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L a réaLité augmentée en question
e l l i e V e d e t o N
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22 MARS 2010
e r i1 Contexte et a défnition page3 m 2 Les applications mpossibles page4 o3 Enjeux S et limites page7 La réaLité augmentée
en question
L a ra en queLques dates Les aCteurs de La ra L a ra en queLques Chiffres
Les smartphones, veCteurs de diffusion de La ra L’ arrivée arrivée de L’espaCe CommuniCant dans Les téLéphones Les données géoLoCaLisées, moteurs de La ra
Les verrous teChniques perspeCtives futures
Note de veille n°1 du 22 Mars 2010 : La réalité augmentée en question
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La réalité augmentée, dans son acception communément admise, désigne les systèmes qui reviennent à superposer au monde réel, des éléments 2D ou 3D, virtuels, afn de compléter notre perception du monde, en temps réel. Dans ce système, qui donne à l’utilisateur une place à part entière, l’interaction entre son environnement et lui est constante.
1 Contexte et défnition La réalité augmentée (RA) – ou vision augmentée – permet de superposer des éléments fctis ou réels que perçoit un utilisateur à l’aide de senseurs sense urs en tout genre, comme la caméra d’un téléphone mobile ou une webcam. A travers la RA, l’utilisateur bénéfcie d’une augmentation de la quantité d’inormations disponibles, ce qui contribue à enrichir la perception de son environnement au travers d’inormations additionnelles. La réalité augmentée, qui superpose des couches d’inormations « virtuelles» sur ce que l’on voit physiquement, se diérencie de la « réalité virtuelle », qui elle, remplace complètement notre vision du monde réel par une reconstruction virtuelle de celui-ci. Cette technologie qui permet la visualisation simultanée d’objets virtuels d’une açon naturelle dans un environnement réel, plonge l’utilisateur dans un monde hybride où la rontière entre le réel et le virtuel devient poreuse. A travers des technologies arrivées à maturité1 , la RA permet l’interaction rapide entre des bases de données et notre environnement iPhone app par idrewuk physique. Ainsi, la RA transorme les lieux et les Certains droits réservés (licence Creative Commons) objets en objets communicants, capables de livrer des inormations pertinentes. La visualisation des objets et lieux du quotidien est donc complétée par des inormations supplémentaires, donnant aux utilisateurs de la RA la possibilité de naviguer dans leur environnement spatial d’une açon enrichie. Considérée comme l’une des principales innovations numériques des années à venir, la RA investit une grande quantité de domaines, allant des jeux au domaine médical ou encore industriel, en passant par la localisation, les loisirs et le bâtiment. A noter que le concept de réalité augmentée peut être non seulement appliqué à la perception visuelle mais aussi aux perceptions olactive ou auditive.
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Algorithmes informatiques en reconnaissance d’objets combinés à des processeurs embarqués aux puissantes capacités de calcul
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queLques dates CLés
Le concept de RA est apparu dans les années 1960, grâce aux travaux d’Ivan Sutherland,, un ingénieur en inormatique américain. Les années 1980 marquent, à leur Sutherland tour, le développement des premières technologies de RA liées aux activités militaires. Les avions de combat bénéfciaient déjà d’inormations en temps réel sur leur environnement. La décennie suivante a vu s’élargir le spectre d’activités en touchant directement la recherche médicale grâce au système d’imageries à ultrasons. Aujourd’hui, de nombreux domaines se sont emparés de cette technologie et ne cessent de l’améliorer.
Les aCteurs du marChé Les entreprises européennes s’avèrent leaders sur le marché de la RA. Notamment Renault qui présente depuis 2008 ses résultats et e t ses nouveaux modèles dans une salle truée d’éléments virtuels. Total Immersion, Immersion, une entreprise rançaise en a ait son cœur de métier en développant des logiciels de RA utilisés partout dans le monde. Presselite ou encore Dassault Systèmes sont à la pointe dans cette technologie. Du côté de la recherche, plusieurs centres travaillent sur la RA comme le laboratoire IMAGINE dirigé par Renaud Keriven ou le CITU C ITU à l’origine d’une application dans le projet Terra Numerica. Numerica. Le MIT (Massachussets Institute o Technology) a, pour sa part, élaboré un programme dénommé Sixth Sens. Sens. Chiffres et données du seCteur
Le marché de la RA est très récent mais se compte déjà en millions de dollars. dollars. Bien qu’invisible il y a encore un an celui-ci promet d’être dynamique pendant les prochaines années si l’on en croit une étude de Juniper Research 2 L es es principaux principaux chiffres chiffres En eet, selon ce rapport, le marché de la RA s’établira $ 6 millions : revenus mondiaux des applications à $732 millions en 2014, tiré par les applications de la mobiles utilisant de la RA en 2008 (IAB research) $ 732 millions : revenus revenus mondiaux de la RA en 2014 RA sur les téléphones mobiles.
2 Les applications possibles
(Juniper Research) $ 350 millions : revenus mondiaux des applications mobiles utilisant de la RA en 2014 (AIB research)
Au niveau des usages, de nombreuses applications sont déjà expérimentées, d’autres, pas encore imaginées, ce qui laisse la part belle aux audacieux en termes de prototypes de navigation ou encore d’interactions sociales d’un nouveau genre. Les applications sont remarquables. En ce qui concerne le e-commerce, l’Institut allemand Fraunhoer a développé une cabine d’essayage virtuelle, virtuelle, un élément décisi d’aide à la décision dans l’acte d’achat. 2
Juniper Research, Mobile Augmented Reality: Forecasts, Applications & Opportunity Appraisal 2009-2014.
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Q ueLQues appLications ueLQues appLications de de réaLité augmentée sur mobiLe
Layar – Moteur de recherche Nomao – Moteur de recherche Métro Paris (r) – Navigation en ville Guidage@6 (r – labélisé Proxima Mobile) – Navigation en ville Yelp – Navigation en ville Wikitude – Guide culturel TweetARound – Détection des personnes qui utilisent Twitter Héritage 3D (r) – Visualisation architecturale en 3D / Guide culturel Weegoh – Réseau social et géolocalisation FireFighter - Jeu en RA
Les
Le domaine de l’édition (Robert Laont, avec le concours d’Orange) a lui aussi révolutionné la lecture en déployant des ouvrages équipés de puces 2D délivrant des inormations supplémentaires. Le cinéma, les jeux vidéo, l’automobile, l’aviation ou encore la visite de musées se sont penchés sur ce procédé révolutionnaire. Par exemple, lors de Futur en Seine – maniestation des contenus numériques en Ile de France – il était possible de visiter le cabinet c abinet de travail de Charles V, dans le château de Vincennes grâce à une technologie appelée Héritage 3D. 3D. La RA a donc été une tendance lourde en terme de médiatisation durant l’année 2009. Elle était présente sur de nombreux salons internationaux comme Picnic en Hollande ou le SIGGRAPH Asia. La principale maniestation en France est le Laval Virtual. Virtual.
smartphones, veCteurs de diffusion de La réaLité
augmentée
Avec l’arrivée des smartphones équipés de caméras numériques, de puces GPS, d’accéléromètres et de compas électroniques, la téléphonie mobile ouvre la voie à de nouvelles possibilités pour la réalité augmentée. Se basant principalement sur les plateormes iPhone et Androïd, les applications RA se sont multipliées pendant ces derniers mois, surtout dans le domaine de la géolocalisation. Selon le cabinet d’études ABI recherche, recherche, le marché des applications mobiles utilisant la RA devrait exploser ces prochaines années, passant de $ 6 millions en 2008 à plus de $ 350 millions d’ici à 2014 3. Ces revenus proviendront essentiellement de l’achat d’applications, Augmented Reality neighbourhood par Arcy Norman des abonnements et versions premium payantes et Certains droits réservés (licence Creative Commons) de la publicité, qui devrait attirer de plus en plus d’annonceurs du ait de la possibilité de géolocalisation.
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ABI Research, Augmented Reality: Adding Information to Our View of the World. World . NY, Octobre 2009
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L’ arrivée de L’espaCe CommuniCant dans Les téLéphones Grâce au GPS et aux compas électronique, des moteurs de recherche utilisant la RA comme Layar ou encore Nomao permettent aux utilisateurs utilisateurs d’accéder à de l’inormation l’inormation géolocalisée par la superposition de couches d’inormations sur les images captées par la caméra des téléphones. La capacité des smartphones à reconnaître leur position et orientation (géolocalisation) permet d’associer des inormations à des lieux précis et de les afcher de açon pertinente. A travers la caméra de leur téléphone, les utilisateurs vont donc pouvoir scanner leur environnement, en obtenant des inormations qui s’afchent en surimpression sur leur écran sur les objets et lieux qui les entourent. Afn d’afner les recherches d’inormations, le navigateur de Layar compte plus de 176 fltres qui permettent de voir l’inormation par catégories : transports, divertissement, tourisme, réseaux sociaux… Les données géoLoCaLisées, moteurs de La réaLité augmentée La ville est sans doute le terrain de jeu privilégié pour les applications utilisant la réalité augmentée. L’immense quantité d’inormations et de de données publiques publiques et privées privées à l’échelle d’une ville – héritage historique, inormation sur les systèmes de transport, avis des consommateurs sur les restaurants – peut se superposer à la ville physique sur les écrans des téléphones. Dans ce sens, l’application Métro Paris, Paris, la plus vendue sur iTunes en France en 2009, a recensé des données sur les diérents types de transport à Paris (bus, métro, tramway, taxis, vélib’) en plus de la localisation des spots wif et des diérents commerces. C’est donc d’une açon très intuitive - en pointant la caméra de son téléphone vers des lieux et objets - que les utilisateurs peuvent extraire de l’inormation sur leur environnement. L’ensemble de ces inormations permet à l’utilisateur de se passer de l’utilisation de la cartographie (type GoogleMaps) pour naviguer dans la ville. L’utilisateur bénéfcie d’une expérience spatiale enrichie grâce à la superposition des images captées par la caméra de son Madrid nearest metro par orse téléphone. Certains droits réservés (licence Creative Commons) Mais la RA ne sera vraiment vraiment ce réservoir exceptionnel de services à haute valeur ajoutée économique et sociale, qu’à condition de surmonter les défs sous-jacents à ce type de contenu.
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3 Enjeux et limites Les vérrous teChniques La RA comporte ainsi un certain nombre de limites et de verrous. Tout d’abord au niveau technique, Ronald Azuma3 , chercheur à l’Université de Caroline du Nord et pionnier de la RA souligne que des règles ondamentales sont à respecter pour le onctionnement d’un système de réalité augmentée : la combinaison du réel et du virtuel, le respect des contraintes d’intérativité et de temps réel, le respect de l’homogénéité et de la cohérence entre le monde réel et virtuel. En somme, il s’agit de problématiques de localisation, de visualisation et d’intéraction, d’intéraction, lesquelles permettent une bonne synchronisation entre le réel et le virtuel. Si dans leur grande majorité ces systèmes de réalité augmentée sont destinés à des environnements restreints et contrôlables - ce qui limite les problèmes technologiques de variation de luminosité, de gestion des occultations et d’alignement 3D - la réalité augmentée en milieu extérieur ajoute à ces difcultés, d’autres problématiques. Elle y ajoute une gestion des données géo-réérencées et celle d’une double localisation : une localisation absolue via des balises et un système GPS ainsi qu’une localisation relative de l’utilisateur grâce à des capteurs de mouvements. En outre, des modèles 3D assez fdèles de l’environnement sont nécessaires pour éviter les bugs, ce qui n’est pas chose aisée lorsque l’on couvre de vastes territoires. En outre, le traitement de données aussi riches sur des terminaux mobiles qui ont des capacités limitées de stockage constitue un autre verrou technique complexe à lever. D’autre part, à l’heure actuelle la technologie n’est pas encore paraite en terme de conort d’utilisation. Elle tient encore du gadget et non d’un service paraitement calibré. Comme le résume Hubert Guillaud 4, la RA « n’améliore pas l’expérience utilisateur utilisateur,, au contraire, elle la complique». On ne lit pas non plus au quotidien un magazine ace à sa webcam, et l’on ne marche pas non plus dans la rue avec nos mobiles tendus sous les yeux 5. Et si l’apparition de lunettes de vision de réalité augmentée augmentée (comme celles de de 3DVisor 3DVisor)) compense ces problèmes en ournissant un outil plus adapté à la vie quotidienne de l’utilisateur, cet outil n’est pas encore grand public. public . La technologie n’est donc pas encore e ncore mature pour un usage massi mais certaines innovations ouvrent des perspectives.
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Madjid Maidi, thèse sur la Réalité Augmentée, 14 novembre 2007, page 20 Hubert Guillaud, De la réalité augmentée à la réalité mixte 5 Chris Dannen, Put Your Phone Down: Augmented Reality Is Overblown, blog Fast Company, 2 novembre 2009»
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perspeCtives futures Parmi les solutions à ces verrous, on trouve la réponse donnée par l’intégration l’ intégration de pico projecteurs et de caméras à des téléphones portables portables.. Ces derniers, comme le démontre Pravanv Mistry, Mistry, chercheur au MIT, à Boston, nous proposent une interaction inédite entre le virtuel et le réel, à travers son projet SixthSense SixthSense.. Cette technologie permet à l’utilisateur d’afcher le virtuel directement sur le réel lui même, sans avoir besoin d’écrans ou de lunettes spéciales. Ainsi notre propre main devient un clavier et nous pouvons prendre une photo en cadrant directement avec les doigts ou manipuler des éléments virtuels avec la main. Ce rapport «naturel» avec la réalité augmentée, rompt avec les problèmes d’ergonomie de la RA traditionnelle. Citons aussi, dans cette perspective, le projet Sony PS3 Move présenté lors de la Game Developers Conerence de San Francisco, à savoir une nouvelle manette s’inspirant du modèle de la Wii qui grâce à une caméra et un système d’enregistrement, bénéfcie de la technologie de la réalité augmentée. La plateorme de Sony projette aussi de lancer très prochainement des logiciels, téléchargeables depuis la console, rendant possible le relie et la 3D sur PS3, PS3, ce qui permet des combinaisons intéressantes avec les outils de réalité augmentée. Mais la démocratisation de la technologie de la réalité augmentée, entraîne des problèmes d’une nature tout autre. En eet, d’un point de vue éthique, éthique, plusieurs voix s’élèvent pour mettre en garde contre une utilisation abusive et sans garde ous, notamment sur le critère de liberté. En eet, en orçant notre regard sur certaines cer taines inormations, la vision libre et naïve que nous aurions eue se trouve altérée, la technique orientant ici le regard. Marshall Kirkpatrick 6, journaliste spécialisé dans les NTIC, rajoute qu’il aut se méfer des spam et du hacking. Mais de ce scepticisme actuel se dégagera un ormidable écosystème de ressources et d’inormations si l’on avance avec prudence vers cet avenir stimulant que nous ore la réalité augmentée.
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Marshall Kirkpatrick, Kirkpatrick, Augmented Reality: 5 Barriers to a Web That’s Everywhere, Everywhere , blog ReadWriteWeb, 24 août 2009
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annexes sourCes Best o Micro, Plongez dans la réalité augmentée : La réalité augmentée, c'est quoi ? , Août 2009 Edouard Laugier, La nouvelle vague – 10 innovations , Le Nouvel Economiste, Janvier 2010 Mobile Marketing Watch, The Future O Mobile Augmented Reality , Décembre 2009 Business Week, Augmented Reality Goes Mobile , Novembre 2009 G. Masserey, Interaces Mobiles pour l'Environnement Réel Augmenté , Laboratoire d’Inormatique pour l’Entreprise et les Systèmes de Production. Lyon, 2005 – 2009 Guillaume Plouin, Les perspectives de la réalité augmentée , Août 2009 Xavier Debbasch, La réalité augmentée sur mobile , Janvier 2010 Blog Zero Seconde, Les trois catégories de la réalité augmentée , Janvier 2010 2ème journées de l’AFRV l’AFRV,, La réalité augmentée en extérieur: enjeux et état de l’art , 2007
agenda 25 mars : Présentation de l’étude Jitex sur le marché des jeux online en corée 1er avril : Petit déjeuner de présentation de «Economie des données personnelles» de F. Rochelandet 8 avril : Petit déjeuner de présentation de «Mainstream» de F. Martel 15 avril : Petit déjeuner numérique et développement durable
a propos de think digitaL Think Digital est le think tank de Cap Digital. Il est animé par Jean Baptiste Souron et se compose de groupes de réfexion d’une durée de 6 mois dont le sujet est proposé par les membres et validé par le BE et par Cap Digital. Chaque groupe organise divers évènements et réunions donnant lieu à des échanges et des travaux lesquels aboutissent à la production de livrables. En cas d’intérêt des membres, il peuvent être renouvelés sous une autre orme ou bien déboucher sur d’autres projets (autre (autre groupes de réfexion, appels à projets, livre blanc etc) et contribuer ainsi à la vitalité du think tank.
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