Actualités

Réalité virtuelle : les casques gardent une énorme marge de progression

Un prototype du PlayStation VR de Sony au salon E3 de Los Angeles, en 2015.

Les ingénieurs travaillent depuis les années 1960 à concrétiser le fantasme d’un casque immergeant totalement son utilisateur dans un monde virtuel. Mais tromper nos yeux et notre corps est délicat et, au fil des décennies, nombreuses sont les tentatives qui ont échoué. Les casques de nouvelle génération apparus en 2016 sont les premiers produits grand public à offrir une expérience tolérable et, en cinq ans, les modèles de HTC, Oculus, Sony et Valve ont progressé, mais ils n’ont parcouru qu’une petite partie du chemin nécessaire avant d’aboutir, un jour peut-être, à une sensation proche de la réalité.

  • Tromper nos yeux

Premier défi : élargir le champ de vision. Les modèles grand public donnent l’impression de regarder l’image avec des œillères tant leur champ de vision (entre 90 et 110 degrés) est étroit. Pour reproduire un champ de vision naturel, il faudrait monter à 240 degrés. « Il faudra probablement utiliser des écrans recourbés pour éviter d’alourdir démesurément les casques avec d’énormes écrans et de volumineuses lentilles », déclare au Monde Graham Wheeler, PDG du fabricant de casques HTC Vive. On pourrait, du reste, aussi parler de l’intensité de la luminosité des écrans, encore cent fois inférieure à celle de la lumière naturelle en plein été (120 000 lux).

Même si la résolution de leurs petits écrans a doublé en cinq ans, elle reste encore très insuffisante

L’autre grand défi consiste à afficher des images parfaitement nettes. Nos téléviseurs et nos smartphones en sont déjà capables, à la distance où nous les regardons, mais les casques en sont encore loin. Même si la résolution de leurs petits écrans (un devant chaque œil) a doublé en cinq ans, pour se hisser environ à quatre millions de pixels, elle reste encore très insuffisante et nous devinons encore la grille des petits cubes lumineux qui tapissent leurs écrans. Les images paraissent floues, les textes manquent de lisibilité.

Pour M. Wheeler, « il faudra au minimum se hisser à une résolution de 16 K par œil si l’on veut permettre la lecture des petits caractères d’une canette de soda », comprendre qu’il faudrait empiler 132 millions de pixels sur des écrans de sept centimètres de large — une gageure. Les téléviseurs 8 K, incomparablement plus vastes, plafonnent à 32 millions de pixels.

Un brevet de lunettes à écran recourbé déposé par Samsung en 2019.

Reste que, dans le cas des jeux vidéo, il faudrait calculer des images si détaillées que même un PC gamer ne saurait fournir. A moins que les casques n’adoptent une astuce qui a fait ses premiers pas en 2019 : le foveated rendering. Les casques recourant à cette technologie suivent les déplacements de l’œil pour détecter la zone qu’ils regardent et afficher une qualité graphique maximale à cet endroit précis, tout en dégradant la qualité sur les côtés, là où nous voyons moins précisément. L’intérêt étant de réduire les besoins en puissance de calcul.

L’autre solution serait de calculer les images loin du casque, sur des ordinateurs distants surpuissants, puis de les acheminer vers le casque, que ce soit par la fibre (dont les foyers sont encore très diversement équipés) ou en 5G. Mais le réseau de téléphonie mobile 5G n’est pas prêt non plus pour cet usage : son temps de réaction est encore, et pour quelques années, beaucoup trop lent.

  • Offrir des commandes naturelles

Les contrôleurs traquent plutôt correctement les déplacements de la main et permettent de saisir un objet de façon relativement naturelle en resserrant les doigts sur leur poignée. Mais les mouvements précis de chaque doigt commencent à peine à être traqués, notamment par le Valve Index, comme les articulations (poignets, coudes, épaules, genoux, bassin) du corps humain. Plusieurs pistes sont envisagées pour parvenir au suivi des mouvements du corps entier : la première, contraignante, est de revêtir une combinaison bardée de détecteurs ; la seconde recourt à des caméras qui surveillent en temps réel les mouvements des membres. « On aura probablement besoin de faire travailler ensemble plusieurs caméras externes. Celles que nous avons intégrées au casque ne peuvent pas voir toutes les parties du corps en même temps », estime Graham Wheeler.

La main doit rencontrer une résistance variable d’un objet à l’autre

Pour offrir une interaction parfaitement naturelle, le toucher doit aussi être pris en compte. La main doit rencontrer une résistance variable d’un objet à l’autre — elle n’est pas la même lorsqu’on tient un couteau ou une balle en mousse. Le corps, lui, est capable de percevoir toutes sortes de contacts et ressent une résistance lorsqu’un obstacle l’empêche de se mouvoir librement. « C’est le problème auquel nous imaginons le plus difficilement trouver une solution, regrette M. Wheeler. Les pistes que nous avons nous permettent de commencer à envisager de stimuler le toucher par ultrasons, afin de donner un sens du clic. Mais ça n’est qu’un tout petit début de réponse à ce problème très complexe. »

L’accessoire positionné en dessous de ce casque est capable de lire la position des lèvres. Il a été commercialisé par HTC en mars 2021.

Le visage est un cas à part, sur lequel les casques progressent rapidement. « Nous sommes désormais capables de traquer les mouvements des yeux, ce qui nous donne par extension la position des sourcils. Nous pouvons aussi suivre les mouvements de la bouche avec le dispositif HTC, ce qui nous donne une idée des expressions du milieu du visage » témoigne Graham Wheeler. Une piste qu’Oculus poursuit également, selon son principal actionnaire Mark Zuckerberg. Ces nouvelles informations permettront d’enrichir l’expressivité et les interactions sociales des avatars virtuels.

  • Libérer les déplacements

Les casques autonomes comme l’Oculus Quest offrent la possibilité d’évoluer librement, sans qu’un câble ne limite nos mouvements. Afin d’éviter les chocs avec les meubles ou les murs, certains casques offrent désormais la possibilité de définir une zone d’évolution sûre. Lorsqu’on marche en dehors de cette zone, la réalité virtuelle se met en pause et le casque diffuse une image de l’environnement qui l’entoure, un peu comme s’il devenait transparent. Pratique, cette fonction ne corrige pas le problème de fond : à moins de disposer d’un hangar pour le jeu, il demeure impossible de marcher pendant quelques mètres sans être interrompu.

Même si beaucoup d’applications ou de jeux se pratiquent assis, la sensation de se déplacer naturellement est, pour l’heure, inatteignable. A ce problème, on ne peut envisager, pour le moment, que des solutions encombrantes et rudimentaires, comme l’étrange tapis d’Omnione sur lequel on peut évoluer en faisant glisser ses pieds, ou très coûteuses, comme les tapis roulants électriques omnidirectionnels imaginés par la NASA ou par Infinadeck.

  • Eviter la nausée

Le problème est d’autant plus gênant qu’il alimente une autre faille de la VR : sa tendance à donner la nausée. Pour l’éviter, il faut que les mouvements affichés dans le casque correspondent parfaitement à ceux du corps, sous peine de déboussoler l’oreille interne. « La VR doit se calquer sur nos sens, explique Balthazar Auxiètre, le directeur créateur du jeu Fisherman’s Tale. On ne peut pas dépasser un certain seuil de non-naturel. » Pour le moment, la principale solution est de limiter drastiquement les déplacements du joueur. Même si les tapis roulants omnidirectionnels se généralisaient, comment, par exemple, reproduire les chocs encaissés par le corps dans un jeu où un kayak bute occasionnellement contre la berge ?

La réactivité aussi, si l’image ne suit pas immédiatement les mouvements, peut causer des maux d’estomac. « En 2016, les premiers casques offraient déjà une réactivité suffisante. Nous sommes parvenus à la maintenir depuis cinq ans, malgré l’augmentation de la résolution des images. Mais les développeurs qui conçoivent les expériences en VR font parfois des erreurs » qui peuvent causer des décalages importants.

  • Soigner le confort

Beaucoup de casques pèsent un demi-kilo. Pour augmenter le confort des sessions de réalité virtuelle, ils devront s’alléger considérablement. Pour améliorer leur acceptabilité sociale, ils gagneraient aussi à être plus discrets. « La vision que nous avons chez HTC est celle de lunettes profilées, comme celles qu’on utilise au ski et qui pèsent moins de cent grammes. » On en est loin, surtout si ces casques doivent incorporer une batterie pour éviter tout raccordement.

Un prototype de lunettes de réalité virtuelle dévoilé par Panasonic en 2021.

Donner une parfaite illusion de réalité est un objectif lointain, sans doute inatteignable pour les casques de VR. Mais ils pourront progresser sensiblement en apprenant au moins à mieux tromper nos yeux, avec une vision plus large et plus nette, et en suivant les mouvements de notre corps et de nos mains de façon plus précise.

Lire aussi Cinq ans après la renaissance des casques de réalité virtuelle, où en sont les jeux ?
Click to comment

You must be logged in to post a comment Login

Leave a Reply

Most Popular

Retrouvez toute l'actualité française et internationale sur France Actus.

© 2020 FRANCE ACTUS - TOUS DROITS RÉSERVÉS

To Top