Conçu comme une installation de réalité virtuelle et de réalité augmentée expérimentale, le laboratoire Phidias met en œuvre la stratégie numérique de l’école en encourageant la création de contenus numériques et de  réalité virtuelle immersive. Il comprend un mur de huit écrans destinés aux expositions et aux présentations, une zone de capture de mouvements, un système d’éclairage et sonore unique, ainsi qu’un système VR CAVE immersif de dernière génération.

Entouré d’un système de capture de mouvement Vicon à 16 caméras, le système CAVE peut recréer un large éventail d’environnements virtuels. De plus, il permet aux étudiants de diverses disciplines d’élaborer le concept de leur design sans avoir recours à des supports imprimés ou des modèles physiques potentiellement onéreux.

Spécialisé dans l’audiovisuel et fournisseur attitré de l’université, Roche AV a été contacté pour équiper ce nouveau bâtiment prestigieux des dernières technologies. L’entreprise a pris part à l’immense projet du laboratoire Phidias après avoir intégré les systèmes audiovisuels du bâtiment Oastler. Une fois que ce projet de système CAVE lui a été attribué, Roche AV a fait appel à l’expertise de la société Antycip Simulation en matière de systèmes de réalité virtuelle afin de concevoir et de mettre en place l’environnement de projection immersif.

Antycip Simulation a eu pour mission de fournir une plateforme logicielle rendant possible l’intégration rapide des applications industrielles standards à l’environnement de réalité virtuelle stéréoscopique, permettant ainsi de réduire la durée et les efforts de conception et de fournir une expérience virtuelle à la fois inoubliable et entièrement interactive.

Antycip Simulation a mis en œuvre un système CAVE trois faces comprenant trois projecteurs lasers Barco F90. Dotés d’une résolution 4K et de fonctionnalités 3D, les projecteurs sont aussi équipés d’une lentille à distance de projection ultracourte permettant d’afficher des images sur l’écran frontal et latéral du CAVE. Les deux premiers projecteurs sont renversés, ce qui permet un gain d’espace considérable compte tenu de la distance nécessaire pour les rétroprojecteurs situés derrière les écrans en substrat d’acrylate rigide spéciaux.

Un troisième projecteur F90 utilise un miroir spécial qui redirige le contenu vers le sol, avant d’être fusionné au contenu des deux surfaces de projection arrière, créant ainsi un environnement véritablement immersif. Chaque projecteur reçoit un signal stéréoscopique à haute bande passante à l’aide de câbles en fibre optique pour éviter toute interférence électromagnétique.

Des caméras de tracking  Vicon ont été calibrées afin de donner un volume interactif à l’écran et de suivre ainsi de manière dynamique les mouvements oculaires de l’utilisateur équipé de lunettes à obturation synchronisées par radiofréquence. Grâce à ce système de tracking, l’utilisateur peut interagir avec le contenu virtuel à l’aide d’un appareil portable sans fil, ainsi que démarrer et commander les fonctionnalités interactives en immersion, qu’il peut activer à l’aide du logiciel TechViz.

John Mould, responsable du développement commercial de la division de solutions immersives (Immersive Display Division) d’Antycip Simulation au Royaume-Uni, souligne : « Nous avons répondu au mieux aux exigences de l’université qui portaient sur des applications variées. Nous avons pensé qu’un système CAVE à trois faces serait le média de visualisation immersive idéal. »

La structure du CAVE permet l’utilisation de systèmes de projection à lentille optique coudée ultra-courte qui exploitent au maximum l’espace de la pièce afin de projeter des images en haute résolution surles differentes faces du CAVE sans générer d’ombre de l’utilisateur. Cette solution est contrôlée par des ordinateurs dotés de processeurs graphiques générant des images de synthèse, synchronisés aussi bien d’un point de vue matériel que logiciel, afin de répondre aux exigences en matière de rendu de grands ensembles de données complexes.

Étant donné les nombreux usages du CAVE, l’université souhaitait que celui-ci puisse être utilisé par les étudiants, quelles que soient leur formation technique et leurs connaissances. « Nous voulions éviter d’utiliser des programmes complexes ou additionnels avant de pouvoir visionner un modèle à l’aide du système de réalité virtuelle », explique Stephen Calcutt, responsable et coordinateur technique de l’Université de Huddersfield.

« Antycip Simulation nous a recommandé d’utiliser le logiciel TechViz, qui prend en charge les applications natives utilisées à l’École d’art, de design et d’architecture, telles que Solidworks, Navisworks, Revit et Rhino, ce qui en fait un composant essentiel pour faciliter l’utilisation du système. Grâce à ce logiciel, les étudiants peuvent créer et afficher instantanément du contenu interactif stéréoscopique en 3D dans le CAVE, qui est lié de manière dynamique aux applications qu’ils connaissent, sans qu’ils aient à convertir au préalable des données complexes. »

TechViz est un système flexible, compatible avec plus de 200 applications industrielles standards. Il pourra en effet s’adapter aux diverses applications standards qu’utilisera l’université à court terme, à mesure que ses besoins évoluent. Sans ce système vital, les étudiants n’ayant aucune connaissance en matière de réalité virtuelle auraient des difficultés à afficher leurs ensembles de données dans le CAVE, se voyant obligés d’exporter ou de convertir leurs fichiers, d’optimiser les performances de rendu et de charger les ensembles de données dans une solution de rendu tierce pouvant commander le CAVE.

De plus, chaque département de l’université se sert d’une variété d’applications spécifiques à chaque matière. Par conséquent, il n’était pas facile de faire en sorte que le CAVE réponde aux exigences de chaque département. Néanmoins, ce dernier prend en charge tout contenu visuel fonctionnant à l’aide de la bibliothèque OpenGL. Toute modification de l’ensemble de données d’origine est donc automatique et s’effectue sans avoir recours à la rétro-ingénierie. Il est par ailleurs possible d’afficher ces modifications en direct dans le système CAVE.

« Par exemple, les ensembles de données Solidworks peuvent être ouverts en 2D sur l’hôte et TechViz interceptera cette application. Il affichera le travail des étudiants directement dans le système CAVE, tout en prenant en charge le système de suivi spatial et de nombreuses fonctionnalités interactives, à mesure qu’ils explorent et examinent leurs données de manière dynamique et immersive », explique John Mould. « En somme, cela facilite l’utilisation de la réalité virtuelle. »

L’installation s’est effectuée dans le cadre d’un projet de construction plus large, qui présentait ses propres défis et obstacles.

« La nature de l’installation a rendu ce projet particulièrement exigeant », commente Craig Pickard, directeur de projets chez Roche AV. « Nous avons coordonné les opérations de manière très détaillée avec toutes les personnes présentes sur le site pour être prêts à temps. En effet, une planification spécifique a été nécessaire pour coordonner ce projet avec les nombreux professionnels présents, dont des poseurs de parquets, des électriciens, des ingénieurs audiovisuels et même des installateurs de climatisation. Nous avons collaboré sans relâche avec Antycip Simulation afin de terminer ce projet dans les délais et de nous assurer que le système serait opérationnel pour la journée portes ouvertes et l’inauguration du bâtiment. »

Le résultat : un système de réalité virtuelle CAVE répondant parfaitement aux besoins de l’université. « La société Antycip Simulation s’est montrée ouverte et coopérative tout au long du projet afin d’en garantir la réussite », se réjouit Craig Pickard. « L’équipe, Roche AV et l’université ont travaillé main dans la main afin de réaliser l’installation. »

« En se rendant dans notre centre de démonstration HUB, situé en Oxfordshire, et en découvrant notre approche, l’université a pu constater avec quelle facilité il était possible d’installer un environnement de réalité virtuelle et quels avantages elle pouvait en tirer, notamment une compréhension instantanée des modèles 3D. Cela leur a permis de voir clairement, avant la réalisation du projet, à quoi ce dernier ressemblerait ainsi que de s’assurer que le résultat final correspondrait à ses attentes », raconte John Mould. « Grâce à la combinaison de notre expertise et de celle de notre partenaire Roche AV, l’université a pu compter sur la force de nos deux entreprises pour parvenir à ce fantastique nouvel atout. »