Second article de cette série du Guide de la VR en 2018 qui a pour but de faire un large état des lieux de la réalité virtuelle.
Histoire, technique, marché, champs d’applications, futur de la VR, nous essayerons d’être le plus complet possible afin de mieux appréhender le potentiel de cette technologie.

Quels sont ses atouts et va t-elle se démocratiser ou non?

Aujourd’hui nous allons nous pencher sur une période s’étalant de 1935 à 1975, où eut lieu l’essentiel des découvertes technologiques qui constituent la VR moderne. En effet, contrairement à ce que l’on pourrait penser, la majorité des technologies qu’embarquent nos casques VR modernes ne sont pas nées des 15 dernières années mais bien au XXe siècle à coups d’obscurs projets et de coups de génie !

Si ce guide vous plait ou que vous voulez nous donner un énorme coup de pouce, n’hésitez pas à le partager via les réseaux sociaux (boutons au-dessus), ça fait toujours plaisir et nous encourage pour la suite du guide !

Toujours avec nous ? Bien ! Suivez-nous dans cette plongée dans le passé de la Réalité Virtuelle et ne vous égarez pas en route !

Si ce n’est pas déjà fait, lisez le premier chapitre et la suite :

HISTOIRE :
1 – La Stéréoscopie : Histoire de l’ancêtre de la VR
2 – Tâtonnement et Trouvaille : Période s’étalant de 1930 aux années 1970
3 – Disparition et Résurrection : La Première Vague de la VR dans les année 1990
4 – La VR Contre Attaque : le retour de la VR grâce à Oculus et HTC (et leur soutien Facebook et Valve)

1935 – 1975, Tâtonnements et Trouvailles

 

1935 – Enonciation du concept de la VR – Weinbaum

Stanley G WeinbaumStanley G. Weinbaum VR HISTOIRE GUIDE est un peu comme un OVNI dans cet historique mais incontournable à mes yeux.
Il n’est ni ingénieur, ni physicien, ni mathématicien : il est écrivain.

En 1935, il est le premier à inventer le concept-même de réalité virtuelle au travers d’une petite nouvelle intitulée Pygmalion’s Spectacle qui relate l’invention de “lunettes” permettant de voir des personnages, des décors et des éléments irréels.

“Suppose I make it so that you are in the story, you speak to the shadows, and the shadows reply, and instead of being on a screen, the story is all about you, and you are in it. Would that be to make real a dream? »  Weinbaum – Pygmalion’s Spectacle

stanley g weinbaum VR HISTOIRE GUIDE

Image illustrant la nouvelle de Weinbaum où l’on voit le héros évoluer dans un univers irréel, notez le côté translucide des décors et du personnage : le Virtuel.

Cela fait de Weinbaum le premier à avoir conceptualisé de façon assez précise la réalité virtuelle, alors même qu’elle n’existait pas.

1958 – L’association des sens – Morton Heilig

Morton Heilig

Morton Heilig avec une caméra stéréoscopique

Il faut attendre 1958 pour avoir un dispositif permettant de faire participer les sens et une vidéo en relief : le Sensorama.
Ce dernier ressemblait à une cabine de laquelle on approche ses yeux sur des lentilles stéréoscopiques qui diffusent quatre films en relief : une virée à moto dans les rues de Brooklyn, une sortie en quad dans le désert, une balade dans la jungle et enfin un survol de New-York en hélicoptère.
En plus d’une vidéo stéréoscopique, la cabine apporte des sensations olfactives, un son stéréo et des vibrations émanant du siège et une sentation de chaleur selon le film visionné.

C’est donc le premier dispositif à associer vidéo stéréoscopique et autres sens.
L’utilisateur restait toutefois encore un spectateur, ne pouvant pas interagir durant l’expérience.

Avec le Sensorama, on retrouve donc il y a près de 50 ans le concept de réalité virtuelle, sans interactivité certes, mais l’idée toute entière est là, en ajoutant même le sens olfactif et sensoriel car il existait une notion de chaleur transmise au visage et aux mains de l’utilisateur.

VR HISTOIRE GUIDE SENSORAMA

Le Sensorama en action

Son inventeur Mr Morton Heilig (1926-1997) est communément admis comme étant le père de la réalité virtuelleCe dernier essaya de commercialiser sans grand succès son Sensorama : le prix des cabines ainsi que le coût exorbitant des productions de films mirent un cran d’arrêt à son invention.
D’ailleurs le seul prototype ayant jamais existé est en vente depuis quelques temps, il est assez étonnant que cette pièce historique de technologie ne soit pas d’ores et déjà dans un musée.  

Mais Morton Heilig n’en resta pas là, il développa quelques autres idées notamment le premier dispositif portatif (1960) qui ressemble furieusement aux casques de réalité virtuelle que l’on connaît aujourd’hui (mention spéciale au Samsung Gear VR).
Ce “telesphere mask” proposait donc une vision 3D fixe (elle ne s’adaptait pas par rapport aux mouvements de tête de l’utilisateur), additionnée d’un son stéréo.

Morton Heilig, Telesphere Mask 1960 VR HISTOIRE GUIDE

Le brevet du « Telesphere Mask » 1960.

Encore une fois et sans que l’on sache vraiment pourquoi le concept resta à l’état de prototype.

Une dernière idée fut celle d’un Sensorama version cinéma, similaire à ce que l’on trouve de nos jours au Futuroscope notamment.
Cette salle de cinéma proposait en plus d’une projection 3D, un son directionnel (l’ancêtre du son spatial), des variations de températures , des odeurs et un siège monté sur vérins.
A noter que cette invention fut brevetée par Morton mais n’a jamais été ne serait ce que prototypée.

Morton Heilig VR HISTOIRE GUIDE

Projet de salle de cinéma Sensorama, par Morton Heilig

Alors il faut rendre hommage à Morton Heilig, un homme malheureusement inconnu du grand public aussi visionnaire que Jules Verne le fut en son temps, inventeur acharné qui croyait fermement que la réalité virtuelle avait un avenir même s’il ne l’appelait pas ainsi. Morton Heilig a donc ouvert la voie de la VR telle qu’on la connaît avec les moyens de son époque, mais d’autres pionniers allaient permettre à la technologie de passer à l’étape supérieure.

1968 – L’invention du Motion Tracking – L’épée de Damoclès.

Ivan Sutherland VR HISTOIRE GUIDEEn parallèle des recherches de Morton Heilig, certains ingénieurs s’attelèrent à inventer le motion tracking d’un casque, c’est à dire pouvoir repérer les mouvements d’un casque dans la réalité pour les transposer dans le virtuel.

C’est ainsi qu’en 1968 le projet “The sword of Damocles” vit le jour. Ce dispositif est considéré comme le premier casque de réalité virtuelle.

Ce projet est porté par un homme : Ivan Sutherland, déjà reconnu dans le milieu informatique de l’époque notamment pour avoir créé la premier programme de conception assisté par ordinateur CAO (sketchpad) au cours de sa thèse au MIT en 1963.

Tout d’abord dénommé « The Ultimate Display » par Sutherland, ce casque de réalité virtuelle est primitif autant au niveau de l’interactivité que des graphismes mais la base de la VR est jetée.
L’idée de Sutherland est de combiner la vision stéréoscopique désormais bien maîtrisée à un ordinateur qui modifiera la perspective des environnements projetés dans le casque selon le regard de l’utilisateur ; d’où la nécessité de localiser spatialement le casque dans la réalité. Le premier HMD (Head Mounted Display) couplé à du motion tracking est né.

Ultimate display VR HISTOIRE GUIDE

L’ensemble du dispositif était imposant : le tracker « mécanique » était en fait un bras articulé relié au dessus du casque, comme… une épée de Damoclès dont l’histoire retiendra le nom.
L’épée de Damoclès comporte tous les éléments que composent de nos jours les casques VR.

Sword of damocles VR HISTOIRE GUIDE

Fonctionnement Technique du Projet Sword Of Damoclès

Si le Sensorama avait eut l’audace d’associer les sens, le Sword of Damocles, lui révolutionne la technique et est considéré comme le premier casque VR et AR (les lentilles du casque étant transparentes, les objets virtuels apparaissaient en surimpression de la réalité). Sutherland est donc considéré comme un deuxième « père » de la VR.
Encore une fois il est légitime de se demander pourquoi cette technologie, dont absolument toutes les bases sont jetées il y a près de cinquante ans, a mis tant de temps à s’imposer et commencer sa démocratisation. 
Une fois l’épée de Damoclès réalisée, Sutherland partira sur d’autres projets autour de la fondation d’internet notamment, laissant de côté cette invention.
Mais l’impulsion est donnée, toute la base est là, le concept va faire germer des idées et vont donc s’ensuivre des décennies d’améliorations pour en arriver à la vague des casques modernes que nous connaissons.

1978 – Howlett, Un visionnaire qui voit large

Eric Howlett VR HISTOIRE GUIDEÀ partir des années 1970, la réalité virtuelle revient en force grâce à la diffusion de la programmation 3D et les avancées des ordinateurs. Durant cette décennie, la VR va compter nombre d’améliorations que ce soit une diminution du poids, une augmentation du champs de vision (FoV : Field Of view), une augmentation de la qualité graphique, de la résolution des lentilles …

En 1978, une nouvelle amélioration du système de stéréoscopie va permettre d’avoir un champ de vision (FoV) plus élargi.

C’est Eric Howlett qui fait cette avancée, grâce à des lentilles “grand angle” qui neutralisent les aberrations qui apparaissaient lorsqu’on essayait d’agrandir le champ de vision de la stéréoscopie.

Ces lentilles sont baptisées LEEP (Large Expanse, Extra Perspective).
Sans financement, Eric proposa le concept à Kodak et Polaroid, qui la déclineront. C’est finalement la NASA qui contactera Eric Howlett pour utiliser son concept. En effet la Nasa qui vient d’ouvrir un département « Virtual Environnement » va créer un nouveau casque et adapter cette nouvelle technologie pour donner naissance au VIVED.

NASA VIVED VR HISTOIRE GUIDE

Le VIVED de la NASA, avec les lentilles LEEP (ici sous l’appelation Wide Angle Optics)

La NASA demande ensuite à Eric Howlett de fournir un société avec laquelle ils ont conclu un partenariat pour leur prochain casque : VPL research. Cette entreprise va être le point de départ de la seconde vague de la réalité virtuelle.
Pour en revenir Howlett, il essayera de commercialiser comme VPL Research un casque de réalité virtuelle le « Cyberface » mais sans succès.
De nos jours, tous les casques modernes sont équipés de cette technologie LEEP, permettant d’agrandir le FoV.

1970-80 – La VR fait ses débuts dans l’armement.

Dans les années 1970, en pleine guerre froide, les capacités des avions de chasse ont tellement évolué que les humains qui les pilotent sont quelques peu dépassés. A titre d’exemple, le F-15 avait neuf boutons différents sur le manche de commande, sept autres sur la manette des gaz et un tableau ahurissant de jauges, de commutateurs et de cadrans.
Pire encore, au milieu du stress et de la confusion de la bataille aux limites du black out dû aux G de plus en plus importants, les pilotes doivent choisir la bonne séquence de manipulations.

Thomas Furness III avait une expérience dans la création d’affichages visuels datant de 1966. Il eut donc une idée sur la façon de mieux gérer le déluge d’informations fourni aux pilotes.
Suite à l’obtention d’un financement par la Defense, le simulateur de systèmes aéroportés visuellement couplés (VCASS) vit le jour en 1982.
Les pilotes d’essai portaient le casque -rapidement surnommé “Darth Vader” par ces derniers- en étant assis dans une maquette de cockpit.
Le VCASS comprenait un capteur de suivi pour déterminer la position, l’orientation et la direction du regard dans six degrés de liberté. Il avait des tubes cathodiques d’un pouce de diamètre haute définition pour l’époque immergeant le pilote dans un monde virtuel agrémenté des informations lui étant nécessaires.

GUIDE VR HISTOIRE

LE VCASS, Aka « Darth Vader »

Ce genre de prototype lié à l’armement étant sensible, peu d’informations sur ces derniers nous sont parvenus. Il est sûr qu’à partir des années 1970, l’aérospatial et l’armement ont prolongé et amélioré les expériences de Sutherland, mais difficile de dire dans quelle mesure, même de nos jours.

À noter que le VCASS a ouvert la voie au développement du programme The Super Cockpit en 1986.
Tom décrit un système où “vous enfilez un casque magique, une combinaison de vol magique et des gants magiques et vous êtes importé dans un monde virtuel immersif”.
Seules quelques images tirées d’un article paru en 1986  sont disponibles :

the-super-cockpit-GUIDE VR HISTOIRE

Thomas Furness une fois ce projet terminé cessera sa coopération avec la Défense pour contribuer à l’invention du virtual retinal display où les photons sont directement envoyés sur la rétine pour créer la vision 3D. Resté à l’état de prototype, le concept pourrait être un futur possible de la VR.


Au final cette période fut l’une des plus productives pour la réalité virtuelle. Beaucoup de choses restent encore à inventer, comme nous le verrons avec le prochain article, mais c’est dans ces décennies que des inventeurs, ingénieurs, écrivains ont commencé à créer le concept même de la VR, bien souvent sans le savoir, ouvrant la voie à la première vague de la réalité virtuelle des années 90′.

L’article vous a plu ? N’hésitez pas à le twitter ou le partager sur les réseaux sociaux !
Et sinon en attendant le prochain chapitre de ce guide de la VR, profitez-en pour nous rencontrer !
Je vais voir ça de ce pas !

A la semaine prochaine !

Pour Aller plus loin : 

Weinbaum, l’écrivain visionnaire :
The Project Gutenberg eBook of Pygmalion’s Spectacles, by Stanley G. Weinbaum

« Pygmalion’s Spectacles, » Probably the First Comprehensive and Specific Fictional Model for Virtual …

Morton, le génie oublié :
Forgotten genius: the man who made a working VR machine in 1957: A Gear VR for from the 1950s? | TechRadar
Vidéo d’interview de Morton, présentant son Sensorama (alors remisé dans un jardin)

Sutherland, le père du motion tracking :
https://www.wired.com/2009/09/augmented-reality-the-ultimate-display-by-ivan-sutherland-1965/

Article d’époque sur le Sword of Damocles
Vidéo d’époque du systeme