Réalité Augmentée

Définir la réalité augmentée (RA) n’est pas si simple ! En effet, c’est un domaine transverse qui utilise de nombreuses technologies différentes. Le terme même de « réalité augmentée », qui est apparu en référence à celui de « réalité virtuelle », est de plus en plus remis en questions. C’est assez compréhensible puisque ce n’est pas la « réalité » qui est augmentée mais bien notre propre perception.

Notions de base

La réalité augmentée peut être considérée comme une interface entre des données numériques, que l’on qualifiera abusivement de « virtuelles », et le monde réel. Pour être plus clair, elle doit, pour nous, avoir les trois caractéristiques suivantes:

  • Combiner le monde réel et des données numériques en temps réel.
  • Être interactif en temps réel avec l’utilisateur et avec le monde réel : une modification dans le monde réel entraîne un ajustement de la couche numérique.
  • Utiliser un environnement en 3D (parce nous vivons dans un monde en 3D)
  • C’est quoi la Réalité Augmentée ?

    Définir la réalité augmentée (RA) n’est pas si simple ! En effet, c’est un domaine transverse qui utilise de nombreuses technologies différentes. Le terme même de « réalité augmentée », qui est apparu en référence à celui de « réalité virtuelle », est de plus en plus remis en questions. C’est assez compréhensible puisque ce n’est pas la « réalité » qui est augmentée mais bien notre propre perception.

    Nous allons donc ici vous proposer notre propre vision de cette technologie et notre propre définition basée sur celle de Ronald Azuma. Si vous voulez compléter description, n’hésitez pas à le faire !

    Notions de base

    La réalité augmentée peut être considérée comme une interface entre des données numériques, que l’on qualifiera abusivement de « virtuelles », et le monde réel. Pour être plus clair, elle doit, pour nous, avoir les trois caractéristiques suivantes:

    • Combiner le monde réel et des données numériques en temps réel.
    • Être interactif en temps réel avec l’utilisateur et avec le monde réel : une modification dans le monde réel entraîne un ajustement de la couche numérique.
    • Utiliser un environnement en 3D (parce nous vivons dans un monde en 3D)

    Ces trois points sont plus ou moins respectés par les applications qui sont qualifiées de « réalité augmentée ». L’application « Pokemon Go » par exemple ne présente pas d’interaction avec  l’environnement réel autre que la récupération des données du gyroscope et de la boussole du smartphone. C’est vraiment le degrés « 0 » de la réalité augmentée.

    La réalité augmentée permet de contextualiser des données, c’est à dire de la placer au bon endroit (et au bon moment). Bien que de nombreux exemples soient liés à la vision, la réalité augmentée peut « augmenter » n’importe lequel des cinq sens. Nous verrons des exemples par la suite.

    971949_10151492474318311_1410854333_nLes scènes réelles sont capturées par un système et interprétées par une unité de calcul (ordinateur, smartphone). Une grande partie du traitement va consister à « caler » et à « suivre » le lien entre réel et numérique. Pour faire apparaître des lunettes sur votre visage par exemple, il faut savoir bien caler la position de vos yeux, de votre nez, etc. ET bien sûr en temps réel.

    Vous trouverez souvent dans la définition de la RA, des références aux travaux de Milgram et Kishino et en particulier leur fameux continuum entre le réel et le virtuel.

    source http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fnhum.2014.00112/full

    Sans remettre en cause l’intérêt de ces distinctions, il ne nous semble pas pertinent d’ajouter de nouveaux termes pour la compréhension du domaine. En effet, dans cette représentation, la distinction entre AR et AV est très floue. L’introduction de la « Virtualité Augmentée » n’apporte rien et par la suite nous n’utiliserons plus ce terme.

    Si vous voulez creuser un peu plus le sujet de la Réalité Mixte, nous vous invitons à lire cet article : RA et RM sont dans un bateau, RA tombe à l’eau ...

    Une (brève) histoire de la réalité augmentée

    Sensorama 1962

    Parler de réalité augmentée (ou Augmented reality en anglais) ce n’est pas parler du futur ! Il existe déjà de très nombreuses applications et exemples.

    Steve Mann Photo: Richard Howard/Time Life Pictures/Getty Images

    Le concept de réalité augmentée n’est pas récent. En effet Morton Heilig a crée en 1962 « Sensorama » un casque équipé de capteur permettant de simuler une balade à moto dans New York. Même si ce genre d’application est plutôt de la réalité virtuelle, c’est-à-dire la possibilité de visiter des univers virtuels, elle contient les éléments de base de la réalité augmentée.

    Autre précurseur, Ivan Sutherland et son équipe vont mettre au point un casque de visualisation tête haute (HUD) réagissant aux mouvements de la tête : l’épée de Damocles. 

    Dans les années 1980, Steve Mann est probablement le premier à proposer un dispositif opérationnel de RA, le EyeTap, une sorte de casque permettant d’afficher des informations virtuels devant les yeux du porteur. Steve poursuivra le développement de cet appareil pour le rendre, aujourd’hui, aussi léger qu’une simple paire de lunettes.

     

    Les techniques

    Il existe plusieurs techniques pour faire de la réalité augmentée. Le fond du problème est de localiser le virtuel par rapport au monde réel. Il s’agit ensuite de construire une représentation à présenter à l’utilisateur, où les deux mondes sont vus suivant la même perspective.

    Métro Paris

    Métro Paris Métro Paris

    Utiliser des coordonnées géographiques permet cette localisation. La réalité augmentée est alors souvent basée sur des données GPS auxquelles doivent être associées des éléments précisant la direction de la vision. Pour un smartphone par exemple, la boussole interne et les accéléromètres fournissent les données complémentaires. De cette manière, le logiciel de réalité augmentée est capable de savoir où vous êtes et dans quelle direction vous regardez. Il est en mesure d’afficher des informations contextualisées comme dans l’application Métro Paris. Il est également possible d’utiliser d’autres systèmes de positionnement.

    Une autre manière de savoir où l’on est, peut également passer par la reconnaissance d’une image ou d’un motif caractéristique du sens augmenté. On entre par exemple dans la réalité augmentée visuelle par la reconnaissance d’images. Les premiers marqueurs utilisés étaient simples monochromes et dissymétriques. ils sont d’ailleurs toujours utilisés aujourd’hui, comme par exemple dans cette application pour Villeroy & Boch.

    Les ordinateurs et les smartphones récents sont suffisamment puissants pour traiter des algorithmes de reconnaissances d’images, les marqueurs peuvent être des images « classiques ».

    Évidement, les applications de réalité augmentée ne se contente pas de reconnaître des images statiques, l’analyse de flux vidéos est possible. C’est par ce procédé que vous pouvez essayer par exemple tester votre maquillage avec le L’Oréal Makeup Genious.

    Il est également possible de reconnaître et de suivre des éléments du corps humain comme les doigts, les bras, les jambes, ou même l’ensemble comme pour la Kinect de Microsoft. On peut penser que dans un avenir assez proche, tous les équipements portables disposeront de ce type de capteur et pourront donc accroître les possibilités d’interaction avec l’environnement (voir les projets comme Tango de Google ou RealSense de Intel)

    Quels matériel pour faire de la réalité augmentée ?

    Vous l’avez certainement compris, la réalité augmentée au minimum 3 éléments pour fonctionner correctement :

    • Un Truc pour capter l’environnement et répondre à la question « où suis-je ? ». Des tas de capteurs sont utilisables : GPC, caméra, accéléromètre, hygromètre, hydromètre, etc.
    • Un Machin pour comprendre cet environnement et faire le mélange correct avec les éléments virtuels. Ce Machin est bien souvent un ordinateur … la question reste de savoir si les données virtuelles sont embarquées dedans ou pas. Dans ce dernier cas, une connexion quelconque à ces données est nécessaire.
    • Un Bidule pour montrer à l’utilisateur le résultat de la combinaison.

    cocaRAA l’origine les premiers logiciels de réalité augmentée utilisaient une caméra, un ordinateur et un écran. Vous pouvez en voir un exemple dans cette publicité de Coca-Cola sur la droite.

    Rapidement et avec la démocratisation des smartphones et du réseau 3G/4G, le téléphone est devenu depuis 2009 la principale interface de visualisation de la réalité augmentée. Cela parait évidement mais avoir un outil de visualisation mobile est une condition ultra nécessaire pour exploiter les applications basées sur la géolocalisation. hdL’application Métro Paris dont nous avons parlé en est une bonne illustration.

    Les smartphones modernes étant de véritables ordinateurs connectés, il est possible de leur faire exécuter la partie calcul de la chaîne de traitement. Les exemple sont nombreux, regardez l’usage imaginé par Häagen-Dazs !

    Depuis 2007 environ, de nouveaux appareils semblent devenir des interfaces prometteuses pour la réalité augmentée. Les lunettes sont évidement à l’honneur depuis que Google à lancé ces Google Glass. De nombreux constructeurs portent des projets similaires depuis quelques années, l’année qui vient nous dira si c’est le bon chemin ! Pour en savoir plus je vous invite à consulter notre benchmark de lunettes.

    On a également vu apparaître quelques projets de montres connectées qui pourraient devenir des interfaces intéressants pour la réalité augmentée. Nous attendons de voir ce que cela pourrait donner !

    Je termine cette liste par un phénomène encore peu développé mais auquel je crois beaucoup. En anglais cela s’appelle la « Spatial Augmented Reality » que l’on pourrait traduire en français par « Espace Augmentée ». Dans ce contexte, les utilisateurs ne portent pas sur eux d’appareils spécifiques de visualisation. Ce sont des capteurs et de projecteurs autour d’eux qui vont observer et réagir. pour vous donner une idée regarder les photos de ClaytricSurface, une surface modulable sur laquelle il est possible de colorier avec ces doigts, que nous avons rencontré en 2013 au cours de Laval Virtual.

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