Le monde de la réalité virtuelle (VR) ou de la réalité augmentée (AR) ou de la réalité mixte (MR) est en forte croissance et la VR-Architecture nous intéresse depuis plusieurs années chez Zebrandco. Voici notre point de vue basé sur notre pratique quotidienne.
Les lunettes et le matériel nécessaire pour les utilisateurs est de plus en plus accessible et performant.
De même, les applications commencent enfin à être intéressantes et réellement utiles dans les entreprises (en dehors des jeux évidemment).
Le segment en fort développement est représenté par les applications pour les ressources humaines dans le domaine de la formation appliquée ou même des jeux de rôles pour former aux comportements en situation difficile ou risquée.
Autres applications concernent l’univers médical et industriel pour les apprentissages d’une gestuelle précise.
Nous nous intéressons aux applications dans le domaine de la VR Architecture.
La réalité virtuelle en architecture est réalisable depuis quelques années, grâce à l’augmentation de la puissance intrinsèque des ordinateurs et la possibilité de calculer en temps réel des images de synthèse. Ceci permettant l’interactivité en temps réel entre l’utilisateur et le monde virtuel.
C’est donc désormais possible d’utiliser en temps réel toutes les possibilités de la VR ou AR dans une présentation d’architecture pour vous immerger dans un monde visuel et cognitif. Nous pouvons capturer, filmer l’environnement réel et le mixer avec la réalité virtuelle crée par l’ordinateur. Puis, ajouter les informations présentées de manière attractive et ergonomique, par exemple à l‘aide de ‘motion graphique design’ et vous offrant la possibilité d’interagir avec des objets, des personnages ou des annotations.
L’architecture VR chez Zebrandco ?
Nous travaillons depuis très longtemps avec Revit, donc en BIM. Il était ainsi assez simple pour l’agence Zebrandco de concevoir la présentation virtuelle de nos projets.
Tout d’abord, nous avons investi dans le scan 3D pour faire les relevés de sites. Ensuite, une fois le projet conçu sur Revit, nous utilisons actuellement Encape pour la visualisation avec les lunettes HTC Vive. Au début nous avions utilisé le logiciel Octane, mais pas suffisemment intgré à Revit. De même les lunettes Occulus Rift, notre premier équipement nécessitait la pose de capteurs. Depuis l’intégration dans Microsoft de la couche MVR, Microsoft virtual reality et la sortie de lunette HTC Vive, la démonstration est plus facile à créer et à partager avec les clients. Les lunettes sont dotée de manettes et plus besoin de placer les capteurs. Il est plus facile de se déplacer et le mouvement en bond évite les sensations de mal de mer des démonstration en déplacement continu.
La matériel et les logiciels de la VR
Sans énumérer la totalité des produits du marché, voici quelques exemples.
Les lunettes :
Microsoft (intégrant en même temps l’environnement Microsoft Virtual Reality dans son interface) a conclu un partenariat avec Asus et HP (HTC Vive), Google relance ces Google glasses.
Facebook possède Oculus Rift, Apple a lancé ARKIT.
Les outils pour les développeurs :
Différents types de plateformes de développement sont disponibles selon le besoin et le but recherché.
Les outils VR comme Unreal ou Unity 3D, ou d’autres moteurs de jeux ultra-performants sont opérationnels.
Bien évidemment, pour fabriquer un jeu en immersion totale, ce ne sera pas le même niveau d’investissement que pour une simple visite virtuelle d’un bâtiment en cours de réalisation.
Ce ne sera pas non plus de même coût pour produire une session virtuelle.
Ce secteur étant très prometteur, combiné à l’existence d’outils de développements simples d’accès tels que Unity3D, de nombreux produits mêlant des secteurs d’application variés à la VR on pu naître.
Pour notre besoin, il était donc possible d’ajouter une extension au programme déjà utilisé, comme c’est le cas pour Revit avec Enscape en architecture.
Grâce à Enscape, pour Revit, nous avons proposé à nos clients de visualiser en VR un projet en cours. Le bâtiment est conçu dans le logiciel d’architecture et visible directement au travers des lunettes Oculus.
Le rendu des modèles et des lumières est fait en temps réel par Enscape.
Ce type de solutions permet assez rapidement aux clients de se ‘balader’ dans les locaux avant la construction du bâtiment. Ils peuvent évaluer les espaces, visiter leurs bureaux et apprécier l’ambiance générale de l’intérieur du bâtiment. Cette technologie n’est plus à la portée que de grands opérateurs! C’est même inverse, nous sommes plus agiles pour former en interne et changer les équipements.
Pour comprendre un peu mieux ce nouveau monde, voici quelques définitions à comprendre autour de la VR. D’abord de quoi s’agit -il ?
VR (la réalité virtuelle) est un monde généré par l’ordinateur, une simulation en 3 dimensions.
Ce terme est utilisé environ depuis 15 ans. Il vient de l’anglais virtual reality, introduit aux Etats Unis par Jaron Lanier. La finalité de la réalité virtuelle est de permettre à une ou plusieurs personnes une activité sensori-motrice et cognitive dans un monde artificiel, crée numériquement. Ce monde peut être imaginaire, symbolique ou simulant les aspects du monde réel.
Il peut être donc tout à fait réaliste (projet de votre future école) ou imaginaire (le monde avec les zombies). Ou encore symbolique (un mécanisme ou la structure moléculaire) ou un ensemble mixte (un projet de bâtiment sur un terrain actuel).
Le principe de la VR est que vous être totalement immergé dans la vue virtuelle sur un écran ou en regardant dans les lunettes par exemple Oculus ou Vive de HP.
De nombreuses entreprises travaillent également sur les solutions intégrées. Disons des écrans autonomes montés sur la tête dans les lunettes intégrant un mini-écran, sans avoir besoin de câbles, de téléphones ou d’ordinateurs portables (ex. HoloLens).
Vous entendez également parler de la AR (Augmented reality), la réalité augmentée (RA) : pour dire les choses simplement, on ajoute les données virtuelles au monde réel.
La réalité augmentée est une vue du monde réel mixée avec les données et contenus générés par ordinateurs. Il s’agit de données supplémentaires, additionnelles ou meta-datas comme des sons, graphiques, données GPS ou canvas avec des textes.
Le cas le plus connu est représenté par Google glasses. Vous regardez un immeuble et en superposition, pour visualiser en temps réel selon votre envie, les informations sur ses caractéristiques techniques.
Un des outils qui est adapté à ce type de présentations augmentée est HoloLens de Microsoft.
Ici, le travail préalable pour la conception d’une présentation nécessite une scénarisation autour des données.
Comment afficher ? Quel niveau d’informations va-t-on fournir ? Comment l’utilisateur disposera d’une ergonomie agréable ? Comment va t-il manipuler les objets?
C’est donc un travail proche de la réalisation d’un jeu vidéo. Il faut structurer et scénariser les données.
Les lunettes avec ordinateur intégré sont encore relativement chères. Il faut intégrer la caméra, l’ordinateur, le casque, les displays et l’alimentation. La vision à travers l’écran est encore assez réduite sur HoloLens. En tout cas selon notre perception et les tests réalisés.
Il est ainsi possible sur l’exemple de l’architecture de regarder un espace physique et y ajouter les objets en 3D. Par exemple, l’ameublement avec toutes les caractéristiques techniques des objets, les normes et les prix.
Puis de manipuler et déplacer les objets en temps réel.
Cette manipulation est possible grâce au « device » qui positionne et suit les éléments en temps réel.
Ceci permet également à un groupe d’utilisateurs d’assister à une présentation de la maquette du bâtiment. Bénéficier de l’angle de vue identique pour tous les participants et sélectionner des affichages de détails selon le besoin (coupes, circuits de canalisation ou infrastructures de câblage électrique etc.).
Et ne pas oublier : ceci permet de chasser les Pokémon dans les rues !
Comment réagit votre cerveau en VR ?
Après les premiers développements à moins de 60 images par seconde, il était facile d’avoir les sensations désagréables, nausées et vertiges. Surtout, si le programme simulait un vol au-dessus de la planète et la démonstration présentait encore les pixels visibles, les effets de latence et Picasso pour les vidéos mal assemblées !
Avec une fréquence de plus de 90-120 images par seconde et l’incarnation de vos mains et bras dans l’espace virtuel, le cerveau remet les choses bien mieux en place.
Les données arrivent à votre cerveau comme dans la réalité. Ces données permettent de gérer l’équilibre (système visuo-vestibulaire), la vision et les systèmes visuo-haptiques (pour l’interaction avec l’environnement avec les mains).
Toutes les données réelles disparaissent et sont remplacées par les données virtuelles, d’où l’effet de l’immersion.
C’est ce dernier terme, l’immersion, qui caractérise selon notre expérience le plus la VR.
Ensuite c’est l’interaction, car désormais, en temps réel, nous interagissons avec la machine à travers des instruments ou « artefacs ».
Autrement dit, vous observez, vous vous déplacez, vous agissez et vous communiquez avec autrui ou avec l’application dans un monde crée de manière numérique.
La notion d’immersion est donc fondamentale en réalité virtuelle.
Imaginez que vous devez avancer sur une poutre au-dessus d’un gratte-ciel à Manhattan pour sauver le petit chat au bout de la planche. Vous avancez au-dessus du vide (le cas d’une des simulations pratiquées). Vous pouvez vous dire que vous marchez sur le sol, mais le cerveau produit la sensation de vertige et vous éviterez sans doute de marcher à côté de la poutre.
Ou, vous restez même bloqué sans pouvoir avancer . C’est le cas des 50% des personnes testés n’ayant pas l’habitude de la VR.
Si en plus vous ressentez un peu de souffle de vent en face de vous où vous devez marcher sur une poutre posée par terre, votre cerveau ne fera pas la différence entre la réalité et la démonstration.
De nombreuses personnes ne peuvent pas sauver le petit chat au bout de la poutre imaginaire !
Dans les séances de formation de management, on utilisait souvent les jeux de rôles. Les participants devaient se forcer à se projeter dans la simulation des relations interpersonnelles.
Dans les simulations de comportement en VR, les participants doivent se forcer à se dire ‘non, ce n’est pas le réel’ !
D’où l’intérêt de la VR dans le domaine de la formation et de la simulation des expériences exceptionnelles ou dangereuses, parfois difficiles à simuler en réalité.
Sans vivre toute la journée avec un casque sur la tête et se couper de la réalité, l’usage professionnel est déjà là.
Dans le domaine de la chirurgie, nombre de praticiens ont adoptés la réalité virtuelle. Surtout pour le pilotage de dispositifs robotisés, dans le cadre d’opérations en vue subjective, en télé chirurgie à distance ou en local.
Cette pratique est maintenant commune (exemple de robot Da Vinci).
C’est aussi un outil pour guérir par exemple les phobies ou aider les victimes de chocs post-traumatiques
Architecture VR et demain
Il permet une visite virtuelle pour s’imaginer évoluer plus facilement dans les futures espaces et pour comprendre les futurs lieux.
De manière bien plus agréable qu’à partir des plans en 2D. En tout cas, pour une certaine catgorie de nos clients. Nous avons des expériences avec les personnes moins habituées aux univers virtuels (comme les jeux) et qui simplement bloquent devant l’usage des manettes et ne comprennent pas en réalité ce qu’ils peuvent faire dans la démonstration. Question de génération, ceux qui ont pratiquait les jeux?
Nous utilisons également la VR pour nous-même, pendant la conception, pour faire certaine vérification dans les espaces complexes en se baladant dans le projet et visualisant de l’intérieur des zones qui nous posent un souci de conception.
C’est également un outil pour visualiser les espaces avec plus de précision qu’un rendu traditionnel. Pour mieux comprendre les relations entre différentes pièces. Pour tester les effets de lumières pendant les différentes périodes de la journée, en se postant à des différents endroits. Cette étape permet aussi parfois d’éviter les erreurs de conception ou la déceptions du client.
Pour dire encore autrement notre perception de l’utilité de la VR en architecture? La VR vous permet de voir plus facilement à quoi ressemblera le projet une fois parachevé, avec une échelle, une profondeur et un espace réaliste.
C’est aussi pour cette raison que nous pensons qu’il est utile pour nos clients de leur restituer en priorité le réalisme spacia. C’est plus utile que le réalisme visuel détaillé qui nécessite de longues adaptations ou développements que peu de projets peuvent financer.
A retenir donc: les outils comme IrisVR avec Prospect ou encore Enscape permettent de passer du BIM à la VR en quelques minutes. Tout en optimisant la géométrie, les matériaux et les éclairage.
Revit, qui s’appuie sur les métadonnées permettent en plus aux utilisateurs de cliquer sur les objets et voir les informations ‘AR’ et en sélectionnant un objet de le déplacer.
Et dans l’avenir proche, il sera plus facile de créer la VR collaborative pour créer les expériences pour une groupe de clients.
L’étape suivante de la VR en architecture ?
Pour passer à travers les murs, sous les plancher et au-dessus des plafonds pour voir les éléments de structure!
Pour l’instant ces solutions sont encore un peu hors budget.
Le prix d’une installation de type cube immersif en 3D CAVE complète oscille entre plusieurs dizaines de milliers d’euros à plusieurs centaines de milliers d’euros. Mais ce n’est qu’un début !
Pour l’instant, c’est surtout les constructeurs automobiles et des géants industriels qui ont les budgets adaptés.
Quelques chiffres ?
Selon les prévisions, tant les casques autonomes de réalité virtuelle que ceux de réalité augmentée, vont connaître une croissance rapide dans les 4 prochaines années.
Le marché de la VR devrait connaître une croissance de 48% sur les prochaines années.
Nous y sommes avec nos clients de plein pied . Parlons en ensemble!