Soutenance mémoire
La réalité virtuelle (RV)
La réalité virtuelle (RV)
Définition
La réalité virtuelle5 est l’utilisation des technologies informatiques qui permettent la création d’un environnement dit simulé, généré par un ordinateur. A la différence des interfaces utilisateurs classiques où l’utilisateur se trouve face à un écran d’ordinateur, la réalité virtuelle s’utilise généralement à l’aide d’un visiocasque6. Cet appareil est muni d’un écran d’affichage sur un ou chacun des yeux qui permettent à l’utilisateur d’être immergé dans un monde virtuel en trois dimensions. Aujourd’hui ces appareils sont également munis de systèmes audios, de capteurs de mouvements et de manettes qui offrent la possibilité d’interagir avec cet environnement fictif.
Réalité virtuelle et réalité augmentée
Bien que les deux concepts soient plus ou moins reliés et aient des propriétés communes, la principale différence entre ces deux notions est que la réalité virtuelle nous immerge dans un monde totalement artificiel construit à travers des images et des sons traités à l’aide d’un casque. La réalité augmentée, elle, se base à partir de ce que l’on voit dans le monde réel et l’enrichit en affichant un complément d’informations comme des images ou des objets sans forcément avoir besoin d’un casque. L’exemple le plus parlant de l’utilisation de la réalité augmentée est le jeu Pokémon Go8, sorti en 2016 sur Smartphone.
Historique
Sensorama
Le premier concept de réalité virtuelle est apparu avec Sensorama et a été pensé en 19559 par un Américain, le cinéaste Morton Heilig. Son but était de créer une expérience unique permettant d’immerger au maximum les utilisateurs en simulant des odeurs, divers sons et même certains effets tel que le vent. Cet appareil, qui avait l’allure d’une borne d’arcade était composé d’un écran stéréoscopique (séparant la vue gauche et droite donnant un aspect de relief), de ventilateurs, d’émetteurs de parfums, un système de son stéréo ainsi qu’une chaise pouvant reproduire des vibrations. Cinq courts métrages étaient prévus sur cet appareil mécanique. Parmi eux, une simulation de balade à moto sur laquelle des effets d’odeurs et de bruits étaient enclenchés à des moments précis afin d’immerger un maximum le spectateur. Un prototype fonctionnel a été dévoilé en 196210, mais malheureusement, par manque de soutien financier, le projet a dû être interrompu.
Ultimate display
Il faudra attendre l’année 196811 pour avoir le premier concept de visiocasque fonctionnel en réalité augmentée. Nous devons cette innovation à Ivan Shuterland et certains de ses étudiants. Ce visiocasque permettait d’afficher des modèles 3D basiques en « fil de fer »12. La grande nouveauté est qu’il permettait de suivre les mouvements de la tête, ainsi, la perspective des formes perçues changeait en fonction de l’endroit où l’utilisateur regardait. Cet appareil était en revanche très lourd et était attaché à un bras mécanique suspendu au plafond qui permettait de suivre les mouvements de la tête. Cette invention prendra également le nom de « Épée de Damoclès » en référence au placement du dispositif qui était installé sur la tête de l’utilisateur.
Sega VR et Virtual Boy
Le Sega VR13 est un des premiers casques de réalité virtuelle conçus pour le jeu vidéo. Le développement de ce casque a commencé en 199114 et était prévu pour les salles d’arcades ainsi que les consoles de salon. Il a été annoncé lorsque l’enthousiasme de la réalité virtuelle était à son summum et que l’on commençait à voir le potentiel de cette technologie dans les jeux-vidéos. A cette époque, Sega est un des leaders du marché des consoles de jeux vidéo, l’entreprise a donc cherché à innover sa technologie afin d’attirer un maximum de clients. Elle cherchera notamment à devenir la firme pionnière du jeu vidéo en réalité virtuelle pour les consoles de salon. En effet, dans les salles d’arcades ainsi que les centres commerciaux, des installations de machines comme la gamme Virtuality15 commençaient à apparaitre et avaient un grand succès. Comme beaucoup d’entreprises ayant tentés de pénétrer le marché de la réalité virtuelle, Sega a rencontré des problèmes lors du développement du produit car la technologie n’était pas encore maitrisée. Le problème majeur rencontré était que les développeurs avaient des difficultés à synchroniser les différents éléments du décor avec les mouvements de têtes, ce qui pouvait causer des nausées ainsi que des maux de tête auprès des utilisateurs.Nintendo tentera également sa chance en 1995 avec le Virtual Boy16. C’est une console de jeu vidéo portable et le premier casque se rapprochant de la réalité virtuelle accessible pour tous. Ce projet sera malheureusement un échec notamment à cause de son prix de 180 dollars américains pour une console portable et son pauvre nombre de jeu disponible.
La réalité virtuelle actuellement
Aujourd’hui, la réalité virtuelle n’est plus une histoire de science-fiction et est implémentée dans notre société. Elle est désormais développée pour diverses utilisations. Nous pouvons la retrouver dans différents domaines17 tels que l’éducation, où elle permet d’aider certains élèves ayant des difficultés d’apprentissage, l’architecture afin de permettre à des clients d’architectes de se projeter dans un bâtiment en construction et dans bien plus de corps de métier dont le nombre ne cesse d’augmenter. De nombreuses compagnies18 s’intéressent à la réalité virtuelle et conçoivent leurs propres casques. Nous avons par exemple l’entreprise Oculus19 qui a été rachetée par Facebook en 2014, et encore Vive qui est à l’origine du HTC Vive20 pour ne citer que les plus connues Il existe deux types de casques qui sont utilisés en majorité. Nous avons tout d’abord le casque où l’écran est intégré au casque et est connecté directement à un ordinateur ou à une console de jeu. Comme exemple, nous pouvons citer l’Oculus Rift S et le Playstation VR. Concernant le second type de casque, il est nécessaire d’y fixer son Smartphone. En effet, il n’y a pas d’écran intégré cette fois-ci, c’est le téléphone qui fait office d’affichage. Les performances de ces casques sont en général moins bonnes que les casques ayant un écran intégré mais sont beaucoup moins onéreux. Comme exemple, nous avons le célèbre Google Cardboard et le Gear VR.
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Table des matières
Déclaration
Remerciements
Résumé
Liste des tableaux
Liste des figures
1. Introduction
2. La réalité virtuelle (RV)
2.1 Définition
2.2 Réalité virtuelle et réalité augmentée
2.3 Historique
2.3.1 Sensorama
2.3.2 Ultimate display
2.3.3 Sega VR et Virtual Boy
2.4 La réalité virtuelle actuellement
3. Réhabilitation par le jeu vidéo en réalité virtuelle
3.1 Mécanisme de récompense
3.2 Physiothérapie
3.3 Neuro-rééducation
3.3.1 Accidents vasculaires cérébraux
3.3.2 Maladie de Parkinson
3.4 Outils s’appuyant de la réalité virtuelle
3.4.1 Lokomat
3.4.2 Tapis de marche C-mill
3.4.3 Armeo Spring et la rééducation des membres supérieurs
3.4.4 Planche Wii Fit
4. Thérapie par exposition à l’aide de la réalité virtuelle
4.1 Troubles anxieux
4.1.1 Phobies
4.1.1.1 Phobie spécifique
4.1.1.1.1 Arachnophobie
4.1.1.1.2 Acrophobie
4.1.1.2 Anxiété sociale
4.1.1.2.1 OVR Social engagement
4.1.1.3 Agoraphobie
4.1.2 Trouble de conduite alimentaire
4.1.3 Stress post-traumatique
4.1.3.1 Virtual Vietnam
4.1.3.2 StrongMind
4.2 Addictions
4.2.1 Substances psychoactives
4.2.2 Jeux vidéo et Internet
4.3 C2Care
5. Les effets de la RV sur le cerveau
5.1 Zones du cerveau impactées
5.1.1 Hippocampe
5.1.1.1 Cellule de lieu
5.1.1.2 Cellule de grille
5.1.1.3 Etude sur des rats en réalité virtuelle
5.2 Plasticité cérébrale
5.3 Tromper le cerveau
5.3.1 Soulagement des douleurs
5.3.1.1 Douleurs fantômes
5.3.1.2 Patients brûlés
5.3.1.2.1 SnowWorld VR
6. La réalité virtuelle dans les maisons de retraite
7. Utilisation par les professionnels de la santé
7.1 Formations
7.1.1 Endoscopie
7.1.1.1 GI-Bronch Mentor Virtual Reality Simulator
7.1.2 Interventions chirurgicales
7.1.2.1 Système de chirurgie robotisé da Vinci
7.1.2.1.1 Surgical’s da Vinci Surgical Skills Simulator
7.1.2.2 Laparoscopie
7.1.2.3 Gamme LAP-X
7.1.3 Apprendre l’empathie
7.2 Chirurgies
8. Travail pratique – RythmoSpace
8.1 Phase de conception
8.1.1 Mon choix
8.1.2 Contexte initial
8.1.3 Spécificités de RythmoSpace
8.1.4 Les différentes scènes
8.1.4.1 Menu
8.1.4.2 Tutoriel
8.1.4.3 Niveaux faciles
8.1.4.4 Niveaux intermédiaires
8.1.4.5 Niveaux difficiles
8.1.4.6 Affichage des scores
8.2 Phase de développement
8.2.1 Logiciels et langages utilisés
8.2.2 Packages et images utilisées
8.2.3 Musiques utilisées
Utilisation des jeux vidéo en réalité virtuelle dans le domaine de la santé PITTET Nicolas vi
8.2.4 Contrôles de mains
8.2.5 Générateur de cibles
8.2.5.1 Cibles
8.2.5.1.1 Niveaux faciles et intermédiaires
8.2.5.1.2 Niveaux difficiles
8.2.6 Destructeur de cibles
8.2.7 Manager de fichiers texte
8.2.7.1 Lecture
8.2.7.2 Écriture
8.3 Améliorations possibles
9. Conclusion
Bibliographie
Annexe 1 : Game Design Document
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