Article de référence | Réf : AG2521 v1

Conception assistée par la réalité virtuelle
Réalité virtuelle et conception - Méthodes

Auteur(s) : Philippe FUCHS, Simon RICHIR

Date de publication : 10 avr. 2003

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Auteur(s)

  • Philippe FUCHS : Maître assistant à l’École des mines de Paris (EMP) Équipe Réalité virtuelle et réalité augmentée, centre de robotique, EMP

  • Simon RICHIR : Ingénieur Arts et Métiers - Maître de conférences, ISTIA Innovation, université d’Angers

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INTRODUCTION

Comme nous l’avons montré dans l’article précédent , les technologies de la réalité virtuelle apportent aux entreprises la maîtrise du temps réel et ouvrent de nouvelles perspectives :

  • tests et essais impossibles à réaliser dans le monde réel ;

  • multiplication des choix, des architectures, des combinaisons, des couleurs ;

  • intégration des utilisateurs finaux dans l’équipe de conception (grâce à la simulation interactive, ils peuvent évaluer le futur produit) ;

  • mise en scène des produits dans différents environnements ;

  • ingénierie collaborative avec d’autres métiers, d’autres cultures ou d’autres pays avec un langage de travail commun : l’image interactive.

Tous les secteurs de l’industrie sont concernés : bâtiment, automobile, médecine, ingénierie, commerce, aéronautique, pétrole, etc. Le développement des réseaux d’échange d’informations autour de l’Internet est aussi un formidable média de développement de ces technologies.

Nous abordons maintenant la question du développement d’un projet de réalité virtuelle dans une entreprise. Cette question n’est pas fortuite car, à la différence du domaine de la CAO, il n’existe pas encore d’applications spécifiques pour de nombreux secteurs de l’industrie. Pour conserver un avantage concurrentiel, une entreprise peut alors avoir intérêt à développer elle-même une application informatique tirant partie des possibilités inédites des technologies de la réalité virtuelle.

Nous présentons d’abord la conception assistée par la réalité virtuelle (CARV), qui est le pendant de la CAO à la réalité virtuelle, et nous mettons en perspective la réalité virtuelle dans l’organisation actuelle des entreprises (chaîne numérique de la conception virtuelle).

Nous détaillons ensuite les problèmes à résoudre (dont celui des échanges des données) avant d’aborder le thème de l’intégration de la réalité virtuelle dans le processus de conception. Nous terminons par l’exposé d’une méthode de développement d’un projet de réalité virtuelle au sein d’une entreprise.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-ag2521


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1. Conception assistée par la réalité virtuelle

1.1 CAO et CARV

La CAO (conception assistée par ordinateur) évolue constamment pour mieux répondre aux besoins des concepteurs. Depuis l’introduction de l’ordinateur dans les bureaux d’études, l’évolution de la conception n’a pas cessé : au début, les objectifs furent principalement de remplacer les dessins industriels par leurs homologues numériques en 2D. Ce fut l’époque du DAO, le dessin assisté par ordinateur. Ensuite, l’ordinateur a eu pour tâche de simuler des phénomènes physiques permettant de valider les choix de conception : la CAO « classique » exploitant des méthodes numériques, calculées en temps différé (comme la méthode des éléments finis, etc.). Les résultats obtenus permettent à l’ingénieur de valider objectivement sa conception, sous réserve de la qualité de sa modélisation. Les ordinateurs montant en puissance, le cas particulier de simulation des lois optiques permit aussi de représenter sous forme d’images photoréalistes le produit fini et donc de pouvoir juger alors subjectivement de son design, de son esthétique. Ce fut le début de la représentation virtuelle du produit fini pour l’utilisateur et non pour le concepteur. Cette représentation était figée et longue à obtenir. Il a fallu attendre les ordinateurs actuels aux possibilités encore modestes en temps réel pour introduire la réalité virtuelle dans le domaine de la conception : la CARV (conception assistée par la réalité virtuelle). La réalité virtuelle apporte une nouvelle approche lors de la conception d’un produit : permettre à un utilisateur de tester et de valider le produit, principalement à partir de critères subjectifs (esthétiques, ergonomiques, etc.). Deux fonctionnalités de la CARV sont très intéressantes pour le concepteur :

  • éviter, partiellement en général, la réalisation de prototypes réels, long à fabriquer et onéreux ;

  • faire varier des paramètres du produit sur le prototype virtuel pour l’optimiser en tenant compte de critères subjectifs.

Le défi industriel du prototypage virtuel – à ne pas confondre avec le prototypage rapide – permet donc à toute personne (concepteur, testeur, utilisateur ou client) d’être immergée et d’interagir en situation sur le produit avant que ce dernier soit réellement...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FUCHS (P.), MOREAU (G.), PAPIN (J.P.) -   Le traité de la réalité virtuelle  -  . Les presses de l’École des mines de Paris (2001).

  • (2) - FUCHS (P.), NASHAHIBI (F.), LOURDEAUX (D.) -   A theoretical approach of the design and evaluation of a virtual device  -  . Actes du colloque international de Laval « Réalité virtuelle et prototypage », 11-20 (1999).

  • (3) - RHEINGOLD (H.) -   La Réalité Virtuelle  -  . Dunod (1993).

  • (4) - LEE (J.), HIROTA (G.), STATE (A.) -   Modeling Real Objects Using Video See-Through Augmented Reality  -  . ISMR 2001, Proceedings, 19-26 (2001).

  • (5) - OHTA (Y.), SUGAYA (Y.), IGARASHI (H.), coll -   Share-Z : Client/Server Depth Sensing for See-Through Head Mounted Displays  -  . ISMR 2001, Proceedings, 64-72 (2001).

  • (6) - YOKOKOHJI (Y.), ETO (D.), YOSHIKAWA (T.) -   Dynamically...

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