Conçu, construit et installé par Antycip Simulation, intégrateur français de solutions de réalité virtuelle et salles immersives 3D, The Open Reality Experience (TORE) révolutionne le concept de CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) en permettant d’explorer les environnements visuels 3D sans interruption visuelle, sur 180 degrés et à une distance constante par rapport à l’utilisateur.

Installé au cœur de la Plaine Image de Tourcoing, lieu hybride favorisant la convergence entre entreprises innovantes, laboratoires de recherche et projets artistiques, TORE est d’ores et déjà devenu un élément central du centre Sciences et Cultures du Visuel (SCV) de l’Université de Lille, qui rassemble le cluster de recherches iCAVS (Interdisciplinary Cluster for the Advancement of Visual Studies), et la plateforme technologique Equipex IrDIVE (Recherche et Innovation dans les Environnements Visuels Numériques et Interactifs).

Inauguré en présence de Madame la Ministre de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, de responsables politiques et institutionnels de la région, et des chercheurs travaillant dans le domaine des Sciences et Cultures du Visuel, ce dispositif rejoint le pôle d’excellence économique Images qui regroupe plus d’une centaine d’entreprises dédiées aux industries culturelles et créatives.

Un espace immersif inédit

Sous la tutelle de l’Université de Lille et du CNRS, le projet TORE a été piloté par le laboratoire SCALab, « Sciences Cognitives et Sciences Affectives », en collaboration avec le laboratoire CRIStAL, Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille, dont les ingénieurs ont conçu le dispositif.

Ce projet a été financé en grande partie par l’ANR (PIA-Equipex IrDIVE) et le FEDER (Fond Européen de Développement Economique Régional) dans le cadre de la plateforme technologique IrDIVE qui a bénéficié d’un budget exceptionnel de 10 M€. Il vise à développer des expériences d’immersion dans des environnements virtuels 3D en vue de recherches originales, notamment dans le champ pluridisciplinaire des Sciences et Cultures du Visuel.

Le caractère unique du dispositif TORE réside dans son écran rigide en acrylique rétro-projeté, courbé dans toutes ses dimensions et dénué d’arêtes, offrant une évolution technologique inédite par rapport aux salles immersives existantes : 

« Imaginez un écran de la forme d’une demi-sphère aplatie aux deux pôles. Placez-le sur une superstructure de deux étages, associez-lui une vingtaine de projecteurs haute luminosité tri-DLP 3D, un son immersif et … Voilà ! TORE est le seul dispositif au monde permettant de procurer un sentiment d’immersion total aux utilisateurs évoluant dans les espaces virtuels 3D », s’enthousiasme Yann Coello directeur du laboratoire SCALab et coordinateur de l’Equipex IrDIVE.

Olivier Colot, directeur du laboratoire CRIStAL, ajoute : « TORE représente une opportunité scientifique majeure, à la fois pour les scientifiques et technologues qui pourront bénéficier d’un espace de visualisation totalement innovant par rapport à un CAVE classique ; il est également un outil formidable pour tout le tissu de PME impliquées dans la réalité virtuelle grand public : ces entreprises jusqu’alors limitées à l’utilisation de casques immersifs individuels ont désormais accès à une technologie de pointe. »

Les dimensions de la salle accueillant TORE permettent à la fois de garantir le confort visuel de l’observateur et le travail collaboratif in situ autour d’un projet 3D (prototypage, visite architecturale, formation, création artistique, simulateur, etc.).

Une équipe pluridisciplinaire constituée de chercheurs en informatique (laboratoires CRIStAL et LISIC), en sciences historiques (laboratoire IRHIS) et de professionnels spécialisés en infographie 3D a d’ores et déjà mis à profit TORE en développant une restitution numérique du pont Notre-Dame au XVIIIème siècle, le plus célèbre pont habité de l’histoire de Paris, qui permet une exploration visuelle, sonore et spatiale jusqu’alors impossible. En effet, l’immersion rendue possible grâce à TORE a non seulement permis de mieux apprécier les espaces, les matériaux et les volumes de cette architecture disparue, mais aussi de rendre sensible l’ambiance lumineuse et sonore de son environnement.

Les chercheurs des laboratoires SCALab et CRIStAL travaillent également sur le développement d’une interface de réalité virtuelle permettant de tester l’effet des intentions sur les productions motrices en situation d’interaction avec un avatar humain. Ces interactions rendues possibles grâce à l’immersion totale procurée par TORE représentent un enjeu majeur pour le développement d’environnements virtuels.

Outre les avancées en sciences humaines et sociales et en informatique, TORE permet également à l’Université de Lille de d’accéder à de nombreux domaines d’applications dans le domaine des interfaces numériques et du design, mais aussi dans celui de l’innovation industrielle et architecturale.

Un concentré d’innovations

Grâce au dispositif TORE, les environnements virtuels 3D peuvent être explorés sans interruption visuelle sur 180°, dans toutes les directions du regard avec une image de haute définition. Le son spatialisé ambiophonique sur casque audio complète le sentiment d’immersion et de présence dans cet espace virtuel.

La forme cubique des systèmes classiques de type CAVE peut créer une impression rupture visuelle, et c’est pour cette raison que l’équipe du laboratoire SCALab était à la recherche d’un dispositif immersif permettant de s’affranchir des angles perturbant la perception visuelle dans les CAVEs.

Les laboratoires de l’Equipex IrDIVE ont donc fait appel à l’expertise d’Antycip Simulation pour mener à bien le projet TORE, et créer ainsi le premier dispositif de réalité virtuelle au monde totalement immersif.

Afin de mener à bien toutes les étapes clés du projet TORE, de la phase de conception à la livraison finale, en passant par la fabrication d’un écran sur-mesure et la sélection des technologies et produits nécessaires à son fonctionnement (PC, projecteurs, logiciel, système de tracking, lunettes 3D actives, etc.), l’intégrateur a rapidement opté pour un POC (Proof of Concept), réalisation expérimentale permettant de prouver la faisabilité du projet. Chaque étape a été validée par l’Université de Lille, avant de lancer le processus de fabrication qui a nécessité de nombreux mois de travail.

« Nous étions face à un projet posant des problématiques techniques nombreuses et inédites : La taille de la structure, sa forme, sa rigidité ainsi que l’homogénéité du résultat final représentaient autant de challenges qui ont pu être résolus grâce à l’expérience et l’expertise d’Antycip Simulation, et ce dans le respect des critères de qualité finale », explique Johan Besnainou, Directeur France et Espagne chez Antycip Simulation.

L’écran du dispositif TORE mesure en effet 4 mètres de haut par 8 mètres de large, pour une profondeur d’environ 4 mètres. La surface de projection est quant à elle composée de dix éléments acryliques de 30mm d’épaisseur (dont huit courbés) en forme de pétales. Ces derniers ont été livrés sur place avant d’être assemblés et jointés avec de l’acrylique liquide ; une fois le matériau durci après refroidissement, l’ensemble a été poncé pour obtenir une surface homogène sans jointure visible.

L’équipe d’Antycip Simulation a notamment dû concevoir un outillage spécifique permettant de fixer les éléments entre eux. Différents revêtements (coating) ont ensuite été testés avant d’opter pour celui qui offrait les meilleures performances visuelles.

En signant la conception et la réalisation d’un écran d’une complexité unique, Antycip Simulation complète ainsi son expertise en tant qu’intégrateur de solutions immersives. « Cette installation a notamment permis de démontrer notre expertise en R&D, mais également notre capacité à façonner une dalle d’acrylique ainsi qu’à sélectionner le meilleur coating pour créer un écran de rétroprojection aux caractéristiques uniques. Nous sommes fiers d’avoir pu participer à un tel projet, et je tiens à remercier les équipes de l’Université de Lille pour leur confiance », commente Johan Besnainou.

Une structure mécanique indépendante sur trois niveaux a été mise en place autour du TORE, et est équipée de 20 vidéoprojecteurs tri-DLP Christie Mirage WU7K-M (résolution WUXGA) positionnés à l’arrière de l’écran par Antycip.

Antycip Simulation a également travaillé en étroite collaboration avec son partenaire Scalable Display Technologies dont la technologie de mapping a été déterminante dans la mise en œuvre du warping et blending de l’image projetée et son rendu final, pour un contenu dynamique selon la position de l’utilisateur.

Les logiciels classiques de warping et blending ne permettant pas de gérer une telle surface de projection et autant de sources d’image, Antycip a développé un plug-in logiciel unique et adapté au TORE, et utilisé son logiciel de traitement d’image myIG, permettant à l’utilisateur de maintenir le sentiment immersif lors de l’interaction avec le contenu. Enfin, concernant le tracking, Antycip a opté pour des lunettes 3D actives permettant de restituer au mieux le contenu haute résolution et haute fréquence.

Avec cette installation, l’Université de Lille se dote d’une solution innovante et unique au monde, qui positionne l’université et ses laboratoires à la pointe des Sciences et Cultures du Visuel, renforçant par la même la position d’Antycip Simulation comme partenaire incontournable et intégrateur de solutions immersives, quel que soit leur niveau de complexité.