La réalité virtuelle

Un exposé de benjamin sur la réalité virtuelle, telle qu'elle était il y a plus de dix ans !

La réalité virtuelle

par
Ben'J

Fermez les yeux et imaginez-vous sur une plage avec le bruit de l'océan. Les passants se promènent et leurs ombres passent sur vous. Vous entendez les rires des enfants tout en vous faisant dorer au soleil. À la fin de la journée vous regardez le coucher du soleil. Après vous montez dans une limousine qui va vous reconduire à votre hôtel.
Vous y étiez, enfin presque, vous avez peut-être même fait un château de sable ou du surf. C'est ce que la réalité virtuelle reproduit :
Se sentir là-bas, ici!
Par contre ses applications ne s'arrêtent pas là : elle vont beaucoup plus loin. Un jour, avec la réalité virtuelle, vous pourrez être assis dans le salon virtuel, tout en étant confortablement assis chez vous, discutant avec des gens de partout autour de la planète ou d'ailleurs. Les chirurgiens pourrons s'entraîner à pratiquer une laparotomie ou n'importe quel autre acte chirurgicale sans risquer de tuer qui que ce soit.
La réalité virtuelle est une clé pour le futur. Malgré sa grande complexité, il est facile de comprendre à quoi elle peut et pourra servir dans les années futures : Des choses comme la télérobotique, la chirurgie, la communication, la documentation, la mode, le divertissement, la simulation, l'éducation, l'armée, l'art graphique, l'architecture, l'audiovisuel, les affaires, l'aérospatial... sont tous des domaines qui utilisent ou utiliseront la réalité virtuelle, comme l'a dit Arthur C.Clarke : "La réalité virtuelle ne va pas simplement remplacer la télévision, elle va l'avaler toute ronde". Ou encore comme l'a dit J.G. Ballard : "Cela va représenter le plus grand événement de l'évolution de l'être humain. Pour la première fois, l'homme sera capable de refuser la réalité et la remplacer par sa version favorite."
Je vais vous expliquer ce qu'est la réalité virtuelle, ce qui vous permettra de mieux comprendre les utilités de la réalité virtuelle.
Qu'est-ce que la réalité virtuelle
Il existe autant de définitions qu'il y a de champs d'application à cette technologie, en plus, cette technologie est plutôt vue comme quelque chose de magique, aux possibilités quasi illimitées. La réalité est tout autre. Les contraintes auxquelles doit faire face cette technologie sont nombreuses. Ce qui rend cette question difficile à résoudre.
Une définition satisfaisante peut être formulée comme suit : simulation informatique d'environnements qui utilisent des images 3-D et des équipements externes comme des gants de données et des casques pour permettre à l'utilisateur d'interagir avec la simulation. Les utilisateurs se déplacent au travers des environnements de réalité virtuelle comme s'ils se déplaçaient dans le vrai monde, marchant à l'intérieur de structures et interagissant avec des objets dans cet environnement dans en temps réel.
On utilise l'abréviation RV lorsqu'on parle de réalité virtuelle
Les dangers
Bien que la RV soit un outil très prometteur, il ne faudrait pas perdre de vue que cette technologie s'adresse à l'être humain. Comme tous les appareils de haute technologie, il y a des dangers, mais en ne considérant pas les problèmes d'ordres techniques, reste-t-il des dangers ?
Quand cette technologie a apparu, on a immédiatement constaté plusieurs symptômes d'ordre physiologique. Selon les dispositifs utilisés et leurs performances, des personnes ont ressenti des effets secondaires à des voyages de longue durée dans la RV.
Le casque HMD est sans aucun doute l'élément de RV qui est le plus à l'étude à ce sujet. Le sens qui influence le plus l'équilibre et le repérage spatial chez l'être humain est la vue, car, contrairement à ce que l'on pourrait croire, les canaux semi-circulaires de l'oreille interne n'ont qu'un rôle secondaire.
Il est donc facile de comprend pourquoi le casque HMD a un tel effet sur l'être humain. Les problèmes surviennent en présence d'un problème de synchronisation important entre les mouvements de tête et l'image que l'ordinateur fait parvenir au casque HMD. Dans le cas présent, le cerveau humain entre en situation de conflit, car il reçoit des informations contradictoires des différents sens concernés. Comme l'image représentée ne reflète pas correctement le mouvement perçu par les canaux semi-circulaires, le cerveau ne peut prendre une décision convenable.
De plus, la différence entre la convergence des yeux et celle créée par la paire d'images stéréoscopiques crée un problème. Normalement, nous focalisons constamment sur des objets placés à une distance variant d'environ 28 mm à l'infini. Le mécanisme de focalisation de l'oeil humain est complexe et nécessite l'exécution des étapes suivantes :
- superposition des deux images stéréoscopiques pour faire coïncider les points de l'objet d'intérêt par l'ajustement du croisement des yeux (convergence axiale);
- ajustement de la netteté des images perçues par retouches des muscles du cristallin.
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Cet ajustement est fortement influencé par le croisement axial. Le cerveau va recevoir l'information des nerfs qui sont situés dans les muscles contrôlant l'orientation de l'oeil. C'est surtout grâce à celle-ci que sera ajustée la distance de focalisation du cristallin.
Dans ce cas, le conflit est relié à la distance de focalisation. Un casque HMD possède deux écrans à cristaux liquides qui sont essentiellement des dispositifs à deux dimensions. Or, à l'aide de deux images à deux dimensions, on recrée l'illusion de la stéréoscopie. Malgré tout, il reste une différence entre la stéréoscopie créée par un casque HMD et celle dans la réalité. La différence vient du fait que, dans le cas d´un casque HMD, les deux images sont présentées à l'aide d'une combinaison de lentilles optiques qui ont pour fonction de créer une image virtuelle à une distance fixe qui se situe de quelques mètres devant jusqu'à l'infini, selon le modèle de casque HMD employé.
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Selon la convergence déterminée par la paire d'images, le croisement ne passera pas nécessairement par le plan image qui est fixé par les lentilles. Soit l'axe BB de la figure 15, le plan image fixe. Si la paire d'images fait en sorte qu'il est nécessaire d'avoir un croisement thêta 1, la vision de l'observateur sera floue. Si la situation est maintenue pendant une période de temps suffisante, il y aura des effets secondaires.
À chaque fois qu'il y a conflit, il y a un effet perçu par le corps humain. Certains cas de traumatisme sont assez prononcés, mais de durée temporaire. Par exemple, la latence causé par un casque HMD, un gant ou un ordinateur trop lent peut causer des maux de têtes et même le mal de mer et le vomissement. D'autres personnes sont incapables de focaliser correctement une fois de retour dans le monde réel pendant une durée de temps pouvant atteindre quelques heures. L'action d'ajuster la distance focale du cristallin de l'oeil est une fonction du cerveau humain qui est relativement facile à reprogrammer temporairement. Si on expose un candidat suffisamment longtemps à une situation de conflit, du point de vue de la vision, le cerveau tentera de se réadapter à cette nouvelle situation afin d'obtenir une image nette.
Le gant tactile et l'ordinateur sont eux aussi à l'origine de dérangements physiologiques. Il est donc très important, dans la conception de tels systèmes, de bien prendre en considération la performance minimale que devra permettre celui-ci. La latence est évidemment un des facteurs qu'il faut réduire autant que possible.
Les applications
La RV est encore peu connue, mais on la retrouve à beaucoup plus d'endroits qu'on ne le croit, bien que ce ne soit pas à l'état pur. Une grande partie de tout ce qui touche le visuel informatique est considéreé comme un dérivé plus ou moins faible de la RV. Pour que vous compreniez mieux, voici quelques applications de la réalité virtuelle
L'Architecture : Fini les grandes pages blanches sur lesquelles est dessinée la maison de ses rêves. Grâce au virtuel on peut vous faire visiter la maison avant qu'elle ne soit construite. Ce procédé est surtout utilisé pour les handicapés. À l'aide d'une chaise roulante virtuelle, on peut vérifier si il y aura un problème lors des déplacements à l'intérieur du bâtiment en question.
L'armée : Une place ou l'on retrouve la réalité virtuelle, quoique cela puisse paraître bizarre, c'est dans l'armée. Celle-ci utilise la RV pour plusieurs raisons comme : la simulation. Grâce à la RV, elle peut entraîner ses régiments pour des missions spécifiques ou bien pour les entraîner de façon général.
Nous avons eu la preuve de l'efficacité de la RV lors de la Guerre du Golf, car ce n'est pas seulement la coalition qui a été victorieuse dans cette histoire, la réalité virtuelle aussi. Son efficacité a été clairement mis en évidence, puisque les pilotes ont pu s'entraîner durant des mois sur des simulateurs virtuels avec des données qui provenaient directement des satellites espions américains. A leur arrivée sur le champ de bataille, ils en connaissaient déjà tous les recoins. La RV a été une des raisons de la victoire.
Le divertissement : C'est sans doute dans ce secteur que la RV est la plus exploitée à son état pur. Des jeux très réels dans un monde imaginaire où tout est permis. Les rêves les plus fous y sont autorisés.. La majorité des jeux virtuels qui existent sont basés sur le principe de la simulation. Être dans un véhicule et le diriger au travers de différents environnements, en ressentir toutes les secousses....
Les jeux virtuels font de plus en plus fureur, il existe même a Montréal une entreprise que permet au publique de devenir un pilote de vaisseau spatial dans une guerre virtuelle. Les pilotes obtiennent même des médaille et des grades.
L'éducation : Que diriez vous, si vous étiez un professeur d'histoire et qu'on vous proposait ceci : plutôt que d'expliquer comment vivaient les hommes préhistoriques voulez vous leur faire voir et entendre à quoi ressemblait leur mode de vie ? Et si vous étiez professeur de physique et qu'on vous proposait une façon de véritablement recréer un mouvement rectiligne uniforme parfait ? Ce sont des choses que la RV peut faire, car avec la RV, nous pouvons créer ou recréer ce que nous voulons. Dans la réalité virtuelle, nous sommes comme des dieux.
La télérobotique : Utilisée pour des interventions dans des milieux hostiles tels que : l'intérieur d'une centrale nucléaire, les fonds sous-marin, l'intérieur d'un volcan... c'est d'ailleurs ce principe qui a été utilisé lors des récentes missions spatiales sur la planète Mars.
Grâce à la RV les techniciens peuvent s'entraîner à manipuler le robot, améliorer leurs réflexes en causant des fausses situations d'urgence ou de faux problèmes techniques. Ils peuvent aussi enregistrer une série de mouvements ou de tâches, que le robots devra faire, avant de les faire faire par le robot dans une situation réelle. Dans une opération de télérobotique la plupart des actions du robot sont préprogrammées.
Lorsque le robot effectue ces phases préprogrammées, l'opérateur ne se croise pas les doigts. Il doit superviser le robot durant l'accomplissement de sa tâche ou, dans certains cas, il doit assister le robot. Lorsque le robot et l'opérateur coopèrent, on parle de téléassistance.
Les techniques de RV en robotique sont susceptibles de remplir deux fonctions. La première est la simulation, qui permet à l'opérateur de s'entraîner (à manipuler le robot) et de programmer des tâches qui seront ensuite exécutées par le robot. La deuxième fonction est de servir d'interface entre l'opérateur et le robot au cours d'une mission, par laquelle il peut le manipuler et l'assister.
La chirurgie : En chirurgie, on a tendance à réduire la taille de l'accès à la zone à opérer. L'objectif de cette tendance est de réduire le risque d'infection, la morbidité postopératoire et bien sûr le temps d'hospitalisation. Ces techniques se nomment vidéoscopie et endoscopie. Ces deux techniques fonctionnent très bien, mais la visibilité du chirurgien et l'accessibilité à la zone à opérer sont fortement réduites. Grâce à la RV, nous allons pouvoir enfin résoudre ce problème.
Ces techniques consistent à introduire une micro-caméra, qui transmet les images à un écran installé près de la table d'opération, par une petite incision et par une autre, introduire les instruments de chirurgie. Tout ceci pour effectuer l'acte chirurgical. La visibilité étant restreinte et le chirurgien étant privé du contact avec les organes, l'opération devient très difficile.
À l'aide d'échographie, de scanographie ou d'imagerie par résonance magnétique nucléaire, il est possible de reconstituer la zone à opérer en une image tridimensionnelle visible à l'aide d'un système de RV. Ce procédé se nomme téléchirurgie. Le chirurgien a donc une meilleure visibilité et puisqu'il peut grossir l'image qu'il reçoit, il est même plus précis. Il faut comprendre que se procédé est à un stade peu développé. Par ce fait, il ne peut pas être utilisé en pratique, il faut entendre encore quelques années avant que ce procédé n'atteigne sa maturité.
Cette technique ne servira pas seulement à réduire le risque d'infection, la morbidité postopératoire et bien sûr le temps d'hospitalisation, à augmenter la précision de l'acte chirurgical et la visibilité. Elle permettra à de jeunes chirurgiens de s'entraîner sur des modèles virtuels avant de pratiquer des opérations sur de vrais sujets.
La NASA aussi s'intéresse à la téléchirurgie, mais pour permettre l'opération de quelqu'un dans l'espace. Le chirurgien opérerait sur un modèle virtuel, et un robot assistant opérerait réellement le patient. Les capteurs d'efforts devraient, dans ce cas, fournir et faire ressentir, les plus légers efforts appliqués par les outils chirurgicaux du robot. Nous ne sommes pas encore rendu à faire de la téléchirurgie à l'aide de la télérobotique, mais un jour peut-être...
Avez-vous compris
J'espère que maintenant que vous avez mieux compris les utilités de la RV. Que ce soit pour l'architecture, l'armée, l'éducation, le divertissement, la télérobotique ou la téléchirurgie, la réalité virtuelle est une clef pour l'avenir. Elle a déjà beaucoup d'utilités, qui sont autres que des jeux d'arcades. Comme nous l'avons vu, grâce aux volets sur la télérobotique et la téléchirurgie, c'est dans les science que la RV est et sera la plus utile dans les années à venir.
Malgré tous ses bons aspects, la RV reste une technologie qui n'est pas encore au point, mais qui reste à surveiller, car d'ici quelque années, la RV sera peut-être plus présente qu'on ne le croit. Puisque la RV est une technologie elle contient des dangers et eux aussi, il ne faudrait pas les oublier.
Si vous désirez en savoir plus sur la réalité virtuelle, Internet est le meilleur outil de recherche pour ce sujet, car, au cas où vous ne le sauriez pas, internet est considéré comme une application virtuelle extrêmement basique, et qu'y a-t-il de mieux que de la RV pour trouver de la RV.
Réalité... virtuelle ?
Lors de mes recherches sur le net, j'ai découvert un texte. Bien qu'il ne donne aucun renseignement sur la RV, c'est une bonne histoire de cinq pages qui parle d'un meurtre...

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