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L'histoire et la science des casques de réalité virtuelle

L'histoire et la science des casques de réalité virtuelle

Vous seriez pardonné si vous pensiez que la vague actuelle de casques de réalité virtuelle était un phénomène moderne. Il y a évidemment eu des tentatives maladroites - et infructueuses - pour capitaliser sur l'engouement pour la réalité virtuelle du début des années 1990 et pour la plupart des gens, c'est aussi loin que la réalité virtuelle. La vérité est que la réalité virtuelle est beaucoup, beaucoup plus ancienne.

La science derrière la réalité virtuelle a été explorée pour la première fois dans un sens pratique dès les années 1800, mais certains pourraient affirmer qu'elle remonte à Léonard de Vinci et aux premières explorations de la perspective dans les peintures de l'époque. Alors, comment fonctionnent les casques de réalité virtuelle et comment se fait-il qu'il ait fallu si longtemps pour qu'ils deviennent, eh bien, une réalité?

La science derrière le casque de réalité virtuelle

Un casque de réalité virtuelle fonctionne grâce à un concept physiologique appelé stéréopsie. Vous n'avez peut-être pas entendu le nom correct, mais vous le savez; cela fait référence à notre capacité à percevoir la profondeur à cause des subtiles différences horizontales dans l'image que chaque œil reçoit lorsque nous regardons quelque chose.

Fermez un œil et concentrez-vous sur quelque chose avec l'œil ouvert, fermez maintenant cet œil et ouvrez votre autre tout en regardant l'objet et vous pouvez clairement voir la différence horizontale dont nous parlons.

Ces deux angles de vision différents sont traités par notre cerveau et la profondeur relative est calculée en fonction de la divergence des images. S'ils divergent à peine, nous savons que l'objet est loin. S'ils divergent significativement, l'objet est plus proche de nous.

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Les peintres de la Renaissance l'ont intuitivement saisi en développant le concept de perspective dans leur art, et Da Vinci est venu douloureusement près de découvrir la physiologie qui produisait la perception de la profondeur, mais la découverte formelle et réelle de la stéréopsie ne se produirait qu'au XIXe siècle.

Sir Charles Wheatstone, le physicien anglais qui a produit de nombreuses inventions au cours de sa carrière - le plus célèbre du pont de Wheatstone - a été la première personne à découvrir la base scientifique de notre capacité à percevoir la profondeur.

Ecrire dans son travail Contributions à la physiologie de la vision, Wheatstone fait la découverte essentielle que le degré de dissemblance entre les images projetées sur la rétine est ce qui donne lieu à la perception de la perspective et de la profondeur.

Pour le démontrer, il a inventé le stéréoscope, qui recréait une image tridimensionnelle à partir de deux perspectives légèrement différentes de la même scène. Appareil très populaire à l'époque victorienne, le stéréoscope était le premier pas vers le casque de réalité virtuelle moderne.

Ces casques, ou écrans montés sur la tête (HMD) comme on les appelle, utilisent exactement le même principe que le stéréoscope de Wheatstone, mais au lieu d'une scène fixe d'un horrible sou, les HMD modernes exploitent l'incroyable puissance des ordinateurs pour produire des mondes virtuels entiers. .

Cela a évidemment pris beaucoup de temps pour se concrétiser, et la route entre le stéréoscope et les casques de réalité virtuelle comme l'Oculus Rift et le HTC Vive est longue et cahoteuse.

Rêver de réalité virtuelle

Il faudrait plus d'un siècle pour que la réalité virtuelle telle que nous la connaissons prenne forme. En 1935, Stanley Weinbaum a publié Pygmalion's Spectacles, une histoire dans laquelle un homme porte une paire de lunettes et est transporté dans une réalité fictive - certains pourraient dire virtuelle - avec des hologrammes et d'autres stimulations sensorielles.

Certains pensent que c'est l'une des premières expressions du concept de réalité virtuelle tel que nous le connaissons aujourd'hui, même si la mise en œuvre de cette vision prendrait encore quelques décennies.

Morton Heilig n’était pas un scientifique de formation, il était directeur de la photographie, mais ce qu’il a créé est choquant par sa prescience. En 1962, il a breveté une machine de réalité virtuelle qu'il a appelée Sensorama, et elle a fourni la première expérience de réalité virtuelle de l'histoire. Une grande machine semblable à une cabine, le Sensorama avait assez de place pour quatre personnes et utilisait une variété de technologies pour recréer une expérience virtuelle en utilisant la vidéo 3D couleur, le son stéréo, les vibrations, les effets artificiels comme le vent et les odeurs.

Cependant, seuls six films ont été développés pour cela, et l'idée n'a jamais décollé. Ce serait un échec commercial complet, mais les idées derrière le Sensorama, l'immersion totale de l'expérience, perdurent à ce jour.

Encore plus remarquable était ce que Heilig avait breveté deux ans plus tôt en 1960: le Telesphere Mask, un HMD qui comportait deux écrans de télévision différents pour créer une image en mouvement 3D.

Le brevet original de Heilig pourrait facilement être confondu avec celui déposé par un fabricant de matériel aujourd'hui et était le précurseur de tous les casques de réalité virtuelle qui viendraient après, bien que Heilig n'ait malheureusement jamais trouvé le succès commercial que les fabricants ultérieurs ont fait. Le masque de téléphère était aussi un buste, et lorsque sa veuve, Marianne Heilig, a tenté de faire don du prototype original à un musée, ils ont refusé de le prendre, même pas gratuitement.

Elle dira plus tard à TechRadar dans un profil incontournable de son mari en 2016 que le prototype du masque Telesphere est toujours assis dans une boîte en bois chez elle.

«C'est très démoralisant», dit-elle. «Ils vont mettre les vêtements et les chaussures de Marilyn Monroe, mais c'est l'avenir, et cela a commencé ici en 1958. Je ne comprends pas la myopie des gens.

Les années intermédiaires des HMD VR

À partir de 1962, les seules personnes à vraiment rechercher et développer des casques de réalité virtuelle étaient les agences gouvernementales et les sous-traitants connexes, principalement à des fins de recherche, de formation et d'administration, mais il s'agirait néanmoins de développements importants.

En 1966, Thomas Furness a produit le premier simulateur de vol pour l'US Air Force, relançant l'intérêt militaire américain pour le développement de systèmes de simulation virtuelle qui s'avéreraient essentiels pour développer la technologie qui rend possible les casques de réalité virtuelle d'aujourd'hui.

En 1968, Ivan Sutherland et Bob Sproull ont créé l'épée de Damoclès, le premier HMD à s'interfacer avec un ordinateur plutôt qu'avec un appareil photo. C'était cependant un engin peu maniable. Il était suspendu au plafond et affichait des graphiques rudimentaires en fil de fer, de sorte qu'il n'allait jamais plus loin que le laboratoire dans lequel il était construit.

La première entreprise à vendre un VR HMD a été VPL Research, Inc., fondée en 1985 par Jaron Lanier et Thomas Zimmerman. Lanier, d’ailleurs, est crédité d’avoir inventé - ou du moins vulgarisé - le terme «réalité virtuelle» pour décrire les produits de son entreprise en 1987.

La NASA a commandé un système de réalité virtuelle pour aider à former ses astronautes en 1989, produisant un système proche d'une expérience complètement immersive en incorporant un traitement audio 3D biaural en temps réel.

L'aube des jeux VR

C'est en 1990 cependant que les jeux VR ont connu leur premier grand moment avec l'introduction de Virtuality, une expérience de jeu VR HMD pour les arcades vidéo haut de gamme.

Les joueurs se sont assis sur une chaise, ont mis le casque et ont eu droit aux premiers jeux de réalité virtuelle tels que nous les connaissons. Les graphismes étaient tout sauf réalistes, mais pour l'époque, c'était révolutionnaire et des millions de joueurs à travers le monde ont eu leur premier aperçu des jeux VR grâce à la virtualité.

D'autres ont essayé de capitaliser sur l'engouement, surtout SEGA et Nintendo, mais le casque SEGA VR pour le SEGA Genesis en 1993 et ​​le Virtual Boy de Nintendo en 1995 n'ont pas réussi à gagner du terrain auprès du public pour diverses raisons, principalement parce que le matériel n'était tout simplement pas. t capable de fournir le type d'expérience VR qui leur a été promis.

Avec la mort du Virtual Boy à la fin des années 1990, le rêve de jeux de réalité virtuelle accessibles semble s'évanouir avec lui, apparemment pour de bon. Il faudrait encore 17 ans avant que les gens ne se lèvent et ne remarquent un appareil de jeu en réalité virtuelle, mais quand ils le font, l'excitation est palpable.

Lancer la dernière révolution en réalité virtuelle

Après une campagne Kickstarter étonnamment réussie en 2012, Palmer Luckey et l'Oculus Rift ont offert aux joueurs PC avertis quelque chose qu'ils avaient oublié qu'ils voulaient depuis le début. Tout comme les systèmes informatiques modernes atteignaient le niveau où ils pouvaient apporter une réelle puissance de traitement graphique aux jeux sur PC grâce à des voitures graphiques haut de gamme, l'Oculus Rift et des concurrents ultérieurs comme le HTC Vive pourraient enfin exploiter le potentiel des jeux en réalité virtuelle.

Avec la capacité de rendre deux images haute résolution différentes en temps réel qui pourraient être introduites dans un HMD VR, les cartes graphiques modernes pourraient enfin être exploitées par les HMD VR pour offrir aux joueurs le type d'expérience de jeu qu'ils avaient promis depuis des années. .

Les joueurs ont répondu en jetant leur argent à Luckey et Oculus, faisant de la campagne Kickstarter pour l'Oculus Rift l'une des plus réussies de tous les temps, avec 2,4 millions de dollars.

Plus tard, Facebook achèterait Oculus pour 2 milliards de dollars et l'ère moderne des expériences de réalité virtuelle, pas seulement des jeux de réalité virtuelle, passait à la vitesse supérieure.

Google et Samsung ont créé Google Cardboard et Samsung Gear VR, qui ont transformé votre smartphone en appareil VR, rendant la VR encore plus accessible aux masses, et avec l'introduction de l'Oculus Go et d'autres HMD VR sans fil, le moment de VR semble avoir enfin arrivée.

Nous avons parcouru un long chemin depuis le stéréoscope de Wheatstone, mais le casque de réalité virtuelle moderne a finalement atteint la maturité technologique pour correspondre à ses décennies de promesse, nous offrant à tous des mondes virtuels entièrement nouveaux à explorer dont Heilig et Wheatstone ne pouvaient que rêver.


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