La realité virtuel, comment ça fonctionne?

Un de mes passe temps en ce moment, c’est la VR via le casque de Sony dédié à la Playstation 4. Alors déjà, pourquoi avoir pris le casque sur une console au lieu du PC, simplement pour le prix. Les casques actuel sont de ce qu’on appel 1ere génération. Le marché n’a pas encore “exploser” et les applications ou les jeux de qualités sont encore très minoritaire. Je voulais une plateforme pour en profiter sans me prendre la tête sur les configurations, les compatibilités et principalement pour jouer.

L’intérêt de la réalité virtuel est l’immersion, l’illusion de sa présence physique dans l’environnement artificiel crée selon le besoin de l’utilisateur. Pour arriver à cela, il faut tromper le sens le plus développé chez l’homme et qui est le plus utilisé, la vue. Pour cela, il faut afficher une image en 3 dimension et qui change en fonction du point de vue de l’utilisateur et cela demande pas mal de technologies pour y arriver.

L’image en 3D

Nous voyons en 3D grâce a nos yeux. 2 images que le cerveau va traiter pour calculer les perspectives de chaque objets de notre champ de vision. Pour tromper cette vue, nous savons déjà le faire depuis longtemps, il suffit de montrer une image par œil avec un petit décalage de point de vue et notre cerveau aura l’illusion d’une perspective de l’image affiché. L’écart de nos yeux est dénommé IPD, l’écart inter-pupillaire qui est à régler dans les options de votre casque VR pour plus de confort visuel.

Le mouvement de la tête et le point de vue

L’image en 3D c’est bien mais si l’image ne bouge pas, la vue détecte qu’il y a un problème avec l’oreille interne et pouf c’est la nausée. Le casque va faire appel à son gyroscope, son magnétomètre et son accéléromètre pour détecter les mouvements de la tête et la direction de la vue pour que le casque (ou la carte graphique) génère les images correspondante pour tromper notre cerveau.

Une camera est utilisé par les casque VR haut de gamme, principalement pour connaitre la position de la tête dans l’espace et retranscrire cette position dans l’environnement virtuel.

Le framerate

Bon, on sais comment faire l’illusion de la perspective, de générer des images selon l’angle et le point de vue mais maintenant il faut créer l’illusion du mouvement et nous savons déjà le faire. Le procédé est le même depuis 100 ans, une cascade d’image les unes après les autres pour reproduire un mouvement seulement un problème se pose. Notre œil ne se fait pas berner facilement! Quand nous regardons la TV ou que nous allons au cinéma, la norme est entre 25 et 30 images par secondes et cela nous convient. Normal, nous simulons du mouvement sur une petite zone fixe (par rapport a notre champ de vision) et cela ne choque pas notre cerveau. Mais la nous voulons berner TOUT notre champ de vision. Contrairement à ce qu’on peut entendre, l’œil ne vois pas a 30 ou 60 images par secondes, il ne vois pas ce qu’on appel des images mais du mouvement, un flux d’information continue, c’est pour cela que malgré les idées reçus, l’œil est capable de percevoir la différence entre 30,60,90,120 voir plus d’images par secondes (sinon les TV ou écran +120hz n’auraient pas lieu d’exister …) . Les 30 ou 60 images par secondes sont des “normes” de confort visuel pour une zone fixe de la vision cependant en VR c’est pas la même chose. La “zone” de confort de la VR commence a 70-80 images par secondes, en dessous l’œil perçois les saccades entre les images et entre en désaccord avec l’oreille interne puis la nausée arrive. Il nous faut donc des ordinateurs capable de générer un grand nombre d’image par seconde sur des résolutions très hautes et cela pour chaque œil! Cela fait pas mal de calculs a faire dans un temps de latence réduit (18ms pour le PSVR).

Voici dans les grandes lignes le principe de fonctionnement d’un casque de réalité virtuel. Chaque casque à ses particularités (résolution, suivi de mouvement, fréquence d’image etc .) mais dans les grandes lignes le fonctionnement est le même. Je vous invite à visiter les liens suivant que j’ai consulté.

https://blog.fr.playstation.com/2016/10/03/playstation-vr-la-faq-ultime/
http://www.etr.fr/actualite/3080-le-fonctionnement-d-un-casque-vr.html
https://nofrag.com/2003/11/24/8629/

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