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Interface Homme-Machine :
La Réalité Augmentée
Sommaire :
Introduction : Interface Homme-Machine
La réalité mixte
La réalité Augmentée
Les dispositifs de système de RA
Système de RA avec marqueurs
Système de RA sans marqueurs
Rendu visuel avec lunettes semi-transparentes
Usages industrielles de la RA
Bibliographie
Les interactions homme-machine
Interaction
phénomène que l’on
souhaite contrôler
capacités de perception
d’action, de cognition
capacités de stockage, de
calcul, d’entrées/sorties
Environnement
physique, organisationnel, social, etc.
Interface Homme-Machine (1970) : Ensemble des dispositifs matériels et
logiciels permettant à un utilisateur d’interagir avec un système interactif
A votre avis …
quelle date pour cette machine ?
Xerox Star 8010 (avril 1981)
Quelle différence avec nos ordinateurs actuels ?
Pendant ce temps …
Le champs de la Réalité Mixte
la Réalité Mixte
Réalité virtuelle : Immersion sensori-motrice
de l’utilisateur dans le système
Virtualité augmentée : Incruster des images
réelles dans des images virtuelles
Objectif : Améliorer la qualité d'une image
de synthèse par l'incrustation d'éléments
de la réalité
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La Réalité Mixte
Réalité augmentée [Feiner, Azuma, Mackay] :
Système rendant possible en temps réel la
superposition d'un modèle virtuel à notre
perception (visuelle, auditive, tactile…)
naturelle de la réalité
But : compléter notre perception du monde
réel en y ajoutant des éléments fictifs non
perceptibles naturellement
La Réalité Augmentée
La Réalité Augmentée (RA) est un ensemble de
technologies qui induisent de nouvelles formes d’interaction
homme - machine. Ces technologies sont basées sur
l’association d’objets réels et virtuels L’idée d’augmentation
renvoie ainsi à l’enrichissement supposé de l’information
véhiculée par les objets virtuels, par référence aux seules
informations accessibles à l’utilisateur dans l’environnement
immédiat du monde réel.
Eléments d’un système de RA, aussi bien fixe que mobile,
ils sont construits sur la base d’une architecture similaire :
– En entrée, d'une caméra filmant la scène visionnée par
l'utilisateur,
– D'un calculateur (PC) supportant l'ensemble des
algorithmes informatiques,
– En sortie, d'un système de rendu visuel qui peut être, soit
direct au travers de lunettes semi-transparentes, soit
indirect sur un écran (tablette PC, PDA, téléphone
portable)
Les dispositifs de système de RA
On distingue deux grandes familles de système de RA : avec ou
sans marqueurs.
Il s'agit là des deux principes permettant de retrouver le point de
vue de l'utilisateur (position et trajectoire) afin de faire
correspondre la perspective de l'objet virtuel avec celle de la
scène réelle et, ainsi, obtenir en temps réel une image
synthétique finale cohérente.
1. Des marqueurs (cibles, tags) sont positionnés à des endroits
bien précis sur les éléments matériels réels pour lesquels on
veut ajouter des images virtuelles, également appelées
augmentations. Un ensemble d'algorithmes temps réel de
traitement d'images permet de reconnaître, directement depuis
le flux vidéo, la présence, la position et l'orientation de ces
cibles.
2. Différents points clés sont identifiés dans le flux vidéo (images
2D). Le point de vue 3D est reconstruit à partir de l'analyse des
images vidéos successives du fait de la redondance
d'informations entre ces images.
Les dispositifs de système de RA
Systèmes de vision augmentée
Système de RA avec marqueurs
Système de RA avec marqueurs
Projet d’urbanisme
Système de RA avec marqueurs
Autres exemples d’utilisations :
Système de RA sans marqueurs
Styles d’interaction : rendu visuel direct ou
au travers de lunettes semi-transparentes
Système de RA sans marqueurs
Rendu visuel direct :
• Publicité
Insertion d’une publicité sur un stade, statistiques …
• Tourisme, géolocalisation
Rendu visuel avec lunettes semitransparentes
Système de rendu visuel direct :
Rendu visuel avec lunettes semitransparentes
Exemple d’application en maintenance aéronautique
Maintenance Automobile
Rendu visuel avec lunettes semitransparentes
En production et
maintenance
industrielle, la réalité
augmentée permet aux équipes de gagner
du temps dans les tâches de production et
de maintenance industrielle, Les
informations relatives à chaque tâche sont
affichées dans le champ de vision direct de
l'utilisateur
Dans le secteur médical,
la réalité augmentée
permet d'aider les
chirurgiens dans les
opérations complexes en leur apportant des
informations liées au patient directement
dans leur champ de travail,
Dans le secteur de
la défense, que ce
soit pour l'aide au
pilotage des appareils militaires, la
supervision des opérations, pouvoir
visualiser des informations
directement dans son champ de vision
naturelle est un atout majeur.
Dans le milieu de l
a sécurité civile,
tout comme pour les
militaires, l'apport
d'information terrain
(GPS, plan d'accès, photos,
instructions) directement dans le
champs de vision naturelle
Usages industrielles de la RA
Objectif
– Aide à la conception de systèmes complexes (système de production
industriel par exemple)
Besoins
– Planifier / Concevoir / Positionner les différents espaces (stockage,
transfert, production, etc.)
– Collaboration entre les membres de l'équipe
Collaboration renforcée
– Simple : manipulation directe d'objets physiques
– Effective : renforce le groupe
– Rapide : réactivité du système
Apports
– Visualisation 3D
– Navigation virtuelle possible
– Manipulation des éléments « à la main »
– Favoriser le mode « créatif »
Pas de contraintes technologiques (PC)
Pas de connaissances en CAD
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Autres usages
Presse : rendre les quotidiens interactifs, permettre
aux lecteurs de réagir aux articles
Edition : livre hyperactif (codes barres 2D pour
accéder à des contenus en plus)
Publicité : insertion dans des images vidéos (visible
pour tout angle de vue, superposition)
Culturelle : Visiter un musée , un site archéologique
Marqueting : Essayer des bijoux, lunettes,
chaussures, habillement, coiffure, meubles
Loisir : Films (Jurassic Park, Star Wars, Le Seigneur des Anneaux, Avatar),
Jeux vidéos, Jeux de construction (Lego, K’NEX)
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COMMENT CRÉER DE LA
RÉALITÉ AUGMENTÉE ?
•ARToolkit
- Propose le plugin Virtools de Dassault
•Papervision 3D
- librairie flash donc populaire et partageable
facilement sur le web
•LinceoVR 3.0 (publié par Rhinoceros)
- Logiciel avec interface graphique
- Utilisation facilité
- produit exclusivement Windows
- prix élevé
Bibliographie
Multimédia
–
http://fr.wikipedia.org/wiki/Multimédia
Réalité virtuelle
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http://fr.wikipedia.org/wiki/Réalité_virtuelle
http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=1334
http://psydoc-fr.broca.inserm.fr/toxicomanies/internet_addiction/realite_virtuelle.htm
Réalité augmentée
–
–
–
–
–
–
http://fr.wikipedia.org/wiki/Réalité_augmentée
http://publigeekaire.com/2009/06/10-applications-concretes-de-la-realite-augmentee
http://publigeekaire.com/2009/07/15-autres-applications-de-la-realite-augmenteeaugmented-reality
http://www.jdidier.net/blog/2009/03/03/realite-augmentee-premiere-approche
http://www.youtube.com/watch?v=shy0Ch9PHFU
http://www.loria.fr/~gsimon/ra
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Bonus
Découvrez la réalité augmentée à
travers dix sites
http://www.01net.com/editorial/503751/deco
uvrez-la-realite-augmentee-a-travers-dixsites/
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