Restitution visuelle

Les interfaces visuelles utilisables en simulation de conduite sont de façon générale les mêmes que celles utilisées en réalité virtuelle. Pour une description complète et détaillée de chaque système de vision on renverra à la lecture du chapitre 9 du Volume 2 (Interfaçage, immersion et interaction en environnement virtuel) du Traité de la Réalité Virtuelle (Fuchs 2006). On peut les classer en différentes catégories génériques.

 Les écrans à facettes, cylindriques ou sphériques sur lesquels une (ou plusieurs) image(s) est (sont) projetée(s) par un (des) vidéoprojecteur(s). Les écrans peuvent être fixes par rapport au sol, comme pour le simulateur Clio (Figure 40.e), ou être déplacés avec le cockpit, comme pour le simulateur ULTIMATE (Figure 41.b).

 Les écrans LCD, utilisant la même technologie que les écrans d’ordinateur ou les téléviseurs LCD. Ces écrans, de taille inférieure à ceux de la catégorie précédente, présentent l’avantage d’être peu coûteux et très facilement utilisables. Leur relative faible taille peut être compensée par leur nombre. Il est tout à fait possible de mettre plusieurs écrans LCD côte à côte pour augmenter le champ de vision, comme sur le simulateur Eco² (Figure 43.a) par exemple. Toutefois dans ce cas, la jonction entre les écrans est très visible avec les bords des écrans.

 Les interfaces visuelles portables, ou visiocasques (HMD pour Head-Mounted

Display). Ces dispositifs intègrent des petits écrans LCD placés devant les yeux de

l’utilisateur à l’intérieur d’un casque. Ils permettent ainsi une restitution de l’image en stéréoscopie (une image par œil) et une immersion totale du regard car leur utilisation est souvent couplée avec un capteur de localisation et d’orientation de la tête. Cependant ils ne permettent généralement pas d’obtenir un grand champ de vision. De plus ils sont coûteux en terme de puissance de calcul afin d’obtenir une résolution suffisante compte-tenu de la proximité de l’image par rapport à l’œil.

Restitution de la profondeur

Comme nous l’avons vu au Chapitre 3, l’être humain possède plusieurs moyens de percevoir la profondeur et les distances égocentriques : les informations monoculaires, les informations apportées par le mouvement, et les informations binoculaires.

Les informations monoculaires sont pour la plupart restituées en simulation de conduite, car elles ne posent généralement pas de difficulté technique. Toutefois, le champ de vision peut être variable d’un simulateur à un autre, pouvant aller de 40 à 360 degrés.

Un flux optique correspondant au déplacement du véhicule est toujours restitué au conducteur, lui permettant de percevoir des informations de profondeur. Cependant, les indices de parallaxe sont plus rarement restitués en simulation de conduite. En effet, peu de simulateurs intègrent des systèmes de suivi de position de la tête (Kemeny et Panerai 2003), notamment pour des difficultés techniques et par volonté de ne pas équiper le conducteur avec des marqueurs quelconques. Or théoriquement l’image affichée n’est géométriquement correcte que pour un unique point de vue. Il en résulte que les mouvements de tête du conducteur en simulation de conduite génèrent des indices de parallaxe erronés, liés à la géométrie de l’écran et la position du conducteur par rapport à celui-ci, et non liés à la structure de l’environnement virtuel. Toutefois, comme ces mouvements de tête sont relativement limités, on peut mettre en doute leur importance et leur influence sur le mouvement perçu.

Enfin, les informations binoculaires sont également peu restituées dans les simulateurs de conduite n’utilisant pas de visiocasque (Kemeny et Panerai 2003). En effet, la plupart des projections sur écran en simulation de conduite se font en monoscopie. Par ailleurs, les systèmes de projection stéréoscopiques actuels ne permettent de restituer que la disparité binoculaire. L’accommodation et la vergence des yeux du conducteur ne correspondent donc pas à celles en conditions réelles.

Champ de vision

Nous avons vu que la vision périphérique est particulièrement sensible au mouvement par rapport à la vision centrale. Le phénomène de vection sera donc plus fort lorsque cette zone de la rétine sera stimulée (Berthoz, Pavard et Young 1975). Dans le cadre de la simulation de conduite, il a donc été suggéré qu’un champ de vision minimal de 120° était nécessaire (Kemeny et Panerai 2003)(Jamson 2000). Toutefois, cette valeur dépend du simulateur et notamment de la qualité des autres restitutions sensorielles, ainsi que des situations simulées. Un champ de vision plus important (150°, 180° ou plus) permet d’améliorer l’immersion, notamment celle du regard, lorsque le conducteur est amené à tourner la tête par exemple.

Dans certains simulateurs où l’écran ne couvre pas complètement (voir peu) le champ de vision, le champ de vision géométrique (champ de vision de la caméra virtuelle, voir 4.3.5 et Chapitre 5) est parfois augmenté afin de compenser le manque (Mourant, et al. 2007). Comme nous le verrons par la suite, ce procédé modifie aussi la perception de la vitesse (Diels et Parkes 2009).

Contraste et luminosité

Plusieurs études (Kemeny et Panerai 2003), menées aussi bien sur la perception de la vitesse et de la direction de déplacement de motifs lumineux ((Stone et Thompson 1992), (Weiss, Simoncelli et Adelson 2002) et (Thompson, Brooks et Hammett 2006)), que sur la perception de vitesse en simulation de conduite (Snowden, Stimpson et Ruddle 1998), ont montré que la luminosité et surtout le contraste de l’image ont une influence sur la perception de la vitesse. Même en conditions réelles, le brouillard peut par exemple réduire la sensation de vitesse. Toutefois, le réglage du contraste et de la luminosité en simulation de conduite est dépendant des capacités techniques du restituteur utilisé (vidéoprojecteur, dalle LCD...).

4.2 Restituteurs sensoriels 61

4.2.2. Restitution inertielle