Olfaction et navigation intuitive par l’image

les nouveaux modes d’interactions

 

Imaginez un monde où vous n’utiliseriez plus ni boutons ni intermédiaires pour commander tel ou tel appareil, mais où un seul geste de la main exaucerait votre désir. Un monde sur mesure, où la communication laisserait la part belle à l’intuition et où vous vous laisseriez guider par le bout du nez… par des senteurs. Ce monde existe dans le studio créatif de France Télécom R&D, et ce monde, c’est demain !

 

 

Un artiste imagine un voyage au cœur de l’image. Les ingénieurs créent ensuite un programme grâce auquel il devient possible, armé d’un joystick, de « creuser » dans l’image pour se rapprocher d’une texture, d’un élément, d’une ambiance… Et, pendant que l’on se déplace à l’intuition, l’ordinateur enregistre nos déplacements et nos préférences pour nous proposer une liste de site web en rapport avec nos goûts. Si le produit est encore loin d’être finalisé, le concept de navigation intuitive par l’image prend du sens et pourrait trouver rapidement des applications dans le domaine du tourisme, avec la conception de voyages sur mesure.

 

Cet exemple illustre parfaitement la façon de travailler des douze personnes du Studio créatif de France Télécom R&D. Entourées de sociologues, d’artistes, impliquant dès le début le futur utilisateur, faisant appel à des techniques de créativité marketing, elles observent, imaginent et réalisent de nouveaux concepts d’interactions dans le domaine du service. « Le studio créatif n’a pas vocation à faire du développement technique, souligne Bernard Marquet, responsable de l’unité de R&D, mais de faire de la prospection de services en utilisant des compétences très diverses ». Leur objectif : Anticiper les besoins, partir d’idées folles pour qu’au final, le produit se rapproche le plus possible du rêve du client. « Quand on a commencé à parler de diffusion d’odeurs sur Internet, on nous a rigolé au nez, commente, sans mauvais jeu de mot, Sylvie Courcelle, responsable du projet web parfumé, il a fallu travailler dur sur les prototypes pour montrer la faisabilité du projet. ». C’est bien là la deuxième phase de travail du studio : une fois le nouveau concept trouvé, il faut arriver à donner corps aux idées, à les scénariser avant que la technique ne permette de les rendre accessibles au public, pour que le projet avance. Concernant le web parfumé deux illustrations de service ont vu le jour. Nous voici partis pour une navigation (fictive) durant laquelle nos narines sont sollicitées : France Télécom a par exemple choisi, pour l’occasion, d’associer à sa marque une très agréable odeur de pamplemousse. L’idée étant qu’une senteur peut faire partie de la signature d’une entreprise, au même titre qu’un logo ou qu’un air de musique. Etape suivante : un parfumeur nous propose de sentir trois essences de base (rose, cédrat, violette), puis de les associer pour créer un parfum. Vient le tour d’une jardinerie où l’on peut sentir des fleurs, humer les arômes des fruits… Enfin, la dernière nouveauté de cette marque de vêtement pour enfant est de parfumer ses tee-shirts. A vous de choisir entre l’odeur d’herbe coupée de la collection de printemps et le parfum de cannelle de la collection d’automne… Le deuxième concept est axé sur la télévision : Olfi anticipe la première chaîne interactive odorante. Ainsi, les odeurs se succèdent au fil des programmes : foin séché pendant la météo, vanille accompagnant une publicité pour un déssert… Ces prototypes fonctionnent depuis bientôt un an. France Télécom a prouvé la faisabilité technique ; des travaux sont d’ailleurs en cours sur la miniaturisation des diffuseurs, et la phase de commercialisation se dessine aux horizons 2002 – 2003.

 

Si la diffusion d’odeurs est bien partie pour prendre sa place sur le net, la communication par l’image continue de se développer en chassant le texte. Dans ce domaine France Télécom R&D travaille à l’amélioration de l’animation de visages, ce qui comprend la synthèse vocale, l’animation faciale donnant le rendu d’expressions, de mimiques, voire, d’émotions. Le but : obtenir, en temps réel, la même qualité de définition que dans les films d’animation (où là, tout est pré-enregistré), pour nous créer des cybercompagnons toujours plus vivants !

 

Contact : Bernard Marquet

Responsable de l’unité de R&D de France Télécom R&D

Tél. : 02 99 12 45 52

Bernard.marquet@francetelecom.com

 

 

 

 

Vol au dessus d’un monde virtuel

Comment modéliser une ville en un temps record

 

La société IVT (International Virtual Tour), spécialisée dans les systèmes virtuels 3D a mis au point un procédé unique au monde pour la fabrication d’environnements virtuels urbains. Plus besoin de dessiner puis de numériser chaque bâtiment, un logiciel les reconstitue automatiquement en relief d’après des données IGN (Institut Géographique National) et le cadastre de la ville.

 

Jusqu’à présent, la méthode pour représenter sur ordinateur une ville dans ses trois dimensions consistait à dessiner manuellement chaque élément apparaissant à l’écran avant de l’intégrer à l’environnement numérique. Longue et fastidieuse, cette technique ne permet d’obtenir qu’un décor de théâtre dont seule la partie numérisée des édifices est visible. Le procédé utilisé par la société IVT (basée à Cesson-Sévigné, près de Rennes) spécialisée dans les systèmes virtuels 3D urbains, permet de modéliser rapidement l’espace géographique sans avoir un recours massif au dessin. Il consiste à rassembler des informations de provenances diverses afin de constituer une vaste base de données sur la ville à modéliser (localisation de chaque édifice, dimensions, topographie de la zone…). A partir de ces données chiffrées, un logiciel nommé « Fast Builder » va construire automatiquement un fond de carte sur lequel tous les bâtiments sont positionnés avec une marge d’erreur de 50 cm. En fonction de leur position et de leur date de construction, il va appliquer sur les édifices nus une texture (mur en briques, torchis, façade en béton percée de  fenêtres …) qui leur donnera leur aspect tridimensionnel.

 

Pas une image, mais une représentation de la ville

 

« Lorsque l’on montre la silhouette générale de sa ville à un habitant il la reconnaît au premier coup d’œil ! explique Olaf Malgras, responsable du développement de IVT. Mais il est vrai que s’il se met à chercher sa maison, il ne lui trouvera sans doute pas le bon nombre de fenêtres… » En effet, le procédé ne produit aucunement une image mais une représentation de la ville d’après les données de la base. De ce fait, les graphistes doivent tout de même intervenir pour effectuer des retouches finales, mais sur certains bâtiments et monuments d’importance visuelle majeure seulement. « La modélisation du gros de la ville est rapide ! explique Paul Delorme, Président directeur de IWI, la société mère de IVT. C’est la création de bâtiments particuliers qui prend le plus de temps. ». Par exemple, il a fallu deux jours pour modéliser les 35 000 bâtiments de la ville de Rennes, et plusieurs mois pour traiter manuellement les 60 bâtiments particuliers...

Ce qui fait la force de cette technique, n’est donc pas sa précision mais bien sa rapidité. Paul Delorme raconte. « Une équipe américaine travaille depuis un certain temps à la modélisation d’une ville en dessinant chaque bâtiment… La tâche est colossale et au vu du résultat, on se demande si le jeu en vaut la chandelle étant donné ce que l’on obtiendrait grâce à Fast Builder y ressemblerait beaucoup…»

 

 

L’enrichissement à l’infini

 

Contrairement aux techniques traditionnelles de modélisation, l’image n’est plus une matière première figée, mais seulement la représentation du contenu d’une base de données que l’on peut enrichir à l’infini, les seules limites étant celles de la capacité de stockage des informations. Ainsi sur la modélisation de la ville, on peut faire apparaître ce que l’on souhaite : données statistiques, textes historiques, vues panoramiques sur des monuments caractéristiques… De plus, la possibilité de remettre en un instant des données à jour sans à avoir à effectuer de nouveaux dessins est particulièrement bien adaptée aux grandes villes qui changent rapidement d’aspect ; et puisque tout se fait de façon automatique, les coûts de réalisation sont faibles.

La société IWI travaille actuellement avec la ville de Rennes à l’élaboration d’un CD-Rom contenant une modélisation de la ville, qui accompagnera la prochaine édition du guide « vivre à Rennes » dont la sortie est prévue fin 2001. Les plus impatients peuvent dès maintenant aller visiter en temps réel la capital régionale à l’Institut de l’urbanisme (dans le centre de Rennes). Autre gros projet : le réseau à haut débit ”Mégalis” sur lequel on pourra bientôt parcourir virtuellement les chemins de randonnée des Côtes-d’Armor, modélisés grâce à ce procédé qui intéresse de plus en plus de villes, bien réelles celles-là.

 

E.L

 

Contact : Paul Delorme

Tel : 02 99 83 47 47

  

 

Imagerie Médicale

Numériser le vivant

 

Fémur, cotyle, complexe péritalien, prono supination… A l’entendre parler, on pourrait croire que Valérie Burdin est médecin. Enseignant-chercheur à l’ENST[1] Bretagne, depuis le début de sa thèse en 1988, elle développe des techniques de modélisation des os en 3D. IRM, et scanner lui sont donc aussi familiers que les algorithmes permettant de recréer un squelette ou les mouvements des articulations. Petite visite à l’intérieur du corps humain.

 

 

En 1895, les premières radiographies révolutionnaient la médecine en offrant la possibilité de « voir l’invisible. » En l’occurrence, les os. Un siècle plus tard, l’alliance orthopédistes-informaticiens se révèle très fructueuse. Il est désormais possible de traiter les données obtenues à partir d’un scanner à rayons X ou d’une IRM, et de reconstituer le mouvement d’une articulation dans l’espace. Röntgen, père de la radiographie, aurait sûrement apprécié !

 

Qu’est-ce qui se passe « dedans » ?

 

En médecine, l’intérêt des mondes virtuels est bien là : rendre visible ce que l’œil ne peut voir. Mais pour que le virtuel s’approche au mieux de la Nature, il faut avoir de bonnes bases, c’est à dire des données brutes de qualité. Valérie Burdin est enseignant-chercheur au Latim, ses travaux ont pour but de modéliser les os et de les mettre en mouvement. Le problème des données brutes, elle connaît bien : « Aujourd’hui, nous partons de clichés d’IRM ou de radiographies. Mais nous disposons de très peu de créneaux pour utiliser l’IRM par exemple. La machine est destinée principalement aux médecins et à leurs patients. De plus, les données que nous fournit l’IRM ne sont pas forcément les meilleures. »

 

En effet, l’IRM n’est pas la méthode idéale pour visualiser les os : la résonance magnétique permet une bonne représentation des structures riches en Hydrogène. Autrement dit, seules les parties du corps riches en eau, comme le cerveau, sont bien rendues. Une autre solution est d’utiliser le scanner pour radiographier les sujets, mais là encore des limites existent. D’une part, les sujets servant de « modèles » sont exposés à de nombreuses ionisations, d’autre part, le matériel demande à être poussé dans ses limites techniques, ce qui n’est pas toujours autorisé !

 

Du réel au virtuel

 

Les os des patients sont donc observés sous plusieurs angles, dans des positions différentes. Les images obtenues, qui sont en fait des « coupes », sont alors superposées pour reformer un volume et ainsi passer de la 2D à la 3D. Un traitement informatique permet ensuite de reconstituer un véritable os virtuel !

 

« Mieux que Walt Disney ! »

 

La grande force de ces os virtuels est qu’ils peuvent recréer le mouvement au niveau des articulations. Ainsi, on arrive à voir ce qui se passe à l’intérieur du corps quand il bouge. « Depuis longtemps, nous sommes habitués à voir des personnages de synthèse évoluer dans les jeux vidéos, à la télévision ou au cinéma, fait remarquer la chercheur. Les techniques sont très bien rodées : la plupart du temps ce sont des capteurs externes qui sont utilisés. En les plaçant judicieusement sur un comédien, on arrive à recalculer un mouvement. A ce niveau, si il y a des aberrations sur l’avatar virtuel (un bras qui rentre dans l’épaule par exemple), il est toujours possible de bricoler l’animation plus tard. Pour nous c’est totalement différent, nous cherchons à voir exactement comment bougent les os les uns par rapport aux autres. Impossible de mettre des capteurs dans une articulation ! » Dans quelques années, il sera possible d’obtenir les mêmes résultats avec les muscles. L’Homme virtuel est en marche…

 

V.D.

 

 

Contact :

Valérie Burdin

ENST Bretagne

LATIM

ZI Kernevent

Valérie.burdin@enst-bretagne.fr

 

 

---

[1] Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne

---

Médecine et mondes partagés

 

Une des difficultés quand on est étudiant en Médecine, c’est de pouvoir répéter les gestes techniques élémentaires. Les livres et l’apprentissage « sur le terrain » sont bien souvent les seules méthodes pour acquérir ces savoir-faire indispensables.

L’ENST Bretagne développe le Projet « Simulation et modélisation en environnement partagé » dans le cadre du programme international ECOS-Nord. Il s’agit pour ces chercheurs, de développer une interface multiplate-forme, permettant aux médecins de « se faire la main » sur un patient virtuel. Ainsi, le projet permet à plusieurs utilisateurs (des étudiants), de travailler les gestes de l’échographie dans un monde virtuel. Un enseignant (bien réel lui !) a la possibilité, à partir de son poste, de « rentrer » dans l’espace de chaque étudiant et de le corriger si besoin.

Pour encore, des limites existent, notamment au niveau des retours de force. En effet, la sonde de l’échographe ne renvoie pas les mêmes informations selon la force avec laquelle on l’appuie sur le patient. 

---

 

Jeux, tourisme, commerce électronique

le virtuel entre au musée des Télécoms.

 

Les visiteurs qui se sont pressés cet été dans le musée des Télécoms de Pleumeur-Bodou (22), ont eu le plaisir de découvrir et tester une série d’animations faisant appel à la réalité virtuelle. Visite guidée.

 

Chef du département animation du musée, Pierre-Yves Paranthoën ne cache pas sa satisfaction : “L’espace virtuel a fonctionné en continu tout l’été, et n’a jamais désempli !” Il est vrai que les activités proposées sont tout à fait remarquables… La plus spectaculaire est certainement l’espace jeux. “Nous voulions disposer, depuis longtemps, d’une telle animation. Mais nous nous heurtions à deux problèmes. Le premier était de ne pas refaire ce qui existe déjà un peu partout, et nous ne voulions pas d’un système nécessitant l’emploi de casques, gants et câbles…” La réponse est venue de Toronto au Canada, avec la société Vivid et son système “VGC Mandala” à commande de gestes. Un système actuellement unique en France.

 

Les joueurs se placent devant un écran de couleur verte, uniformément éclairé et sont filmés par deux caméras vidéo. Ce sont donc les caméras, et elles seules, qui rendent compte de chaque geste ou position du joueur et donc du volume que celui-ci occupe dans l’espace. Ces informations sont transmises en temps réel à l’ordinateur qui met le joueur en scène : il calcule, par exemple, que plus le joueur est accroupi, plus la vitesse du snow-board doit être grande. La réponse est si rapide, que l’on a réellement la sensation d’être passé de l’autre côté de l’écran ! Le reste de la mise en scène est plus classique : Les pixels verts du fond sont éliminés, exactement comme ce qui se fait à la TV pour la présentation de la météo et sont remplacés par des images virtuelles. Pour le joueur, la surprise est totale. Il se retrouve face à sa propre image, en train de dévaler une piste enneigée. Et quand la fatigue se fait sentir, il peut changer d’activité, simplement en levant le bras, et choisir un autre jeu : une partie de volley sur la plage, ou une chevauchée de luge spatiale avec laquelle il va aller détruire les météorites qui menacent la planète. Vivid a d’ores et déjà développé une quinzaine de titres, mais, pour superbe que soit cette machine, ce n’est pas demain que l’on pourra la trouver dans nos salons… Elle coûte en effet un peu moins de 700 000 F( soit 100 000 €).

 

Mais dans le musée des Télécoms, le voyage virtuel continu. Tout d’abord, avec ”Saqarah”, une visite virtuelle en 3 dimensions de la célèbre et magnifique cité égyptienne. Développé par EDF, ce logiciel ne permet qu’une visite “statique”. C’est-à-dire, que le spectateur, ayant chaussé cette fois des lunettes, ne peut pas intervenir en choisissant, par exemple, de regarder de tel ou tel côté. EDF a beaucoup investi ces dernières années dans ces images 3 D, ce qui lui a notamment permis de réaliser un film exceptionnel sur la grotte Cosquer (grotte sous-marine des calanques de Cassis, riche en peintures rupestres).

 

Autre innovation, le système “Ville virtuelle 3D”, qui permet de se promener, via Internet, sur les Champs Élysées et de pénétrer dans certaines boutiques (France Telecom, 3 Suisses…). Ce système préfigure le commerce virtuel de demain. Grâce à un système de rotation à 380° – développé par la société Com Média de Lannion, ce système consiste à réaliser des séries de photographies dans un local réel, selon des angles bien précis, puis à les “compositer” informatiquement –, le visiteur peut se promener dans les magasins, cliquer sur l’objet de son choix, obtenir tous les renseignements (prix, caractéristiques…) et même commander et payer l’article choisi. Dans certaines boutiques, il est même possible de converser en direct avec le vendeur !

Enfin, le public peut s’initier à un jeu en réseau, toujours via Internet, de course de voitures. Il ne s’agit pas ici d’aller vite, mais de réaliser un certain nombre d’épreuves, de parcours.... Grâce à un casque et à un micro, les joueurs peuvent communiquer entre eux, et élaborer ainsi la meilleure stratégie. Cette technologie préfigure ce que pourront être les jeux de demain.

 

Contact : Pierre Yves Paranthoën, Site Cosmopolis, 22560 Pleumeur-Bodou, Tél 02 96 46 61 48. E-mail : mustel.pp@leradome.com

 

 

 

Laval : capitale du virtuel

 

La ville de Laval est en passe de réussir un pari lancé en 1996 : devenir la capitale Européenne de la réalité virtuelle. Récit d’un parcours exemplaire avec Guy Le Bras le directeur de Laval Mayenne technopole.

 

Sciences Ouest : Laval est en passe de devenir le pôle européen de la réalité virtuelle. Comment en est-elle arrivée là ?

 

Guy Le Bras : Tout commence en 1996, lorsque François Daubert, ministre de la recherche, s’est interrogé sur les développements technologiques de la ville. À l’époque, on ne parlait que de l’Internet. Mais nous nous sommes dit que le train était déjà sur les rails et particulièrement bondé… Monsieur Daubert a alors multiplié les contacts avec des chercheurs du monde entier et est arrivé à la conclusion que l’étape suivante, après l’Internet, c’était la réalité virtuelle.

 

Sciences Ouest : Mais on ne devient pas un pôle international simplement parce qu’on l’a décidé ?

Guy Le Bras : Certainement pas. Les choses se sont faites par étapes. La première a été de créer un événement original et unique : Laval Virtual. Une exposition de tout ce qui se fait dans le domaine de la réalité virtuelle, tant pour les industriels, que pour les universitaires ou le grand public. Dès sa première édition, en 1999, cela a été un véritable succès puisque nous avons accueilli près de 7000 visiteurs ! Un événement de cette ampleur : c’est formidable, mais ça ne dure que trois jours par an. Il nous fallait maintenant faire venir les entreprises à Laval. C’est ainsi que nous avons créé le Reality Centre Ingenerium. Il s’agit d’un centre, équipé d’un super calculateur, relié à un écran de douze mètres sur quatre, qui permet aux industriels de travailler avec un outil généralement réservé à quelques grandes multinationales. Cet ensemble permet, par exemple, de travailler sur une machine très complexe, dont on peut voir toutes les pièces en 3D, en grandeur réelle… Avec un tel système, Renault a supprimé près de 90% des prototypes qu’il devait préalablement construire ! C’est un gain de temps et d’argent formidable pour les entreprises. Depuis, nous avons ajouté le « Sas Cube », un système “cave” immersif. Il s’agit en fait d’un caisson cubique démontable et transportable, de trois mètres de côté, que l’on peut brancher sur une plate-forme PC. L’ensemble a coûté environ 10 MF et est sis dans une ancienne usine du centre ville.

 

Sciences Ouest : Quelle a été la réponse des entreprises ?

Guy Le Bras : Et bien, aujourd’hui nous comptons 25 startup, 150 emplois, un incubateur d’entreprise. Et, avec les arrivées annoncées, ces chiffres devraient être multipliés par deux cette année.

 

Sciences Ouest : Quel(s) type(s) d’entreprise(s) est (sont) visé(s) ?

Guy Le Bras : Je dirais qu’il y a trois domaines principaux. Tout d’abord, la CAO mécanique : comme je vous le disais tout à l’heure, c’est un formidable gain de temps et d’argent que de pouvoir disposer d’une machine (voiture, avion, train, moteur…) en 3D, pour tester l’ergonomie, la faisabilité, repérer les économies réalisables, les meilleurs câblages... Il y a ensuite tout ce qui concerne l’urbanisme. C’est une aide à la conception pour les architectes, une aide à la décision pour les politiques et une aide à la compréhension du projet, pour le public. Nous en avons fait la démonstration pour la construction du palais de justice de Laval. Enfin, nous avons là un formidable outil pour le domaine ludique et les parcs à thème.

 

Sciences Ouest : N’avez-vous pas un projet dans ce sens ?

Guy Le Bras : oui. Nous voulons créer un parc à thème qui devrait voir le jour en 2004. Nous y trouverons notamment l’une des applications qui a sans doute le plus d’avenir : la réalité augmentée. Il s’agit, par le biais de lunettes, de sur-imprimer une image virtuelle aux images réelles. Nous pouvons ainsi transformer un bloc de béton en palais, en saloon de western ou en boutique ! La réalité augmentée a de très nombreuses applications industrielles. Par exemple, nous pouvons imaginer de voir ainsi résolu le problème de la maintenance des avions : le technicien n’aura plus à comparer sans arrêt son travail avec de longues et fastidieuses check-list. Il lui suffira de comparer l’image virtuelle à ce qu’il a sous les yeux, pour savoir tout le temps ce qu’il a à faire. Pour le parc, nous travaillons à une visite du Mont St Michel dans ses différentes transformations, du X^e au XXI^e siècle.

 

Sciences Ouest : Quels sont les autres domaines d’application de la réalité virtuelle ?

Guy Le Bras : Je ne vois pas une seule profession qui ne puisse avoir besoin un jour de la réalité virtuelle. Par exemple, la collecte des impôts : et bien la réalité virtuelle pourrait être une aide formidable dans la modélisation des divisions cadastrales. Les applications dans le médical sont infinies, dans le domaine artistique, on peut imaginer des musées virtuels, qui permettront aux visiteurs de toucher et bouger les objets. Que dire des possibilités d’entraînement pour les sportifs…

 

Sciences Ouest : Et quelles sont les pistes de recherche actuelles ?

Guy Le Bras : Il y a la réalité augmentée, dont j’ai déjà parlé ; l’association des cinq sens avec notamment la maîtrise des odeurs ; et puis le “retour d’effort”, c’est-à-dire que la machine répond aux mouvements de l’expérimentateur. En fait, la technologie est mûre pour tout cela, reste à la faire passer dans le grand public.

 

Contact : Guy Le Bras,

Laval Mayenne Technopole,

6, rue Léonard de Vinci,

BP 0102, 53001 Laval Cedex.

Tél. 02 43 49 75 01,

fax 02 43 49 75 70

e-mail : lebras@laval-technopole.fr

web : http://www.laval-technopole.fr