Introduction à la réalité augmentée (AR)

La réalité augmentée peut ne pas être aussi immersive que la réalité virtuelle, mais elle peut s’avérer être un outil très utile dans notre vie quotidienne. Elle a ce potentiel car elle apporte des éléments du monde virtuel dans le monde réel, en améliorant les choses que nous voyons, entendons et ressentons. La réalité augmentée réside dans le milieu du spectre de la réalité mixte, soit entre le monde réel et le monde virtuel.

(c’est la VR/ réalité virtuelle qui vous intéresse et non l’AR / réalité augmentée ? par ici ! – car oui, les deux sont très différentes !)

Définition de la réalité augmentée Qu’est-ce que la réalité augmentée (AR)?

La réalité augmentée (ou « AR ») est une version améliorée de la réalité où les vues directes ou indirectes des environnements physiques du monde réel sont augmentées avec des images superposées générées par ordinateur sur la vue de l’utilisateur sur le monde réel, améliorant ainsi sa perception actuelle de la réalité.

Explication simple de l’AR?

L’origine du mot augmenté est « ajoutée », ce qui signifie ajouter quelque chose. Dans le cas de la réalité augmentée (également appelé AR), les graphismes, les sons et les retours tactiles sont ajoutés à notre monde naturel. Contrairement à la réalité virtuelle, qui vous oblige à être dans un environnement entièrement virtuel, la réalité augmentée utilise votre environnement naturel existant et y ajoute simplement des informations virtuelles. À mesure que le monde virtuel et le monde réel coexistent harmonieusement, les utilisateurs de la réalité augmentée vivent un monde nouveau et amélioré où l’information virtuelle est utilisée comme outil pour fournir une assistance dans les activités quotidiennes.

Les applications de la réalité augmentée peuvent être aussi simples qu’une notification par texte ou aussi compliquées qu’une instruction sur la façon d’effectuer une intervention chirurgicale. Ils peuvent mettre en évidence certaines fonctionnalités, améliorer la compréhension et fournir des données accessibles en un temps opportun. Les applications mobile comme Pokemon Go sont quelques unes des nombreuses applications qui popularisent la réalité augmentée. Le point essentiel ici est que l’information fournie est actualisée et pertinente avec ce que vous être entrain de faire.

Types de réalités augmentées

Il existe plusieurs catégories de technologies réalité augmentée, chacune avec des différences variables dans leurs objectifs et leurs cas d’application. Ci-dessous, nous explorons les différents types de technologies qui composent la réalité augmentée :

Réalité augmentée basée sur les marqueurs

La réalité augmentée basée sur le marqueur (également appelée reconnaissance d’image) utilise une caméra et un type de marqueur visuel, tel qu’un QRcode ou 2Dcode, pour afficher quelque chose uniquement lorsque le lecteur détecte le marqueur. Les applications basées sur le marqueur utilisent une caméra sur l’appareil pour distinguer un marqueur de tout autre objet du monde réel. Des motifs distincts, mais simples (comme un QRcode) sont utilisés comme marqueurs, car ils peuvent être facilement reconnus et ne nécessitent pas beaucoup de puissance de traitement. La position et l’orientation sont également calculées, lorsque l’appareil photo passe au-dessus du marqueur.

QRcode-réalité augmentée

Réalité augmentée sans marqueurs

Et si nous vous disions que vous avez déjà sur votre téléphone des applications de réalité augmentée et qu’en plus de ça vous les utilisez régulièrement ?

La réalité augmentée sans marqueur utilise un GPS, une boussole numérique, un compteur de vitesse ou un accéléromètre intégré dans l’appareil pour fournir des données en fonction de votre emplacement. La force de la réalité augmentée sans marqueur est sa capacité de localisation fournie par les smartphones. Elle est le plus souvent utilisée pour la cartographie, la recherche d’entreprises à proximité et d’autres applications mobiles centrées sur la localisation.

réalité augmentée sans marqueur

Réalité augmentée par projection

La réalité augmentée basée sur la projection fonctionne en projetant de la lumière artificielle sur des surfaces du monde réel. Les applications de réalité augmentée basées sur la projection permettent une interaction humaine en envoyant de la lumière sur une surface du monde réel, puis en détectant l’interaction humaine (c’est-à-dire la touche) de cette lumière projetée. La détection de l’interaction de l’utilisateur se fait en différenciant une projection attendue (ou connue) et une projection altérée (provoquée par l’interaction de l’utilisateur). Une autre application intéressante de la réalité augmentée basée sur la projection utilise la technologie du plasma laser pour projeter un hologramme interactif tridimensionnel (3D) dans l’air.

projection-réalité augmentée

Réalité augmentée basée sur la superposition

La réalité augmentée basée sur la superposition permet de remplacer partiellement ou complètement la vue d’origine d’un objet par une vue nouvelle et augmentée de ce même objet. Dans la réalité augmentée basée sur la superposition, la reconnaissance d’objet joue un rôle vital car l’application ne peut pas remplacer la vue d’origine par une augmentation si elle ne peut pas déterminer l’objet. Un exemple de réalité augmentée basée sur la superposition a pu être trouvé dans le catalogue Ikea de meubles à réalité augmentée. En téléchargeant une application et en scannant des pages sélectionnées dans leur catalogue imprimé ou numérique, les utilisateurs pouvaient prévisualiser des meubles Ikea virtuels dans leur propre maison avec l’aide de la réalité augmentée.

réalité augmentée ikea

Comment fonctionne la réalité augmentée? 

Afin de comprendre comment fonctionne la technologie de la réalité augmentée, il faut d’abord comprendre son objectif : amener les objets générés par ordinateur dans le monde réel, que seul l’utilisateur peut voir.

Dans la plupart des applications de réalité augmentée, un utilisateur verra à la fois la lumière synthétique et la lumière naturelle. Cela se fait en recouvrant des images projetées au-dessus d’une paire de lunettes AR, qui permettent aux images et aux objets virtuels interactifs de se séparer de la vue de l’utilisateur sur le monde réel. Les dispositifs de Realité Augmentée sont souvent autonomes, ce qui signifie que, contrairement aux casques VR Oculus Rift ou HTC Vive, ils n’ont pas besoin d’un ordinateur et de câbles pour fonctionner.

Fonctionnement des dispositifs de réalité augmentée

La réalité augmentée peut être affichée sur une grande variété d’écrans et de moniteurs, appareils portables ou lunettes. Les Google Glass et autres équipements AR mettent la réalité augmentée directement sur votre vue, habituellement par l’intermédiaire de lunettes. Les appareils portables smartphones et tablettes utilisent eux leurs petits écrans adaptés aux mains des utilisateurs. Au fur et à mesure que les technologies de la réalité augmentée continuent de progresser, les dispositifs de réalité augmentés nécessiteront peu de matériel et commenceront à être appliqués à des lentilles de contact et des affichages virtuels sur la rétine.

Composants clés des dispositifs de la réalité augmentée

Capteurs et caméras

Les capteurs sont généralement à l’extérieur du dispositif de réalité augmentée, et rassemblent les interactions du monde réel d’un utilisateur et les communiquent pour être traitées et interprétées. Les caméras sont également situées à l’extérieur de l’appareil et analysent visuellement pour collecter des données sur la zone environnante. Les périphériques prennent cette information, qui détermine souvent où se trouvent les objets physiques environnants, puis formulent un modèle numérique pour déterminer les résultats appropriés.

Dans le cas de Microsoft Hololens, les caméras spécifiques effectuent des tâches spécifiques, telles que la détection de profondeur. Les caméras de détection de profondeur fonctionnent en tandem avec deux « caméras de compréhension de l’environnement » de chaque côté de l’appareil. Un autre type commun d’appareil photo est une caméra standard de plusieurs mégapixels (similaire à celles utilisées dans les smartphones) pour enregistrer des images, des vidéos et parfois des informations pour faciliter la réalité augmentée.

Projection

Alors que la « Réalité augmentée par projection » est une catégorie en soi, nous parlons spécifiquement d’un projecteur miniature souvent trouvé dans une position tournée vers l’avant et vers l’extérieur sur des casques de réalité augmentée portables. Le projecteur peut transformer toute surface en un environnement interactif. Comme mentionné ci-dessus, les informations prises par les caméras utilisées pour examiner le monde environnant, sont traitées et ensuite projetées sur une surface devant l’utilisateur; qui pourrait être un poignet, un mur ou même une autre personne.

L’utilisation de la projection dans les dispositifs de réalité augmentée signifie que l’écran finira par devenir un élément moins important. À l’avenir, il se peut que vous n’ayez pas besoin d’iPad pour jouer à un jeu d’échecs en ligne, car vous pourrez jouer directement sur le dessus de la table située en face de vous.

En traitement

Les dispositifs de réalité augmentée sont essentiellement des mini-superordinateurs embarqués dans de minuscules appareils portables. Ces appareils nécessitent une grande puissance de traitement informatique et utilisent plusieurs des mêmes composants que nos smartphones. Ces composants comprennent une CPU, un GPU, une mémoire flash, une RAM, une micropuce Bluetooth / Wifi, une micropuce de système de positionnement global (GPS) et plus encore. Les appareils avancés de réalité augmentée, tels que Microsoft Hololens, utilisent un accéléromètre (pour mesurer la vitesse de déplacement de votre tête), un gyroscope (pour mesurer l’inclinaison et l’orientation de votre tête) et un magnétomètre (pour fonctionner comme une boussole et savoir la direction de votre tête) pour assurer une expérience vraiment immersive.

Réflexion

Les miroirs sont utilisés dans les dispositifs de réalité augmentée pour vous aider à voir comment votre oeil voit l’image virtuelle. Certains dispositifs de réalité augmentée peuvent avoir « un éventail de nombreux petits miroirs courbés » (comme avec le dispositif de réalité augmentée Magic Leap) et d’autres peuvent avoir un simple miroir double face avec une surface reflétant la lumière entrante sur une caméra montée sur le côté et de l’autre la lumière réfléchissante.

Dans Microsoft Hololens, l’utilisation de « miroirs » implique des verres holographiques transparents (Microsoft se réfère à eux comme des guides d’ondes) qui utilisent un système de projection optique pour transmettre des hologrammes dans vos yeux. Un soi-disant moteur léger, émet la lumière vers deux lentilles séparées (une pour chaque œil), qui se compose de trois couches de verre de trois couleurs primaires différentes (bleu, vert, rouge). La lumière frappe ces couches et entre dans l’œil à des angles, des intensités et des couleurs spécifiques, produisant une image holistique finale sur la rétine de l’oeil. Indépendamment de la méthode, tous ces chemins de réflexion ont le même objectif, qui est d’aider à l’alignement de l’image sur l’œil de l’utilisateur.

Comment la réalité augmentée est-elle contrôlée?

Les dispositifs de réalité augmentée sont souvent contrôlés soit en touchant un pad ou via commandes vocales. Les blocs tactiles situés sur le périphérique sont généralement facilement accessibles. Ils fonctionnent en détectant les changements de pression qui se produisent lorsqu’un utilisateur tape ou balaye un point spécifique. Les commandes vocales fonctionnent de manière très semblable à celles que nous utilisons déjà au quotidien sur nos smartphones. Un petit microphone sur le périphérique reprendra votre voix, puis un microprocesseur interprétera les commandes. Ces commandes vocales, telles que celles du dispositif de réalité augmentée de Google Glass, sont préprogrammées à partir d’une liste de commandes que vous pouvez utiliser. Sur Google Glass, presque toutes commencent par « OK, Glass », qui avertit vos lunettes qu’une commande va prochainement suivre. Par exemple, « OK, Glass, prendre une photo » enverra une commande au microprocesseur pour prendre une photo de ce que vous regardez.