Équipe IGG : Informatique Géométrique et Graphique

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InVirtuo devient un pôle de la Plate-forme [https://gaia.icube.unistra.fr/index.php/Accueil GAIA] (informatique Graphique, Analyse et Intelligence Artificielle) d'ICube en s'intégrant au [https://gaia.icube.unistra.fr/index.php/Visualisation_et_interactions pôle Visualisation et interaction].
  
= Présentation =
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Notre plateforme InVirtuo participe à l'ANR '''EQUIPEX +''' CONTINUUM (Continuité collaborative du numérique vers l’humain) porté par Michel Beaudoin-Lafon (Professeur Université de Paris-Saclay). Projet financé à hauteur de 15,5 Millions d'€ à partir du 1er janvier 2021 pour 8 ans.
  
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La plateforme de réalité virtuelle offerte par le LSIIT s'appuie sur la mise à disposition de ressources matérielles, principalement sous la forme d'un plan de travail virtuel immersif (workbench), et sur la mise à disposition d'outils logiciels permettant de tirer le meilleur parti de cet environnement.  
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= ''L'expérience virtuelle'' =
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La plateforme de réalité virtuelle IN VIRTUO—''l'expérience virtuelle'' offerte par ICube s'appuie principalement sur la mise à disposition de ressources matérielles, sous la forme:
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* d'un plan de travail virtuel immersif (workbench);
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* d'un mur immersif augmenté d'un périphérique haptique de grande taille (robot à câbles);
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* de périphériques haptiques individuels pour stations de travail;
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* de casques de réalité virtuelle (2 HTC Vive, 2 Occulus Rift, 4 Occulus Quest 2).
  
En effet, outre les problématiques de développement des applications liées aux spécificités matérielles, tirer parti de ces environnements immersifs requiert une refonte complète de l'ergonomie des applications, et de l'interaction homme-machine. Pour combler le manque d'outils, de standards, et techniques existants, une plateforme logicielle dédiée à ces problèmes est en cours de développement. Celle-ci est issue des travaux de recherche menés par l'équipe IGG dans le domaine de l'interaction en environnement immersif.
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Ces matériels sont complétés par la mise à disposition d'outils logiciels permettant d'en tirer le meilleur parti. En effet, outre les problématiques de développement des applications liées aux spécificités matérielles, bien exploiter ces environnements immersifs requiert une refonte complète de l'ergonomie des applications, et de l'interaction homme-machine. Pour combler le manque d'outils, de standards et de techniques existants, des développements logiciels issus des recherches de l'équipe IGG dans le domaine de l'interaction en environnement immersif sont également mis à disposition.
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== Workbench ==
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Le workbench est un dispositif de réalité virtuelle immersive avec une configuration bien adaptée aux tâches de manipulation et d'interaction à distance humaine. La configuration mise à disposition offre deux écrans d'environ 2m de diagonale chacun avec un affichage en stéréoscopie active. L'immersion est également assurée grâce à un système de capture des mouvements de l'utilisateur.
  
= Plateforme matérielle =
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Ce dispositif de visualisation immersive est assorti de plusieurs périphériques (joystick ou manettes présentant un ensemble de boutons, deux gants de données capables de mesurer les flexions des doigts de l'utilisateur ainsi que les contacts). Un robot à câbles SPIDAR, capable de restituer une force à son utilisateur est également disponible sur cette configuration.
[[Image:WBGeneralFrontRight.jpg|right|200px]]
 
Initiallement installé et géré par le [http://www-cecpv.u-strasbg.fr/ 'Centre d'Etude du Calcul Parallèle et de la Visualisation'] de l'ULP en février 2002, le matériel disponible a largement évolué et se trouve aujourd'hui majoritairement opéré par l'équipe IGG [[Accueil]] du LSIIT. Son accès reste toujours libre à l'ensemble de la communauté des chercheurs de l'Université de Strasbourg.
 
  
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Initialement installé et géré par le ''Centre d'Etude du Calcul Parallèle et de la Visualisation'' de l'ULP en février 2002, le matériel disponible a largement évolué et se trouve aujourd'hui majoritairement opéré par l'équipe [[Accueil|IGG]]. En effet, fin 2007, le système de projection a été entièrement renouvelé grâce au financement du CPER IRMC thème Réalité Virtuelle. Son accès reste toujours libre à l'ensemble de la communauté des chercheurs de l'Université de Strasbourg.
  
== Matériel ==
 
  
L'ensemble matériel mis à disposition est constitué:
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== Mur immersif visuel & haptique ==
* d'un plan de travail virtuel, muni de deux écrans d'environ 2m de diagonale chacun;
 
* d'un système stéréoscopique permettant de restituer une réelle impression de profondeur (stéréoscopie active);
 
* d'un système de capture de mouvements, capable de repérer les mouvements de l'utilisateur;
 
* d'un micro-cluster d'ordinateurs pour gérer l'affichage, les divers périphériques, et exécuter les applications.
 
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Image:WBGeneralFrontRight.jpg|Ecrans
 
Image:WBProjector.JPG|Projecteur
 
Image:WBGlassesWhite.JPG|Lunettes
 
Image:WBTracking.JPG|Capture de mouvement
 
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Ce dispositif de visualisation immersive est assorti de plusieurs périphériques:
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* un joystick présentant un ensemble de boutons;
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Ce dispositif immersif hybride a pour vocation de combiner immersion visuelle et retour d'efforts. Il est constitué d'un mur immersif de 3m&nbsp;x&nbsp;2.25m avec affichage en stéréoscopie active et capture des mouvements de l'utilisateur, combiné à un périphérique à retour d'efforts de grande taille (robot à câbles Inca de la société Haption).  
* deux gants de données, capables de mesurer la flexions des doigts de l'utilisateur, ainsi que le contact;
 
* un SPIDAR, dispositif à retour d'efforts par câbles, capable de restituer une force à l'utilisateur.
 
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Image:WBWandWhite.JPG|Joystick
 
Image:WBGlovesWhite.JPG|Gants
 
Image:WBSpidarGeneral.JPG|Spidar (effecteur)
 
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Outre l'immersion visuelle, il permet donc à son utilisateur de percevoir un retour haptique complet (forces et couples) et offre un volume de manipulation important (de l'ordre d'un mètre-cube).
  
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Ce dispositif de réalité virtuelle immersive a été installé début 2011. Son financement a été apporté par le CPER IRMC. Le robot haptique a été financé et installé en collaboration avec l'équipe [https://avr.icube.unistra.fr/index.php?title=Accueil Automatique, Vision et Robotique] de ICube.
  
== Environnement d'exécution ==
 
  
Le système employé usuellement sur le cluster est GNU/Linux (distribution Debian), mais un système Windows est également disponible. La bibliothèque [http://www.vrjuggler.org/ VRJuggler] est disponible, et habituellement utilisée, pour s'abstraire de la problématique de distribution et de synchronisation de l'application sur le cluster, ainsi que pour la gestion de la plupart des périphériques.
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A noter que toute application est à même d'exploiter le dispositif de visualisation, sous réserve de gérer elle-même la stéréoscopie, la capture de mouvements, l'exécution distribuée, ainsi les éventuels périphériques requis.
 
  
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== Périphériques haptiques ==
  
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Des périphériques haptiques classiques à destination d'un usage sur bureau sont également disponibles. Il s'agit de périphériques Phantom de la société Sensable, à 6 et 3 degrés de libertés.
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Image:PhantomPremium.png
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Image:PhantomOmni.png
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Image:PhantomOmni2.png
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== Logiciels & développements propres ==
  
= Plateforme logicielle =
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La majorité des programmes développés s'appuie sur la bibliothèque [http://code.google.com/p/vrjuggler/ VRJuggler] pour s'abstraire de la configuration matérielle exécutant le programme (de la distribution et de la synchronisation de l'application le cas échéant, ainsi que de la gestion de la plupart des périphériques). Les deux dispositifs (workbench et mur immersif) offrent l'accès aux systèmes d'exploitation GNU/Linux et Windows. A noter que toute application est à même d'exploiter les dispositifs de visualisation directement, sous réserve de gérer elle-même la stéréoscopie, la capture de mouvements, ainsi que les éventuels périphériques requis.
  
Cette plateforme a pour objectif la fourniture de composants logiciels simplifiant le développement d'applications en environnement immersif, et plus particulièrement sur le workbench. Elle est organisée en un ensemble de modules indépendants, chacun destinés à offrir une fonctionnalité de haut niveau, comme une technique d'interaction ou la communication avec un type de périphérique donné. Elle regroupe à la fois des composants ad-hoc, principalement pour utiliser des matériels ou réaliser des tâches spécifiques, ainsi que des composants plus génériques, essentiellement tournés vers l'interaction avec les applications, et issus des recherches menées au sein de l'équipe IGG du LSIIT.
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Divers développements logiciels réalisés au sein de l'équipe IGG de ICube sont également mis à disposition afin de tirer partie des matériels de la plateforme. Organisés sous la forme de modules indépendants, chacun est destinés à offrir une fonctionnalité de haut niveau comme une technique d'interaction issue des recherches menées sur l'interaction en environnement immersif, ou comme la communication avec un type de périphérique donné. On y trouve ainsi la VRLIB, une boîte à outils de contrôles utilisable en environnement immersif ou encore le menu C<sup>3</sup> qui offre un contrôle d'application en environnement immersif.
 
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Les composants développés à l'heure actuelle, ou dont le développement est planifié sont les suivants:
 
 
 
== Utilisation du matériel ==
 
 
 
* Interfaçage natif avec le système de capture de mouvements ART installé;
 
* Interfaçage avec les gants de données X-IST disponibles, avec déport des informations par le réseau. Sous la forme d'un driver vrjuggler d'une part (client), et d'un logiciel d'émission des données (serveur);
 
* Interfaçage avec le système à retour de forces spidar disponible. Sous la forme d'une émulation distante et complète de l'API native du spidar.
 
 
 
 
 
== Interaction ==
 
 
 
* VRLIB: système de fenêtrage en environnement immersif.
 
* Menu C<sup>3</sup>: contrôle d'application en environnement immersif. "En développement"
 
* Spin menu: contrôle d'application en environnement immersif. "En développement"
 
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Image:WBVRLibGeneral.jpg|Modeleur employant la VRLib
 
Image:WBVRLibGeneral.jpg|Modeleur employant la VRLib
 
Image:WBVRLibCloseup.jpg|Exemple de contrôles offerts par la VRLIB
 
Image:WBVRLibCloseup.jpg|Exemple de contrôles offerts par la VRLIB
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Image:CCubeTerrainEdit.jpg|Menu C<sup>3</sup>
 
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== Applications - Liens ==
  
= Applications - Liens =
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Ces plateformes sont principalement utilisées dans le cadre des [[Modélisation_géométrique,_Simulation_et_Interaction | recherches en interaction]] menées au sein de l'équipe IGG de ICube.
  
Ces plateformes sont principalement utilisées dans le cadre des [[THEME 2 OPERATION5 | recherches en interaction]] menées au sein de l'équipe IGG du LSIIT.
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Elles sont également mises à disposition des étudiants des différentes filières informatique proposées par l'université de Strasbourg, notamment aux étudiants du [https://mathinfo.unistra.fr/formations/master/informatique/ parcours "Image et 3D" du master informatique].
  
Elles sont également mises à disposition des étudiants des différentes filières informatique proposées par l'université de Strasbourg, notamment aux étudiants du [http://master-informatique.unistra.fr/isi/isi-formation.php master "Informatique et Sciences de l'Image"].
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Des contacts existent également avec la plateforme de réalité virtuelle mise en place par la région Alsace et gérée par [http://www.holo3.com/ Holo3].
  
Des contacts existent également avec la plateforme de réalité virtuelle mise en place par la région Alsace au sein de son pôle image [http://www.iconoval.fr/services/centre-ressource-imagerie.html Iconoval].
 
  
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== Contact ==
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Pour toute information complémentaire, contacter Thierry Blandet, ingénieur de recherche de l'équipe IGG et responsable de la plateforme.
  
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= Contact =
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[[en:InVirtuo]]
Pour toute information complémentaire, contacter [[igg-fr:Olivier Génevaux | O. Génevaux]].
 

Version actuelle datée du 8 décembre 2021 à 11:45

InVirtuo devient un pôle de la Plate-forme GAIA (informatique Graphique, Analyse et Intelligence Artificielle) d'ICube en s'intégrant au pôle Visualisation et interaction.

Notre plateforme InVirtuo participe à l'ANR EQUIPEX + CONTINUUM (Continuité collaborative du numérique vers l’humain) porté par Michel Beaudoin-Lafon (Professeur Université de Paris-Saclay). Projet financé à hauteur de 15,5 Millions d'€ à partir du 1er janvier 2021 pour 8 ans.


L'expérience virtuelle

WBGeneralSide.jpg

La plateforme de réalité virtuelle IN VIRTUO—l'expérience virtuelle offerte par ICube s'appuie principalement sur la mise à disposition de ressources matérielles, sous la forme:

  • d'un plan de travail virtuel immersif (workbench);
  • d'un mur immersif augmenté d'un périphérique haptique de grande taille (robot à câbles);
  • de périphériques haptiques individuels pour stations de travail;
  • de casques de réalité virtuelle (2 HTC Vive, 2 Occulus Rift, 4 Occulus Quest 2).
IncaPyramid.JPG

Ces matériels sont complétés par la mise à disposition d'outils logiciels permettant d'en tirer le meilleur parti. En effet, outre les problématiques de développement des applications liées aux spécificités matérielles, bien exploiter ces environnements immersifs requiert une refonte complète de l'ergonomie des applications, et de l'interaction homme-machine. Pour combler le manque d'outils, de standards et de techniques existants, des développements logiciels issus des recherches de l'équipe IGG dans le domaine de l'interaction en environnement immersif sont également mis à disposition.

Workbench

WBGeneralFrontRight.jpg

Le workbench est un dispositif de réalité virtuelle immersive avec une configuration bien adaptée aux tâches de manipulation et d'interaction à distance humaine. La configuration mise à disposition offre deux écrans d'environ 2m de diagonale chacun avec un affichage en stéréoscopie active. L'immersion est également assurée grâce à un système de capture des mouvements de l'utilisateur.

Ce dispositif de visualisation immersive est assorti de plusieurs périphériques (joystick ou manettes présentant un ensemble de boutons, deux gants de données capables de mesurer les flexions des doigts de l'utilisateur ainsi que les contacts). Un robot à câbles SPIDAR, capable de restituer une force à son utilisateur est également disponible sur cette configuration.

Initialement installé et géré par le Centre d'Etude du Calcul Parallèle et de la Visualisation de l'ULP en février 2002, le matériel disponible a largement évolué et se trouve aujourd'hui majoritairement opéré par l'équipe IGG. En effet, fin 2007, le système de projection a été entièrement renouvelé grâce au financement du CPER IRMC thème Réalité Virtuelle. Son accès reste toujours libre à l'ensemble de la communauté des chercheurs de l'Université de Strasbourg.


Mur immersif visuel & haptique

IncaHardware.JPG

Ce dispositif immersif hybride a pour vocation de combiner immersion visuelle et retour d'efforts. Il est constitué d'un mur immersif de 3m x 2.25m avec affichage en stéréoscopie active et capture des mouvements de l'utilisateur, combiné à un périphérique à retour d'efforts de grande taille (robot à câbles Inca de la société Haption).

Outre l'immersion visuelle, il permet donc à son utilisateur de percevoir un retour haptique complet (forces et couples) et offre un volume de manipulation important (de l'ordre d'un mètre-cube).

Ce dispositif de réalité virtuelle immersive a été installé début 2011. Son financement a été apporté par le CPER IRMC. Le robot haptique a été financé et installé en collaboration avec l'équipe Automatique, Vision et Robotique de ICube.




Périphériques haptiques

Des périphériques haptiques classiques à destination d'un usage sur bureau sont également disponibles. Il s'agit de périphériques Phantom de la société Sensable, à 6 et 3 degrés de libertés.

Logiciels & développements propres

La majorité des programmes développés s'appuie sur la bibliothèque VRJuggler pour s'abstraire de la configuration matérielle exécutant le programme (de la distribution et de la synchronisation de l'application le cas échéant, ainsi que de la gestion de la plupart des périphériques). Les deux dispositifs (workbench et mur immersif) offrent l'accès aux systèmes d'exploitation GNU/Linux et Windows. A noter que toute application est à même d'exploiter les dispositifs de visualisation directement, sous réserve de gérer elle-même la stéréoscopie, la capture de mouvements, ainsi que les éventuels périphériques requis.

Divers développements logiciels réalisés au sein de l'équipe IGG de ICube sont également mis à disposition afin de tirer partie des matériels de la plateforme. Organisés sous la forme de modules indépendants, chacun est destinés à offrir une fonctionnalité de haut niveau comme une technique d'interaction issue des recherches menées sur l'interaction en environnement immersif, ou comme la communication avec un type de périphérique donné. On y trouve ainsi la VRLIB, une boîte à outils de contrôles utilisable en environnement immersif ou encore le menu C3 qui offre un contrôle d'application en environnement immersif.


Applications - Liens

Ces plateformes sont principalement utilisées dans le cadre des recherches en interaction menées au sein de l'équipe IGG de ICube.

Elles sont également mises à disposition des étudiants des différentes filières informatique proposées par l'université de Strasbourg, notamment aux étudiants du parcours "Image et 3D" du master informatique.

Des contacts existent également avec la plateforme de réalité virtuelle mise en place par la région Alsace et gérée par Holo3.


Contact

Pour toute information complémentaire, contacter Thierry Blandet, ingénieur de recherche de l'équipe IGG et responsable de la plateforme.