Dossier réalité augmenté-Final - Cultures Numériques reMasterisées

Tahir Belhadi
Marine Boussat
Réalité Augmentée
Année Scolaire
2013-2014
Sommaire
Introduction
1 – Définition
1.1 Explications
1.2 Principe
2 – Création et Matériel requis
2.1 Différents logiciels
2.2 Equipement particulier
3 – Applications et Risques
3.1 Améliorations du quotidien et des techniques
3.2 Droit, Législation et risques
Conclusion
Introduction
La réalité augmentée fait de plus en plus partie intégrante de nos vies, que ce soit via
nos smart phone ou par le biais de support crée dans cette optique, elle permet de
nombreuse avancé dans à peu près tous les domaines. C’est en 1968 qu’Ivan Sutherland
inventa la première machine à réalité augmenté, qui n’était qu’un casque a vision
transparente. Ce n’est que 24 ans plus tard que la première définition est apparu énoncé par
Tom Claudell et David Mizell. Ce n’est qu’en 1996 que les première lunettes qui permettent
de voir des objets virtuelles ont été créé par Jun Rekimoto grâce aux marqueurs 2d mais la
véritable réalité augmenté que l’on connais sur nos smartphone n’est apparu qu’en 2003
avec un jeu de chasse au moustique « Mozzies ».
1 – Définition
La réalité augmentée est un ensemble de techniques permettant d'associer des
éléments du monde physique à des éléments du monde numérique. C'est une combinaison
d'objets réels et virtuels dans un environnement réel avec une interactivité en temps réel à
partir d'un device (smartphone, tablette...) ou d'un autre appareil (webcam, lunettes). Il y a
une superposition d'un objet virtuel à la réalité par l'intermédiaire d'un écran.
Le but est donc d'enrichir la perception du réel par l'ajout d'images virtuelles.
Il est possible de distinguer trois types de dispositifs de réalité virtuelle :
• Head Wom : Casque ou lunette portée par les utilisateurs. Ces derniers sont nés aux tous
débuts des recherches sur la réalité virtuelle, le casque d’Ivan Sutherland présenté
précédemment en est un bon exemple. Deux procédés de représentation sont à distinguer :
• Optical see-through : L'utilisateur a une vision directe sur le monde réel et les
augmentations sont projetées à travers un dispositif optique.
• Video See-trough : Contrairement à l’optical See-trough l’utilisateur ne voit pas
directement le monde réel. Une caméra capture ce dernier et transmet les images à un
dispositif qui permettra d’effectuer les améliorations avant de transmettre l’image à
l’utilisateur. Ce système peut comporter quelques problèmes de parallaxe car la caméra
filmant le monde réel n’est pas forcement dans le même axe que la vue de l’utilisateur.
Technique : Pour que ça fonctionne il faut placer dans la scène réelle des marqueurs
(ressemble à des flashs codes) qui permettent de calculer les coordonnées 3D à partir de 3
points qui sont reconnus par le système. Cette méthode fonctionne avec une simple webcam
ou un téléphone portable.
Au niveau supérieur on a une combinaison entre le marqueur et la géolocalisation.
Méthode de plus en plus fréquente notamment sur les smartphones (GPS).
Certaines méthodes de RA permettent également la reconnaissance des visages, des
formes et des lieux. A ce stade on parle de Vision Augmentée car on peut se déplacer dans
un environnement réel sans ajouter de marqueur.
Comment fonctionne la réalité augmentée ?
La réalité augmentée est interdisciplinaire et s'appuie sur le traitement du signal, la
vision artificielle, la synthèse d'images, les interfaces homme-application, les technologies
portables...
–Le tracking : La caméra filme un environnement réel. Le logiciel de tracking repère les
propriétés géométriques et physiques de l'environnement et calibre la scène.
Le calibrage est la mise en cohérence de l'ensemble des capteurs composant le système de
réalité augmentée. Cette mise en cohérence consiste à caractériser ces derniers et à
déterminer les relations mathématiques entre eux et l'environnement. Le calibrage d'un
capteur consiste alors à estimer ses paramètres intrinsèques (géométriques ou physiques) et
ses paramètres extrinsèques (localisation par rapport à un autre capteur/environnement).
–Le recalage : Afin d'aligner en permanence et en temps réel le virtuel sur la réalité,
l'alignement impose le calcul récurrent et précis de la localisation (position + orientation) de
l'objet réel par rapport au point de vue.
–L'interaction : L'interaction de l'utilisateur avec l'environnement réel ou virtuel permet de
créer un lien entre le réel et le virtuel. L'utilisateur peut ainsi agir sur le virtuel grâce au réel.
2 – Création et Matériel requis
Pour créer des applications de réalités augmentée, il existe plusieurs logiciels de
développement appelés aussi SDK. Nous allons donc vous présenter rapidement les 3 plus
importants et complets :
– Metaio Creator, leader mondial dans ce domaine. La marque propose un SDK très
performant qui propose de ne plus utiliser de marqueurs, et proposera bientôt un
suivit de visage (prévu pour 2014). Néanmoins il faut y mettre le prix car le logiciel
dans sa version complète avoisine les 5000 dollars.
– Unity 3D, Logiciel de création de Jeux Videos à la base, mais qui dispose d'une
interface d'intégration d'objet et de scripts. Ce qui permet donc aussi de produire de
la réalité augmentée. Ce logiciel là dispose d'une version gratuite mais la version
professionnelle coûte 1500 dollars.
– ArToolkit et dérivées, sont les plus connus, mais restent des logiciels assez limités.
Ils sont constitués d'une librairie d'images pouvant être intégrées en se basant sur le
principe classique des marqueurs.
Les applications crées par ces logiciels se retrouvent partout et dans divers domaines que
l'on connait tous. Notamment sur les smartphones, les consoles de jeux (comme la wii par
exemple) ou encore avec les modules flash sur le web (possibilité d'essayer une paire de
lunettes sur le site de certaines marques).
3 – Applications et Risques
3.1 Amélioration du quotidien et des techniques
La Réalité augmenté permet d’amélioré les techniques et le quotidien de chacun dans
plusieurs domaines :
Domaine médical :
Nous allons observer dans ce domaine, le cas de création d’une prothèse de main
avec une imprimante 3D, une véritable prouesse et une énorme avancé, étant donné que le
coût de cette main est de 3 à 8 euros contre 14000 à 22000 euros par un laboratoire.
Ou encore un génie de 17 ans aux Etats Unis qui a réussi a créé une prothèse de main et de
bras tout cela pour moins de 500 dollars contre 80000 dollars en laboratoire, il travaille
actuellement pour la NASA ou il développe son projet.
Un autre exemple nous montre le cas d’une prothèse bio résorbable crée pour les
personnes atteinte de trachéo-bronchomalie, une affection qui est susceptible de bloquer la
respiration à n’importe quel moment, et c’est donc Glenn Green médecin à l’université du
Michigan spécialisé en rhino laryngologie pédiatrique tout cela par le biais toujours d’une
imprimante 3D.
D’autre système ont vu le jour tel que la CAMDASS (Computer Medical Diagnosis
and Surgery System) développé par l’agence spatiale Européenne (ESA), en clair c’est un
procédé d’assistance par réalité augmenté qui a pour but de pouvoir réaliser une échographie
à l’aide de lunette, ce système permet d’avoir un diagnostic rapide et plus sur de soi-même.
Domaine apprentissage :
La réalité augmenté à son utilité ici car elle permet de donner de l’ampleur au cours
et aussi donner du concret a certain concept très compliqué à comprendre et donc reste en
accord avec les technologies actuelles, c’est pour cela que les imprimantes 3D, Easy 120 ont
été créé à destination des cours de technologie aux collègues.
Pour le coté concret nous pouvons voir la création d’un jeu éducatif « Parallèle » qui
permet d’apprendre la physique, il utilise donc un canon a particule chargé qui sert à faire
comprendre comment les particules des champs magnétiques et électrique fonctionnent ;
très utile pour comprendre de difficile concept électromagnétique.
Domaine de la culture :
Un nombre impressionnant d’application se sont créé avec de la réalité augmenté intégré et
surtout dans le domaine de la culture. Par exemple, il y a Cluny vision qui permet de voir
l’abbaye de Cluny en version original par le biais d’écran panoramique placé tout autour de
cette dernière et l’application qui permet de voir ça aussi.
Nous avons aussi Culture Clic qui permet de naviguer entre plus de 500 œuvre, 1300 musée
et monument géo-localisé en France, le principe est de pointé avec son portable le musée,
monument etc. pour pouvoir avoir une explication clair sur ce dernier.
Enfin Streetmuseeum crée pour les sites historiques de Londres qui permet la encore par le
biais de son portable de voir d’une nouvelle manière ces sites culturelle
3.2 Droit, Législation, Risques
En premier point, la législation dit que pour le moment elle n’est pas en contradiction avec
la vie privée ou encore la protection des données à caractère personnel même si tout cela est
nouveau et pour le moment en débat.
Si on s’intéresse à la vie privée, la réalité augmenté est très souvent associé à l’identification
et la géolocalisation des individus et donc toute les applications crée avec de la réalité
augmenté sont soumis à des contrôles par le CNIL pour vérifier que ces informations ne
sont pas utilisé a de mauvaise fin. Du fait que à chaque fois qu’une application est utilisé
vous êtes geo-localisé et « pisté » ou que vous êtes du fait de la puce GPS inclut dans les
Smartphones et utilisé par ces applications, on peut prendre en exemple les applications cité
plus haut comme culture click ou encore Nokia explore.
De plus on pourrait se voir recevoir de la publicité ciblée, du fait des données geo-localiser
ce qui n’est pas interdit par la loi mais il faut bien que le consommateur est conscience que
ces données sont réutilisé à des fins commerciale. Une crainte aussi au niveau du vol de ces
données personnel comme la localisation, les mails, les contacts, pièces jointes etc.
Un certain risque de voyeurisme s’est installé avec l’apparition des Google glass qui
permettrais d’épier tout le monde et pour voir prendre des photos à l’insu de tout le monde
et de aussi de pouvoir identifier chaque personne par le biais des réseaux sociaux par la
reconnaissance facial, ce qui implique quelque problème éthique. On peut déjà voir
l’apparition d’un mouvement anti Google glass et la création d’un logo déjà afficher dans
plusieurs établissements comme les bars, casino. En parlant de ces derniers, tous les temples
du jeu ont d’ores et déjà interdit ces lunettes en leur sein (Las Vegas, etc.) du fait d’un risque
de tricherie en recevant des informations par le biais de celle-ci.
Conclusion
En conclusion, on peut dire que la réalité augmenté va prendre de plus en plus
d’ampleur dans notre quotidien du fait de son potentiel et de ses possibles applications dans
plusieurs domaines comme cité plus haut. On est donc en droit de se poser un certain
nombre de questions : Est-ce que cette réalité augmentée est réellement nécessaire ? La
superposition de données réelles et virtuelles va-t-elle perturber ou modifier notre cerveau ?
Comment va évoluer notre perception de la réalité ? Quel effet sur notre imagination ? La réalité
augmentée va-t-elle engendrer notre aliénation ?