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Article de référence | Réf : TE5908 v1

Environnements virtuels 3D - Typologie et interopérabilité

Auteur(s) : Rozenn BOUVILLE

Relu et validé le 25 juin 2021

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Présentation

RÉSUMÉ

Les environnements virtuels 3D sont utilisés dans de nombreux domaines, avec des usages multiples, du divertissement à l’apprentissage en passant par la conception assistée par ordinateur pour l’industrie. Si leur nombre ne cesse de croître chaque année, un problème récurrent freine leur adoption et leur diffusion. Il est en effet très difficile d’importer des données dans un environnement virtuel autre que celui pour lequel ces données ont été créées. Ceci ralentit la création d’environnements virtuels 3D, augmente leur coût de production et limite leur accès aux utilisateurs. Cet article analyse les raisons de ce manque d’interopérabilité en détaillant les composants de ces environnements et les solutions existantes.

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ABSTRACT

3D virtual environments. Typology and interoperability

3D virtual environments are used in many domains, with applications ranging from entertainment to learning, through computer-aided design for the engineering industry. Even though their number is growing each year, one persistent problem impedes their widespread adoption and distribution: it is very difficult to import data into a virtual environment other than the one it was designed for. This situation raises several other problems that hinder the creation of new virtual environments, increase their production cost and restrict user access. This article analyses the reasons for this lack of interoperability, details the components of a virtual environment, and lists available solutions.

Auteur(s)

  • Rozenn BOUVILLE : Docteur en informatique et ingénieur de recherche - Équipe Hybrid, INSA de Rennes et IRISA, Rennes, France

INTRODUCTION

Les environnements virtuels 3D sont des applications de réalité virtuelle qui ont, au fil des années, gagné en nombre et en diversité d'usages. Cette technologie a en effet trouvé des applications dans divers domaines qui vont du divertissement à des usages professionnels de haute précision. Leur diversité et leur nombre posent un problème pour lequel il n'existe pas de solution universelle : il est impossible de communiquer d'un environnement virtuel à un autre. Il est en effet extrêmement difficile d'échanger des données entre deux environnements virtuels, mais également d'accéder à plusieurs environnements virtuels par l'intermédiaire d'une même application cliente.

Cet état de fait pose de nombreux problèmes qui freinent la diffusion et l'adoption des environnements virtuels 3D :

  • la réutilisation de données. L'impossibilité d'échanger et de partager directement des données d'un environnement virtuel à un autre empêche la réutilisation des données et plus précisément des contenus des environnements virtuels. En effet, bien qu'il existe une offre assez étendue d'outils permettant de produire des contenus 3D, leur manipulation est souvent peu intuitive. Il est donc très intéressant de pouvoir réutiliser des modèles existants car leur réalisation est une tâche coûteuse et consommatrice de temps ;

  • la réutilisation et l'interchangeabilité des composants. Comme il est pratiquement impossible de réutiliser directement des contenus 3D, il en va de même pour les composants logiciels qui permettent de générer l'environnement virtuel. Ceux-ci sont en effet compatibles avec un petit sous-ensemble d'autres composants et de contenus 3D, ce qui limite leur réutilisation pour un autre environnement virtuel. Il est, par conséquent, souvent nécessaire de développer de nouveaux composants pour chaque environnement virtuel, ce qui majore encore leur coût et leur temps de production ;

  • le recours à la conversion. Une solution couramment utilisée pour réutiliser les contenus et les composants consiste à convertir les données utilisées, mais la conversion est souvent synonyme d'erreurs et de pertes de données qui peuvent rendre les contenus convertis inexploitables ;

  • les problèmes de portage. Le manque d'interopérabilité pose aussi problème lorsqu'un environnement virtuel doit être porté sur un autre système (nouveau client ou nouveau terminal) ;

  • les difficultés d'accessibilité. Les environnements virtuels 3D sont généralement accessibles au travers d'une application cliente qui leur est propre. Pour accéder à un autre environnement virtuel, il est nécessaire d'utiliser une autre application cliente.

L'interopérabilité permet de résoudre tous ces problèmes de façon à accroître et à simplifier l'utilisation des environnements virtuels 3D.

La première partie de cet article présente une typologie des environnements virtuels 3D ainsi que les propriétés qui les caractérisent.

La deuxième partie détaille les différents composants des environnements virtuels 3D, les contenus 3D mais aussi les composants logiciels nécessaires à la restitution des contenus.

La troisième partie explique les enjeux de l'interopérabilité et liste les solutions existantes pour les environnements virtuels 3D.

L'objectif de cet article est de présenter aux lecteurs la diversité d'usages et la diversité technologique des environnements virtuels 3D, d'expliquer cette diversité pour enfin exposer les solutions disponibles permettant de pallier les problèmes qu'elle engendre.

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KEYWORDS

virtual reality   |   interoperability   |   3D virtual environments

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te5908


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HEILIG (M.L.) -   Sensorama simulator.  -  US Patent (1962).

  • (2) - CRUZ-NEIRA (C.), SANDIN (D.J.), DeFANTI (T.A.), KENYON (R.V.), HART (J.C.) -   The CAVE : audio visual experience automatic virtual environment.  -  Commun ACM, 35(6), p. 64-72 (1992).

  • (3) - BARTLE (R.A.) -   Designing virtual worlds.  -  New Riders (2004).

  • (4) - FUCHS (P.), MOREAU (G.) 74 auteurs -   Le Traité de la réalité virtuelle.  -  Troisième édition, 4 volumes, « L'Homme et l'environnement virtuel », « Interfaçage, immersion et interaction en environnement virtuel », « Les outils et les modèles informatiques des environnements virtuels » et « Les applications de la réalité virtuelle ». Les Presses des Mines, ISBN 2-911762-62-2, 63-0, 64-9 et 65-7, fév. 2006.

  • (5) - STEPHENSON (N.) -   *  -  Le samouraï virtuel.

  • ...

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QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


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