Réalité Augmentée
Qu'est-ce que la réalité augmentée?
La technologie de réalité augmentée consiste en l’intégration de contenu graphique sur une vue du monde réel.
Pour cela, des appareils tels que des téléphones portables ou des lunettes sont utilisés, qui ajoutent des informations virtuelles à la réalité que voit l’utilisateur.
Dans le cas où un téléphone mobile est utilisé, le résultat est affiché à l’écran, augmentant la vidéo capturée par l’appareil photo du téléphone.
Dans le cas du port de lunettes, l’expérience de réalité augmentée est montrée à l’utilisateur devant ses yeux au moyen d’une image projetée sur la lentille des lunettes, générant un effet très similaire à un hologramme.
Histoire de la réalité augmentée
Il est très intéressant d’analyser comment et quand la technologie de réalité augmentée est apparue, puisque le concept a été utilisé pour la première fois en 1901. C’est l’écrivain Frank Baum, qui a d’abord imaginé des lunettes électroniques pour afficher des informations supplémentaires sur les personnes qui étaient devant vous.
La première implémentation technologique basée sur la réalité augmentée est venue en 1957, par Morton Heiling, un directeur de la photographie qui proposait dans son Sensorama une expérience multi sensorielle à l’utilisateur, composée d’éléments visuels, sonores et olfactifs. C’est le début de l’histoire de la réalité augmentée.
En 1973, l’artiste informatique Myron W. Krueger, a créé la première installation de réalité augmentée qui mélangeait des caméras vidéo avec un système de projection, pour créer un environnement interactif qui répondait aux mouvements des utilisateurs à travers les ombres et le mouvement.
Au cours des années 90, des applications très intéressantes ont commencé à être mises en œuvre qui utilisaient le concept de réalité augmentée pour résoudre des problèmes dans des domaines tels que l’industrie ou le design. Il faut remarquer Tom Caudell, qui a inventé le terme «réalité augmentée» pour décrire une application pour prendre en charge l’assemblage de câbles électriques complexes.
Malgré le fait que ce concept ait été inventé il y a de nombreuses années, la réalité augmentée est encore une technologie émergente aujourd’hui, et elle a nécessité de nombreuses avancées technologiques en informatique et en visualisation pour atteindre sa maturité. C’est ainsi que sont nées les entreprises de réalité augmentée, qui, dans le feu de l’évolution de ces technologies, profitent de l’énorme potentiel de la réalité augmentée dans de nombreux secteurs.
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Comment fonctionne la réalité augmentée?
La réalité augmentée est la combinaison de deux technologies, la vision par ordinateur et les moteurs graphiques.
MOTEUR GRAPHIQUE
Le moteur graphique est responsable du rendu du contenu, généralement en 3D, qui montre la réalité augmentée. La vision artificielle garantit que l’emplacement du contenu augmenté est correct dans la scène, afin que la composition soit cohérente et compréhensible par l’utilisateur.
L’élément principal qui intervient dans la partie graphique serait le rendu. Ce processus consiste en l’interprétation par l’ordinateur d’une scène tridimensionnelle pour créer une image bidimensionnelle.
Les informations traitées pour effectuer le rendu sont la géométrie du modèle 3D, les caractéristiques de sa surface (couleur et matière), l’éclairage de la scène et la position de la caméra.
VISION ARTIFICIELLE
Les techniques de vision artificielle qui sont appliquées en réalité augmentée sont très variées, et sont principalement appelées technologie de tracking. Il existe de nombreux types, par exemple, le suivi du visage, qui permet de détecter et de suivre la position d’un visage, ou le suivi de texture, qui positionne une image de référence dans un système de coordonnées tridimensionnel. Les dernières techniques de vision artificielle actuellement utilisées intègrent des capteurs actifs basés sur la lumière structurée, le suivi SLAM ou le suivi 3D.
Pour qu’une expérience de réalité augmentée soit réussie, elle doit fonctionner en temps réel. Cela signifie que chacun des deux modules doit le faire aussi, et les deux sont très exigeants avec l’utilisation de ressources de calcul. Ainsi, le module de rendu doit être capable de peindre environ 60 images par seconde, et le module de suivi de même, être capable d’analyser et d’extraire les informations de 60 images par seconde.
Types de réalité augmentée
Compte tenu de l’appareil utilisé pour créer l’expérience de réalité augmentée, il est possible de différencier trois types.
Réalité augmentée sur les ordinateurs personnels
Vers 2006, grâce à la poussée du monde des jeux vidéo, les ordinateurs ont commencé à intégrer des processeurs plus puissants et des cartes graphiques dédiées, ce qui a permis pour la première fois de développer des expériences de réalité augmentée de haute qualité à un prix raisonnable.
Dans ces premières années, les applications liées au monde du marketing étaient très populaires, à la fois au point de vente, comme événements et road shows, et également intégrées dans des pages Web. Les campagnes publicitaires ont largement utilisé la nouvelle technologie et son effet wow pour lancer des produits et inviter les utilisateurs à vivre des expériences où le réel et le numérique se mélangeaient.
Réalité augmentée sur smartphone et tablette
La révolution sociale et technologique provoquée par les smartphones a joué un rôle de catalyseur dans la croissance de la réalité augmentée. Les smartphones, et plus tard également les tablettes, ont permis aux utilisateurs de profiter des expériences de réalité augmentée très facilement et n’importe où. Entre 2009 et 2010, les smartphones disposaient d’une puissance de calcul suffisante pour exécuter de puissantes applications de réalité augmentée.
Bien sûr, les premières applications qui sont apparues seraient liées à des magazines, des catalogues ou des panneaux d’affichage. Mais aussi d’autres dans de nouveaux secteurs comme le tourisme, qui associaient les informations de la ville à une couche superposée à la caméra mobile, en fonction de l’orientation et de la localisation d’un utilisateur, grâce au système de géolocalisation et aux capteurs mobiles. Des entreprises ont également émergé qui se sont concentrées sur la formation et le divertissement, et ont soulevé les premiers jeux vidéo de réalité augmentée ou les premiers manuels interactifs augmentés.
Réalité augmentée dans les lunettes et les visières
Le premier spectateur qui a été promu de manière importante en tant qu’appareil de réalité augmentée a été les Google Glasses en 2012. Mais malgré l’énorme effort médiatique technologique de Google, le projet n’a pas été très réussi et ils ont dû le mettre en pause. Cependant, le monde de la réalité augmentée doit beaucoup à cet échec, puisque c’est à partir de ce moment, quand on a commencé à savoir de manière massive que l’avenir de cette technologie serait lié aux lunettes.
Les lunettes Epson Moverio BT-100 étaient commercialisées presque en même temps que les lunettes Google. Le fabricant a incorporé une paire de micro-projecteurs à cet équipement pour offrir à l’utilisateur l’une des premières expériences de «voir à travers» dans des lunettes, afin que l’utilisateur puisse voir la réalité et le contenu simultanément à travers une lentille projetée sur cette lentille.
En 2016, Microsoft a lancé l’appareil Hololens 1, une plate-forme informatique complète orientée vers la réalité augmentée. Cet équipement intègre une multitude de capteurs et des technologies très variées, qui lui permettent de reconnaître l’environnement ou la voix de l’utilisateur et ses gestes, pour améliorer significativement l’expérience utilisateur. L’appareil était si révolutionnaire qu’un nouveau terme a même été utilisé pour sa fonction principale, la réalité mixte. En fait, ce nouveau nom n’est pas loin de la réalité augmentée traditionnelle, et ce qui les différencie principalement est la capacité des Hololens Glasses à placer intelligemment des éléments virtuels dans l’espace réel, grâce au modèle 3D qui est généré à partir de l’environnement lors de son utilisation en portant des lunettes.
Par la suite, de nouveaux modèles de lunettes de réalité augmentée très intéressants ont été lancés sur le marché, comme Magic Leap, Hololens 2 ou Nreal, qui confirment la solidité de l’engagement dans cette nouvelle industrie. Les principaux défis pour les années à venir consisteront à rendre ces lunettes plus abordables pour le marché de masse et à faire apparaître des applications qui tirent le meilleur parti de leurs capacités pour améliorer notre quotidien.
Chez Innovae, nous avons deux produits qui s’appuient sur la réalité augmentée, en utilisant des lunettes de réalité augmentée pour réaliser le processus de maintenance à travers un guide de processus et un téléassistance technique.
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Différences entre la réalité virtuelle et la réalité augmentée
Depuis que les lunettes de réalité augmentée sont utilisées, il peut être plus facile de confondre ces deux technologies. Les principales différences entre l’un et l’autre résident essentiellement dans l’intensité de l’immersion qu’une expérience propose.
Disons que l’immersion maximale est ressentie lorsque toutes les sensations que l’utilisateur perçoit sont créées par l’ordinateur, c’est-à-dire virtuelles. Ce serait le cas de la réalité virtuelle et des lunettes «fermées», qui ne nous permettent pas de voir quoi que ce soit qui se passe en dehors de l’environnement virtuel.
Au contraire, les lunettes de réalité augmentée superposent des informations sur l’endroit où nous nous trouvons, afin que nous soyons conscients de l’endroit où nous sommes réellement ou des obstacles dans une pièce.
Les applications de la réalité virtuelle et de la réalité augmentée sont très différentes, précisément à cause de cette variation d’intensité de l’immersion.
En théorie, la réalité augmentée aura une projection bien plus grande que la réalité virtuelle, car elle peut être incorporée dans n’importe quel domaine de notre vie, car c’est une technologie enrichissante pour les expériences et les processus.
La réalité virtuelle, en revanche, nous permet de simuler des expériences dans un environnement contrôlé, donc afin d’en améliorer l’utilisation, nous devons changer nos habitudes et coutumes quant à la façon de faire quelque chose, de manière plus radicale qu’avec la réalité augmentée.
Principaux avantages de la réalité augmentée
La réalité augmentée est une technologie qui nous offre une interface améliorée pour accéder à des informations ou des services.
Il permet à un utilisateur d’accéder rapidement aux informations dont il a besoin de n’importe où et avec les mains libres.
Accès agile aux informations en détectant les modèles visuels qui ont été calibrés.
Contenu 3D et animations de haute qualité intégrés dans l’espace réel.
Interfaces utilisateur multimodales, il est possible d’interagir au moyen de gestes et de voix avec les applications.
Sensible à l’environnement et à l’emplacement, de sorte que le contenu change en fonction de l’endroit où l’utilisateur se déplace.
Enrichissez toute activité quotidienne grâce à des informations étendues utiles à tout moment.
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Utilisations actuelles de la réalité augmentée
Les applications de la réalité augmentée sont très variées et pratiquement dans n’importe quel contexte d’utilisation, vous pouvez trouver des moyens de l’utiliser en améliorant le résultat.
Quelques exemples de réalité augmentée seraient les suivants.
COMMERCIALISATION
À ce jour, la publicité imprimée et pratique continue d’être une ressource largement utilisée par les marques pour se promouvoir. Une application courante de la réalité augmentée consiste à augmenter ces publicités via une application mobile publiée dans les magasins du marché. Grâce à l’application, vous pouvez accéder à du contenu supplémentaire tel que des vidéos ou des animations 3D, des remises, des cadeaux ou similaires.
Une autre possibilité est d’augmenter directement les produits, par exemple, chez un concessionnaire, vous pourriez voir superposés sur chaque voiture, des informations supplémentaires qui montrent des équipements optionnels ou des pièces de moteur qui ne sont pas en vue.
Les catalogues augmentés sont également très courants dans les applications marketing. Ils permettent à l’utilisateur de mieux comprendre le fonctionnement d’un produit, les étapes de son assemblage ou son intégration dans un ensemble plus large.
FORMATION
Il existe de nombreuses façons d’appliquer la réalité augmentée pour améliorer la formation.
Plusieurs fois, nous devons consulter un manuel papier lors de la manipulation d’éléments physiques, par exemple lors de l’assemblage d’un meuble ou lors de l’utilisation d’une machine.
Dans ces cas, la réalité augmentée avec des lunettes offre un potentiel énorme, puisqu’en plus de laisser nos mains libres pour effectuer le montage, l’information est affichée à l’endroit le plus intéressant, voire superposé à l’objet sur lequel il faut fonctionner.
ÉDUCATION
Les manuels ne seront plus jamais les mêmes lorsque la réalité augmentée sera intégrée pour profiter de leçons 3D interactives d’anatomie, de chimie ou d’histoire.
La possibilité de relier des informations tridimensionnelles au matériel scolaire facilite grandement la compréhension des matières.
Un autre aspect très pertinent de l’application de la réalité augmentée dans le monde éducatif est qu’elle offre aux étudiants un environnement interactif avec des connaissances.
La liberté de manipuler les éléments 3D et d’explorer les scènes est très divertissante et permet d’augmenter la motivation des élèves pour améliorer le rythme d’apprentissage.
INDUSTRIE 4.0
L’industrie est l’un des secteurs dans lesquels la technologie de réalité augmentée a été adoptée auparavant.
Les applications dans des domaines tels que la maintenance, l’assistance au montage ou le contrôle qualité sont déjà courantes dans le monde industriel.
Les principales utilisations qui sont données à cette technologie sont liées à la présentation de procédures guidées pas à pas, qui indiquent à un opérateur comment réaliser un montage ou une réparation, ou à des systèmes d’assistance à distance qui facilitent la résolution d’incidents à distance , grâce au fait qu’un expert peut aider plus efficacement grâce aux instructions à l’écran basées sur la réalité augmentée sur l’objet à opérer.
MÉDECINE
L’un des aspects les plus puissants de la réalité augmentée est la capacité de montrer des choses qui ne sont pas visibles à l’œil nu. Dans le domaine médical, cette possibilité a de nombreuses applications.
Par exemple, un chirurgien peut avoir développé des informations sur le patient lors de l’exécution d’une intervention. Et il pourrait même superposer des lignes directrices sur le corps du patient qui indiquent où intervenir grâce à l’utilisation d’images médicales avec réalité augmentée (tomodensitométrie, radiographie ou IRM).
Un avantage très intéressant des lunettes de réalité augmentée pour les environnements chirurgicaux est qu’elles peuvent être contrôlées avec la voix et les gestes, il n’est pas nécessaire de toucher à quoi que ce soit. Pour qu’il n’y ait aucun impact sur la stérilisation indispensable de tout dans une salle d’opération.
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