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Quelles interfaces pour la réalité virtuelle ?

Dossier - L'avenir des univers virtuels
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Un univers virtuel comme Second Life peut être à la fois fascinant et déroutant. Comment sont fabriqués ces mondes et leurs personnages ? Quelles interfaces pour la réalité virtuelle ? Peut-on passer du virtuel au réel ?

  
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Dans l'esprit du public, réalité virtuelle rime avec la notion d'interfaces immersives, comme les casques de réalité virtuelle et les gants de données ou les interfaces haptiques.

Quelles interfaces pour la réalité virtuelle ? Ici, un casque de réalité virtuelle. © Rene Passet, *J-P*, Flickr, CC by-nc 2.0

Longtemps, obtenir une bonne résolution pour les écrans de la taille de lunettes était trop cher et, apparemment, le public n'était pas demandeur.

Casques de réalité virtuelle

Pour la plupart des usagers, en effet, les casques de réalité virtuelle n'étaient pas assez bons. Même un matériel professionnel haut de gamme et onéreux ne trouvait pas assez grâce à leurs yeux : panoramique de 50° largement insuffisant, trop basse résolution, effets d'éblouissement et rafraîchissement trop lent...

Les technologies se sont améliorées en ce qui concerne le casque de réalité virtuelle. © DR

Depuis, les technologies se sont améliorées. Une impulsion s'est produite en 2012 avec le casque Oculus Rift. Actuellement, on compte également, par exemple, le PlayStation VR, de Sony, et le Vive d'HTC. Les casques de réalité virtuelle sont davantage accessibles.

La société américaine Leap Motion présente Orion. Cette application, utilisée avec un capteur et un casque de réalité virtuelle, permet de contrôler des objets avec une grande précision directement avec les mains, comme on peut le constater durant cette démonstration. © Leap Motion

Environnements Cave et gants de données

Quid des environnements de type Cave (Cave Automatic Virtual Environment) ? Dans ceux-ci, des murs sont recouverts d'écrans plats ou de projecteurs, permettant la visite de mondes virtuels sans pour autant se couper du monde (comme c'est le cas avec un casque d'immersion). Il serait alors possible de voyager en groupe.

Quant aux gants de données, ils appartiennent originellement à la réalité virtuelle (RV) haut de gamme. Pour autant, leurs promesses sont loin d'être réalisées. Les gants de données non haptiques, c'est-à-dire sans retour de force, se sont pourtant largement démocratisés sous une nouvelle forme !

Le Power Glove, de Nintendo, sorti en 1989, est un objet culte pour les adeptes de la réalité virtuelle « de garage ». © DR

En effet, Nintendo avait sorti en 1989 un « gant » s'adaptant à ses consoles. Pendant des années, le Power Glove de Nintendo a été un objet culte chez tous les adeptes de la RV « de garage » qui cherchaient à l'adapter à leur propre système artisanal ! Quand une idée ne marche pas, on attend un peu, et on la reprend, dans un autre contexte et avec une autre apparence. C'est ce qu'a fait Nintendo qui a raffiné son concept de « gant » pour sortir en 2006 la télécommande Wii, aussi appelée Wiimote.

Mark Pesce, qui inventa le Virtual Reality Modeling Language (VRML, langage de description d'univers virtuels en trois dimensions) et qui, depuis, s'est muté en un philosophe de la technologie, ne cachait pas son enthousiasme. « La RV, ce ne sont pas les lunettes avec écran, même si on a pu le croire il y a quinze ans. La RV met en contact le corps avec le monde simulé. Nintendo, avec un appareil intelligent, pas cher, attrayant et hautement fonctionnel comme la Wiimote, a réussi cela. Ils ont fait ce que des décennies de chercheurs et d'ingénieurs ont échoué à faire : ils nous ont mis dans le jeu. »

Si la Wii est capable de transmettre au monde virtuel les mouvements de notre corps, elle ne permet pas de simuler le sens du toucher ou le retour d'effort. Une telle sophistication semble bien réservée aux laboratoires de recherche.

Le Falcon, de Novint, un joystick à retour d'effort

Mais c'est compter sans l'audace de petites sociétés comme Novint, qui a mis au point le Falcon, une espèce de joystick à retour d'effort. Il s'agit en fait d'une petite boule reliée à une base par trois bras robotiques.

Le Falcon, de Novint, une espèce de joystick à retour d'effort. © DR

Lorsqu'on manipule cette boule, les bras offrent différents degrés de résistance qui permettent de simuler un contact physique avec les objets virtuels, de les « sentir » au bout des doigts. Cette interface est conçue pour un public de joueurs. Elle était chère à sa sortie (environ 249 dollars), pour un joystick, mais restait à portée de la bourse d'un aficionado. Baptisé « la Wii 2 » par Popular Mechanics, le Falcon reste cependant très différent, dans ses fonctions, de l'interface Nintendo. C'est un objet qu'on est censé utiliser assis, qui n'autorise pas les déplacements du corps comme la Wii.

Pour les sportifs, la réalité virtuelle peut receler encore bien des possibilités. La Wii balance permet de capter les mouvements des pieds et du corps. Il est même possible de faire du jogging dans Second Life, toujours à l'aide de la Wii, comme le montre cette vidéo.

Se déplacer dans la réalité virtuelle

La question du déplacement est l'une des plus difficiles : comment créer un espace dans lequel un utilisateur pourra faire du surplace sans se cogner la tête contre les murs ou les meubles et en même temps avoir l'illusion de courir, de danser ? Le laboratoire de réalité virtuelle de l'université de Tsukuba, au Japon, a expérimenté des dispositifs avec des sols mobiles, et même avec un système de rollers.

La même université a mis au point le StringWalker présenté en août 2007 au Siggraph. Les pieds de l'utilisateur sont harnachés par des cordes, reliées à un cercle doté de plusieurs moteurs. Lorsque l'on veut se déplacer, les cordes transmettent le mouvement au programme et exercent une force contraire pour replacer le joueur au centre du cercle. Cependant, malgré tout l'intérêt de ces recherches, on voit bien que leurs applications grand public ne sont pas encore pour demain...

Vers la connexion neuronale ?

La réalité virtuelle sera-t-elle un jour notre future demeure ? Quitterons-nous notre corps « de chair » pour vivre tous nos désirs dans un paradis numérique ? Certains futuristes imaginent que notre cerveau pourrait être numérisé et que nous pourrions vivre ainsi, en tant que programme informatique, sur les réseaux. Pure science-fiction pour l'instant, bien entendu. Une première étape serait déjà « l'immersion totale » envisagée dans les romans de William Gibson, par la « connexion neuronale directe ». Autrement dit, le cerveau, directement branché sur la machine recevrait ses stimuli sans intermédiaire et enverrait directement ses ordres au « corps virtuel » sans passer par le corps de chair, ou, (comme aiment le dire les personnages de Gibson, et, après eux, bon nombre de geeks) par « la viande ».

L'interface neuronale existe, mais, pour l'instant, dans un seul sens. Il est possible au cerveau de donner des ordres, généralement assez primitifs, à un programme via des machines, souvent coûteuses. Cela peut être précieux pour les tétraplégiques, et peut même donner naissance à des espèces de sports mentaux, comme le Mindball. En tout cas, rien qui ne soit aussi facile et intuitif qu'une Wii, pour l'instant. L'autre sens est largement hypothétique : on ne sait pas encore comment envoyer des images ou d'autres perceptions directement dans le cerveau. Ce qui s'en rapproche le plus est peut-être, dans le domaine de l'ouïe, l'Hypersonic Sound. Avec cette technologie, on peut envoyer un « rayon sonore » qui ferait entendre son message directement dans l'oreille de ceux qui le traversent sans faire aucun bruit dans le milieu ambiant. On a littéralement l'impression « d'entendre des voix ». Il existe aussi un brevet déposé en 2005 par Sony concernant la possibilité (non encore réalisée) de créer artificiellement des stimuli à l'aide d'ultrasons... On sait peu de chose sur cette technologie, sinon qu'elle aurait certains rapports avec la stimulation magnétique transcrânienne, mais emploierait des ultrasons au lieu des champs magnétiques.

Encore une fois, seule l'idée a été déposée ; aucune expérience n'a été faite. Selon le professeur Niels Birbaumer, de l'université de Tübingen (Allemagne), un spécialiste du domaine qui a jeté un coup d'œil sur les documents, l'idée de Sony serait « plausible ». Ceci dit, même si une stimulation de ce genre peut faire surgir quelques vagues perceptions, on ne voit guère comment elle pourrait implanter dans le cerveau une image haute résolution de l'univers d'un jeu de rôle comme Morrowind, avec bande-son en accompagnement... Il nous faudra, pour quelques décennies encore, renoncer à déménager définitivement dans le virtuel.