisateur voit. Des accessoires comme des dispositifs de retour tactile et des systèmes sonores sont parfois utilisés.

La réalité virtuelle n’est pas seulement un substitut de ce que nous voyons. Elle crée un environnement avec lequel nous pouvons interagir. À l’aide de l’intelligence artificielle et d’algorithmes, les casques VR adaptent le monde virtuel aux actions de l’utilisateur afin de tromper le cerveau et lui faire croire qu’il est dans une autre réalité. Les casques VR réagissent à nos actions et les traitent via un logiciel pour créer des objets et des environnements virtuels.

Avec l’apparition de nouvelles formes de réalité virtuelle, la question de son fonctionnement est devenue plus complexe. Au niveau le plus basique, tous les types de VR immergent les utilisateurs dans une simulation en utilisant différentes combinaisons de capteurs, d’intelligence artificielle et d'équipements spéciaux comme des casques.

Quand les gens pensent à la réalité virtuelle, ils imaginent souvent une expérience d’immersion totale. Cependant, la réalité virtuelle offre différents niveaux d’engagement. Le terme "réalité virtuelle non immersive" est un peu inexact car toutes les formes de VR impliquent un certain degré d’engagement. Dans ces types de VR, votre interaction avec le monde virtuel est limitée à des capacités basiques. Il n’y a pas de fonctions avancées telles que la détection de position spatiale, les capteurs ou le contrôle gestuel. À la place, des manettes sont utilisées pour interagir avec l’environnement numérique. Les simulateurs de conduite en sont un bon exemple. Dans ce cas, vous êtes assis au volant et conduisez une voiture, comme dans la vraie vie. Certains simulateurs peuvent imiter un retour tactile pour rendre l’expérience plus réaliste. Cependant, ce type de VR n’utilise généralement pas de casque.

Parfois appelée "réalité mixte", la réalité virtuelle semi-immersive inclut des éléments numériques sur des objets ou environnements réels. Elle est généralement utilisée à des fins éducatives ou de divertissement.

Par exemple, les pilotes et ingénieurs de vol peuvent utiliser des écrans immersifs pour voir du contenu numérique affiché sur les pare-brise ou autres dispositifs. Ce type d’immersion est appelé semi-immersif car il ne crée pas l’illusion d’un autre monde. Au lieu de cela, il complète simplement l’environnement, comme cela se produit en réalité augmentée ou mixte.

La plupart des gens imaginent la réalité virtuelle comme une "immersion totale". Des exemples de casques à immersion complète sont par exemple le Meta Quest 2 et Quest 3. Ils permettent aux utilisateurs de vivre une simulation complète.

Quand on est totalement immergé dans la VR, le monde réel disparaît, il est remplacé par des sons, des images et même des sensations physiques qui correspondent à l’image affichée sur un écran ou un affichage. Le plus souvent, ce service est proposé par des clubs ou parcs VR. Ces casques utilisent l’intelligence artificielle et la technologie des capteurs pour répondre aux actions de l’utilisateur et les déplacer dans le monde virtuel. Parfois, les casques de réalité virtuelle à immersion totale peuvent fonctionner avec des accessoires tactiles pour convaincre le cerveau qu’une personne touche réellement des objets dans l’espace numérique et interagit avec eux.

Toutes les possibilités de la réalité virtuelle, quelle que soit leur forme, dépendent généralement de l’utilisation de différents types de matériel et de logiciels. Comme mentionné précédemment, ces composants sont devenus plus avancés. Parmi eux :

Ce sont les dispositifs clés de nombreux environnements virtuels. Ils se mettent sur la tête et couvrent les yeux de l’utilisateur. On les appelle casques ou visières et ils vous isolent du monde tout en vous montrant des informations spécifiques liées à la simulation virtuelle. L’idée ici est qu’ils remplacent le monde réel par une image générée par ordinateur. Ces casques incluent des écrans, des caméras, des capteurs de mouvement et des LED infrarouges. Ils peuvent prendre plusieurs formes, des dispositifs filaires connectés à un ordinateur aux casques autonomes comme le Meta Quest.

Les casques de réalité virtuelle disposent de lentilles spéciales placées entre l'écran (généralement LED) et les yeux. Elles transforment les images pour les rendre tridimensionnelles. Le casque envoie deux images via ces lentilles (une pour chaque œil). Il contient aussi des caméras infrarouges à l’intérieur qui ajustent l'éclairage selon l’environnement. Les traceurs aident le casque à adapter le contenu de l'écran aux mouvements de la tête. Certains dispositifs peuvent même suivre le mouvement des yeux pour améliorer la qualité de l’image.

C’est une partie importante du casque VR qui coordonne le monde virtuel avec le monde réel. Une personne ordinaire voit l’environnement dans une plage de 200 à 220 degrés. Notre vision via l'œil gauche et l'œil droit se superpose à un certain angle, ce qui nous permet de percevoir le monde en 3D. Créer un environnement 3D qui correspond à l’angle de vision naturel d’une personne est la façon dont les casques VR convainquent notre cerveau que nous sommes dans un autre monde. Le réalisme de la perception dépend de la façon dont nos mouvements influencent ce que nous voyons. Un délai minimal est nécessaire pour que l’appareil réagisse instantanément aux mouvements lorsque la personne tourne la tête ou change son objet d’observation.

Il détermine à quel point notre expérience sera excitante. Bien que les yeux humains puissent percevoir jusqu'à 1000 images par seconde, le cerveau ne traite l’information qu'à hauteur de 150 images par seconde. Habituellement, les films au cinéma sont diffusés à un taux d’environ 24 images par seconde, mais de tels films ne sont pas conçus pour reproduire la réalité. Les développeurs de VR estiment que des taux inférieurs à 60 FPS peuvent provoquer des nausées et des maux de tête.

Ces dernières années, il est devenu de plus en plus important en réalité virtuelle. Le son et sa direction influencent notre perception de l’espace en 3D. Les technologies avancées utilisent des techniques pour déterminer l’emplacement des sons par rapport à la tête. Cela signifie que si nous marchons dans une pièce en VR et que quelqu’un nous appelle derrière nous, nous entendrons un son venant de derrière. De nombreux développeurs audio utilisent ce type de son 3D depuis des années, notamment YouTube, Spotify et même le système audio VR de Google.

 Des effets visuels et sonores réalistes sont nécessaires pour créer une sensation d’immersion. Cependant, la vraie magie de la réalité virtuelle réside dans le fait que nous pouvons nous déplacer librement et interagir avec l’espace environnant, qui réagit à nos actions et à notre position. La technologie de suivi de la tête utilise divers capteurs comme des détecteurs et des gyroscopes, ainsi que l’intelligence artificielle pour adapter l’image affichée à nos mouvements. Les casques modernes comme le Varjo XR-4 nous permettent de nous déplacer librement et de regarder à 360 degrés, comme dans la vraie vie.

Certains développeurs expérimentent des technologies comme les capteurs et les traceurs pour réduire le besoin de contrôleurs. Cependant, de nombreux casques les utilisent encore. Les contrôleurs sont des dispositifs physiques qui permettent aux utilisateurs d’interagir avec un environnement virtuel. Par exemple, les contrôleurs qui accompagnent le Meta Quest 2 ou 3. Ils transmettent des informations sur ce que nous voulons faire dans le logiciel de réalité virtuelle. Cependant, à mesure que les entreprises développent des techniques de suivi du mouvement et du corps plus avancées, la réponse à la question "Comment fonctionne la réalité virtuelle ?" pourrait changer. Peut-être qu'à l’avenir, nous n’aurons plus besoin de manettes pour nous déplacer dans un paysage virtuel.

Il joue un rôle clé dans la création d’un environnement VR, en combinant différentes fonctions comme le délai, le taux de rafraîchissement, le suivi de position et le suivi 3D. Comme de nombreux autres programmes, il est flexible et peut être personnalisé pour répondre à différents besoins. La plupart des programmes incluent toutes les données et le code nécessaires pour créer un monde virtuel en 3D et des personnages. Ils contribuent aussi à la transmission efficace des informations via un casque VR.

Les technologies de réalité virtuelle sont en constante amélioration. Selon les experts, le marché de la réalité virtuelle devrait croître en moyenne de 27,5% d’ici 2030, à mesure que les innovateurs explorent de nouveaux horizons.

Dans un avenir proche, la réponse à la question "Comment fonctionne la réalité virtuelle ?" changera, car de nouveaux matériels seront disponibles, de nouvelles possibilités en informatique spatiale seront explorées, et des algorithmes d’intelligence artificielle plus avancés seront développés. Aujourd’hui, vous pouvez déjà profiter de tous ses avantages dans les parcs VR.