CAO et réalité virtuelle !
Pour ceux qui ne sont pas familiers de la CAO (conception assistée par ordinateur), nous allons présenter rapidement cet outil informatique.
Les logiciels de CAO (aussi appelés « CAD » pour « Computer Aided Design ») permettent de modéliser un objet pour sa conception et sa production. A la fois utilisé pour une représentation technique et pour des calculs de simulation, cette modélisation se fait en 3D. C’est un outil métier, incontournable pour de nombreux secteurs d’activités, tels que l’ingénierie mécanique et la construction de bâtiments, par exemple.
Mais alors, pourquoi ne pas utiliser les pièces de CAO 3D pour la réalité virtuelle ? La raison est simple, les ensembles de modèles 3D de CAO sont très détaillés et on un maillage trop dense, ce qui fait que même un ordinateur très puissant est poussé à bout pour les afficher en temps réel.
Qu’est-ce que le rendu temps réel ?
Une des applications de réalité virtuelle est de la 3D temps réel, elle utilise un moteur qui calcule les images en direct selon l’action de l’utilisateur (comme un jeu vidéo). L’ordinateur doit donc rendre les images juste avant leur affichage. C’est en opposition au rendu d’images ou de film de synthèse précalculé qui demande des temps de calcul très long en se concentrant sur la qualité de l’image.
Il y a un facteur important à considérer lorsqu’on crée une application temps réel, afficher un nombre d’image suffisant pour éviter la cinétose (« motion sickness » en anglais).
La cinétose en VR, mythe ou réalité ?
Définition de la cinétose : C’est une sensation de vertige, voire de nausée créée par notre cerveau lorsqu’il enregistre une discordance entre le perçu visuel et les mouvements ressentis réellement ! Le problème provient du système vestibulaire, qui est aussi à l’origine du mal des transports.
Afin d’éviter cet effet désagréable, il est important de calculer et d’afficher un nombre minimal d’images par seconde et garder un bon degré de performance pour l’application VR. Nous conseillons d’afficher un minimum de 90 images par seconde ou FPS (« frames per second ») pour supprimer tout risque de cinétose.
La cinétose peut être une réalité si l’application est mal optimisée et que le taux de rafraîchissement des images baisse au-dessous d’un certain palier (sensibilité variable pour chaque personne). Elle est aussi une réalité si les mouvements perçus visuellement ne sont pas identique au ressenti du corps. (Exemple : Visualiser une descente de ski alors que notre corps est statique)
KAÏNOO ne déploie aucune application pouvant engendrer le moindre risque de cinétose.
Les logiciels CAO et le temps réel
Les logiciels de CAO sont dans un entre-deux. Ils se concentrent sur la conception technique et l’aspect « temps réel » n’est qu’un objectif secondaire pour permettre un minimum acceptable pour la manipulation des éléments.
La plupart des logiciels de CAD (« computer-aided design ») / CAO (conception assistée par ordinateur) tels que Autodesk Revit®, ArchiCAD® ou Solidworks®, proposent une solution de visualisation en VR intégrée ou via des partenaires. Ceux-ci travaillent en plusieurs variantes différentes, par exemple ils :
- Simplifient fortement le modèle pour le rendre en réalité virtuelle ;
- Ne permettent pas de visualiser le complet de l’objet ;
- Doivent précalculer toutes les zones à visiter, processus qui peut être long ;
- Représentent l’objet complet en ignorant la performance de l’application.
Ces variantes utilisent aussi généralement un visuel de rendu des matériaux destiné à la CAO qui n’est pas toujours réaliste. Ce visuel sert uniquement à se représenter à peu près de quelle matière il est question. Ainsi, on ne peut pas se représenter correctement l’objet avec réalisme.
Comment KAÏNOO crée une appli temps réel
Chez KAÏNOO, notre spécialité est l’optimisation de grandes scènes, pour cela nous utilisons un processus de préparation d’objet 3D par un traitement semi-automatisé où nous prétraitons les modèles de manière automatisée. Ensuite, notre équipe de spécialistes en modélisation 3D retravaille manuellement les pièces complexes ou problématiques. Ce contrôle total sur la modélisation nous permet d’optimiser au maximum l’objet et un ensemble d’objets 3D tout en maximisant le réalisme du rendu au niveau des matériaux. Ce processus nous permet de représenter des maquettes 3D complexes de manière réaliste et surtout sur tous les supports : PC, Mac, Web, Mobile (iOS & Android) et même en VR mobile avec l’Oculus Quest.
Pourquoi définit-on un objet AR-VR ready ?
Chez KAÏNOO, nous labélisons les objets « AR-VR ready » lorsqu’ils sont compatible pour toutes les plateformes qui proposent de la réalité augmentée ou de la réalité virtuelle. Comme cela inclut les plateformes mobiles, il faudra toujours considérer la puissance de calcul limitée de ces plateformes par rapport à un ordinateur.
Cette forme d’objet 3D pour obtenir le label « AR-VR ready » devra aussi toujours posséder une matérialisation standard qui représente toutes les propriétés du matériau. Le principe PBR (« physically based rendering » ou « rendu physique réaliste ») est appliqué pour la conception et l’export.
