Les premiers prototypes datent des années 1960, mais les casques de réalité virtuelle (VR) sont à peine sortis de leur enfance. Pour révéler tout leur potentiel, maints défis technologiques doivent encore être levés. Nate Mitchell, l’un des cofondateurs d’Oculus, l’entreprise à l’origine du célèbre casque Rift, a déclaré à Venturebeat que les attentes des journalistes s’étaient emballées, mais qu’Oculus était « embarqué dans une aventure qui durera dix ans ». A quoi ressemblera le casque idéal ? Il sera plus léger, plus confortable, bien sûr, mais avant tout il devra mieux tromper nos yeux.

Des images plus nettes

Lorsqu’on enfile un Oculus Rift ou un HTC Vive, on distingue clairement les pixels, ce qui nuit au réalisme. La résolution de leur écran est faible : 2 160 × 1 200 pixels. Le PlayStation VR fait légèrement moins bien, et les smartphones premium que l’on peut glisser dans un casque un peu mieux.

Dans les laboratoires, toutefois, la résolution idéale est en passe d’être atteinte. Le prototype de la start-up chinoise Pixmax culmine à 7 680 × 2 160 pixels. Une résolution étonnante obtenue en accolant deux minuscules écrans 4K à l’intérieur du casque. D’après plusieurs journalistes, l’amélioration est spectaculaire. Pixmax illustre la différence de la façon suivante :

Mais le réalisme n’est pas encore parfait. En 2016, le chef scientifique d’Oculus Michael Abrash chiffrait les besoins en pixels des casques VR à une résolution proche du 8K, soit quatre écrans 4K placés côte à côte. Le casque de la start-up chinoise en affiche moitié moins, malgré son nom quelque peu optimiste de Pixmax 8K.

Sortir du tunnel

Les casques de HTC, Oculus et Sony manquent d’immersivité. Lorsqu’on les enfile, certains joueurs ont l’impression d’entrer dans un couloir sombre. L’image est entourée d’une grande marge noire. Le Pixmax, toujours lui, change la donne. Son champ de vision de 200° se rapproche de la vision humaine. Son écran offre au joueur un spectacle un peu plus large qu’un demi-cercle de 180°. Les Sony, Oculus et HTC sont bloqués à 110°, ce qui donne cette impression d’être enfermé dans un tunnel.

Avec le Pixmax, la sensation de naturel progresse beaucoup : on est plongé dans le paysage. On perçoit mieux les mouvements à côté de soi : l’ennemi qui attaque de flanc, la voiture qui double, l’avion de chasse qui se rapproche « à 5 heures ». Les créateurs de jeux peuvent enfin solliciter la vision périphérique des joueurs.

Mais ici encore, l’expérience n’est pas tout à fait optimale. Dans l’idéal, chaque œil devrait pouvoir disposer d’un champ horizontal de 140°, soit un total de 280°. Pour qu’un casque soit parfait, il faudrait également que le champ de vision horizontal soit aussi haut que celui de l’œil (135°).

En outre, les lentilles du Pixmax offrent probablement une résolution très affaiblie sur les côtés de l’image. Selon Michael Abrash, la conception d’une lentille satisfaisante en la matière réclamera une avancée scientifique majeure. Pixmax a collecté près de 2 millions de dollars sur Kickstarter. Le Pixmax 8K est disponible en précommande à 700 dollars (592 euros). Ses concurrents, Sony, HTC et Oculus, travaillent probablement à des technologies équivalentes dans le secret de leurs laboratoires.

Sans fil à la patte

Les câbles des casques VR gênent les déplacements ; on risque de les arracher, de les entortiller, de s’y prendre les pieds. La première solution pour s’en débarrasser serait d’envoyer les images par connexion sans fil, de l’ordinateur vers le casque. La technologie est difficile à maîtriser car le débit vidéo est lourd, et l’image doit rester parfaitement fluide. Le moindre retard causerait des maux de ventre chez beaucoup de joueurs. HTC semble avoir trouvé une solution puisqu’il commercialisera une antenne sans fil dans les semaines qui viennent destinée à son casque, le Vive. L’antenne TPCast est déjà disponible en précommande chez LDLC (350 euros).

Deuxième solution pour couper les fils : miniaturiser le PC, ou la console, pour pouvoir la loger dans le casque. Oculus en a fait la démonstration la semaine dernière avec son projet de casque Santa Cruz, qui intègre un écran, un calculateur graphique, une batterie et des caméras pour traquer sa position dans l’espace. Les premiers exemplaires destinés aux développeurs pourraient arriver dès 2018. Les graphismes seront probablement moins spectaculaires que ceux de l’Oculus Rift classique, relié à ordinateur puissant. On ignore si les jeux destinés au Rift seront disponibles sur le casque Santa Cruz.

Ce qui nous ramène à la troisième solution, d’ores et déjà disponible : le smartphone glissable dans un casque VR. Cette solution est moins pratique, puisque le smartphone est immobilisé pendant la durée du jeu, et que sa batterie se vide en deux ou trois heures. En outre, selon Oculus, le suivi des mouvements de la tête serait moins performant. Mais lorsqu’on possède un smartphone haut de gamme, cette solution est beaucoup moins coûteuse, puisqu’il suffit d’acquérir un casque sans écran, vendu entre 20 et 100 euros.

Plus besoin d’une bête de course

C’est un frein majeur : les jeux spectaculaires nécessitent souvent un ordinateur performant, équipé d’une carte graphique puissante. Les casques de VR pourront-ils se contenter de moins ? La start-up Fove propose une solution étonnante. Pour mieux la comprendre, il faut s’offrir un petit détour par le fonctionnement de l’œil humain.

Notre rétine est tapissée de deux types de capteurs minuscules : les cônes et les bâtonnets. Les cônes sont concentrés au centre de l’œil, c’est grâce à eux que nous voyons les détails. Plus on s’éloigne de la fovéa (centre du champ de vision), plus ces cônes se font rares, et plus notre acuité visuelle chute. Théoriquement, afficher une image détaillée au centre suffit à tromper l’œil : le pourtour peut être flou. Selon Michael Abrash, cette astuce permettrait de diviser les calculs graphiques par un facteur dix.

Sauf que l’œil bouge en permanence, et à toute vitesse. Le casque de réalité virtuelle, lui, ne bouge pas. La solution ? Détecter les mouvements de l’œil, pour déplacer la zone d’affichage haute résolution, afin qu’elle soit toujours alignée face à la fovéa. C’est justement la promesse du casque Fove, qui, pour l’instant, n’est disponible que pour les développeurs et les chercheurs.

Des flous, comme dans le monde réel

Le casque Fove traque les mouvements de l’œil et évalue la profondeur du regard. Le joueur scrute-t-il l’écureuil à deux mètres, ou la montagne derrière lui, située à deux kilomètres ? Pour le savoir, le Fove observe la pupille du joueur, et détermine sa focalisation. Cela permet de produire une image plus naturelle en y rajoutant du flou. Si le joueur regarde l’écureuil, la montagne devient floue, et s’il se met à regarder la montagne, c’est l’écureuil qui se floute. A l’heure actuelle, les casques de réalité virtuelle ne s’adaptent pas à notre regard. Dans un décor virtuel, le point focal situé par convention à deux mètres. L’image est moins réaliste, plus fatigante à regarder.

Mieux observer la main

L’Oculus Rift est initialement sorti sans manette. La sortie de ses contrôleurs a radicalement changé la donne. Il devenait possible d’attraper des objets et d’interagir avec le monde virtuel de façon relativement naturelle. Un peu comme si des bras avaient poussé au joueur pour compléter ses yeux.

Là encore, des progrès devront être accomplis dans la précision. Dans l’idéal, les mouvements de chaque doigt devraient être détectés. Un objectif qui ne paraît pas improbable à Michael Abrash à horizon cinq ans. En revanche, le directeur de la recherche d’Oculus n’imagine pas pouvoir offrir le sens du toucher aux joueurs avant de très longues années. La paire de gants haptiques, donnant l’illusion de saisir un objet, restera longtemps un rêve inaccessible.

En résumé

Pour rentrer dans l’âge adulte, les casques de réalité virtuelle devront améliorer leur restitution visuelle, s’affranchir des fils, mieux détecter les mouvements de nos mains. Le casque VR parfait n’est pas encore né.

En écoutant la conférence de Michael Abrash, il semble qu’il faille attendre encore quelques décennies avant d’y parvenir. Mais les expériences de Pixmax et Fove sont autant de briques qui permettent d’espérer qu’assez rapidement, les joueurs pourront vivre à une expérience immersive bien plus convaincante. A condition que les développeurs de jeux vidéo parviennent à trouver un langage ludique qui révèle tout le potentiel de ce formidable outil. Et que les chercheurs trouvent une solution au mal de ventre qui continue de gêner une partie des joueurs.