ENVIRONNEMENT VIRTUEL

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR

La présente invention concerne le domaine de la réalité virtuelle et, notamment, le déplacement d'un personnage virtuel dans un environnement virtuel suite à un mouvement d'un utilisateur réel.

De manière connue, pour vivre une expérience virtuelle, un utilisateur réel dispose d'un système informatique de réalité virtuelle qui comprend :

un casque pour afficher des images d'un environnement virtuel,

un ou plusieurs contrôleurs équipés d'actionneurs (bouton, pavé tactile, manette, gâchette, etc.) et

un calculateur informatique relié au casque et aux contrôleurs de manière à modifier les images affichées en fonction du mouvement ou des actions des contrôleurs.

Un tel système informatique de réalité virtuelle est connu de l'homme du métier, notamment, dans le domaine des jeux vidéo de manière à permettre à un utilisateur réel de vivre une expérience immersive. Le calculateur informatique génère un environnement virtuel avec lequel un personnage virtuel peut interagir à l'aide des contrôleurs. La réalité virtuelle reproduit artificiellement une expérience sensorielle, qui peut inclure la vue, le toucher, l'ouïe et l'odorat.

Plusieurs technologies ont été développées pour permettre à un personnage virtuel de se déplacer dans un environnement virtuel. Tout d'abord, il a été proposé d'utiliser un contrôleur que l'utilisateur réel pointe dans une direction de l'environnement virtuel. Puis, l'utilisateur réel actionne un actionneur du contrôleur afin de déplacer le personnage virtuel dans un lieu différent de l'environnement virtuel selon la direction pointée, à la manière, d'une téléportation. Un tel mode de déplacement est pratique dans l'environnement virtuel mais perturbe l'oreille interne de l'utilisateur réel étant donné que ses yeux perçoivent un déplacement alors que son corps ne se déplace pas. Cette perturbation de l'oreille interne est un des principaux freins qui retardent l'expansion de la réalité virtuelle auprès du grand public.

Pour éliminer cet inconvénient, il a été proposé un système informatique de réalité virtuelle comportant un tapis roulant multidirectionnel afin de permettre à l'utilisateur réel de réaliser des mouvements réels de déplacement. Les mouvements réels de déplacement sont mesurés par le tapis roulant multidirectionnel puis fournis au calculateur informatique afin de pouvoir modifier l'affichage du casque et permettre un déplacement du personnage virtuel. Bien qu'une telle solution soit séduisante, un tapis roulant multidirectionnel présente un coût et un encombrement très importants. Une telle solution ne peut malheureusement pas convenir au grand public. Aussi, il existe un besoin pour une méthode et système de déplacement d'un personnage virtuel dans un environnement virtuel qui soit confortable, naturel et pratique afin de conserver le sentiment d'immersion de l'utilisateur sans perturbation de son oreille interne.

De manière incidente, on connaît par la demande de brevet US2014/1 18244 une méthode pour déplacer des menus sur un écran au moyen d'une caméra de vision à l'aide du mouvement du bras d'un utilisateur. Ce document en concerne pas le déplacement d'un personnage virtuel dans un environnement virtuel. Le document US2012/200497 enseigne une manette classique avec un capteur de mouvement. L'invention est née dans le domaine des jeux vidéo mais il va de soi que l'invention s'applique à toute application de la réalité virtuelle, notamment, le divertissement, la formation et l'apprentissage d'opérateurs, etc.

PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION

A cet effet, l'invention concerne une méthode de déplacement d'un personnage virtuel dans un environnement virtuel suite à un mouvement d'un utilisateur réel, ledit environnement virtuel étant généré par au moins un calculateur informatique et modifié au moins au moyen d'un contrôleur tenu à la main par ledit utilisateur réel, la méthode comprenant :

- une étape de mouvement réel dudit contrôleur par ledit utilisateur réel selon une direction et un sens donnés et

une étape de déplacement virtuel dudit personnage virtuel selon la même direction que le mouvement réel mais dans un sens opposé de manière à reproduire le mouvement d'un bras d'un utilisateur réel lors d'un déplacement réel.

Grâce à l'invention, le mouvement réel du contrôleur permet de mimer un déplacement réel, ce qui évite avantageusement toute perturbation de l'oreille interne lors d'un déplacement virtuel. Un tel déplacement est immersif et permet à un utilisateur de rester concentré sur l'environnement virtuel sans ressentir un inconfort. Dans le monde virtuel, le mouvement du contrôleur est interprété par le calculateur comme une modification de l'environnement virtuel. En pratique, le personnage virtuel à l'impression de tirer la scène virtuelle vers lui lors d'un déplacement en avant, ce qui maintient l'illusion d'un déplacement alors que l'utilisateur réel ne bouge pas ses jambes. L'étape de déplacement virtuel est réalisée en temps réel suite à l'étape de mouvement réel. Ainsi, l'utilisateur à l'impression de se déplacer dans l'environnement virtuel de manière naturelle.

De préférence, l'utilisateur réel est équipé d'un casque pour afficher des images d'un environnement virtuel.

Selon un aspect préféré, la vitesse de déplacement virtuel est fonction de la vitesse de mouvement réel dudit contrôleur. Ainsi, le mouvement réel est directement fonction du déplacement virtuel, ce qui donne l'impression à l'utilisateur réel qu'il réalise réellement les déplacements virtuels du personnage virtuel.

De manière préférée, la vitesse de déplacement virtuel est également fonction de la vitesse intrinsèque du personnage virtuel dans l'environnement virtuel. Ainsi, le mouvement réel du contrôleur permet de modifier la vitesse intrinsèque du personnage virtuel dans la scène virtuelle. En effet, le personnage virtuel peut posséder une vitesse virtuelle intrinsèque qui est liée à la scène virtuelle, par exemple, une glissade ou un entraînement par un véhicule virtuel ou un autre personnage virtuel.

De préférence, le contrôleur comprenant un actionneur de voyage, le mouvement réel est mesuré lorsque l'actionneur de voyage est actionné. Ainsi, cela permet de réaliser un déplacement virtuel uniquement lorsque l'utilisateur réel le décide. De plus, cela permet à l'utilisateur réel d'utiliser le contrôleur pour une autre fonction lorsque l'actionneur de voyage n'est pas actionné, par exemple, pour réaliser un tir pour une application dans un jeu vidéo de tir à la première personne.

De préférence encore, la position du contrôleur étant mesurée de manière périodique, le mouvement réel dudit contrôleur définit un vecteur de mouvement entre deux mesures consécutives de la position dudit contrôleur, le vecteur de mouvement définissant la direction et le sens du mouvement réel. De manière avantageuse, la position du contrôleur est suivie de manière à interpréter le mouvement désiré par l'utilisateur (direction du mouvement et vitesse du mouvement). Le type de déplacement virtuel peut ainsi être choisi de manière précise et pratique par l'utilisateur réel, ce qui renforce l'immersion dans l'environnement virtuel. Selon la direction et l'environnement virtuel, l'utilisateur peut marcher, sauter, nager, grimper, etc. De manière préférée, l'utilisateur virtuel étant équipé d'un casque affichant des images de l'environnement virtuel à une fréquence d'affichage donnée, la position du contrôleur est mesurée à la fréquence d'affichage dudit casque. De manière préférée, si la position verticale du contrôleur est supérieure à une hauteur seuil prédéterminée lors du mouvement réel, la composante verticale du vecteur de mouvement est annulée pour définir le déplacement virtuel. Autrement dit, si l'utilisateur réel réalise un déplacement en quart de cercle (de l'avant vers le bas), seule la composante horizontale et la composante latérale sont prises en compte pour faire avancer le personnage virtuel. Le personnage virtuel n'est pas déplacé vers le haut. Une telle étape permet à un personnage virtuel de se déplacer de manière pratique dans le plan horizontal (plan transversal à l'axe vertical) sans imposer à l'utilisateur réel de déplacer son bras exactement dans le plan horizontal, ce qui pourrait être fatiguant et éloigné d'un mouvement naturel. De manière préférée, la méthode comprend une étape de calcul d'une nouvelle vitesse de déplacement virtuel (V _n +i) à partir de la vitesse de déplacement virtuel précédente (V _n ) de manière à permettre une décélération du déplacement virtuel lorsque l'actionneur de voyage n'est plus actionné. La décélération virtuelle permet de simuler la présence de la gravité et des frottements de l'air sur le personnage virtuel lors d'un déplacement initié par un mouvement réel. Le personnage virtuel et ainsi freiné de manière analogue à un utilisateur réel, ce qui renforce le sentiment d'immersion. Le relâchement de l'actionneur de voyage permet à l'utilisateur de freiner de manière progressive.

De préférence, si la vitesse de déplacement virtuel précédente (V _n ) est supérieure à un seuil prédéterminé haut, la nouvelle vitesse de déplacement virtuel (V _n +i) est calculée selon une première loi. L'utilisation d'un seuil haut permet de paramétrer la décélération du personnage virtuel en fonction d'un seuil de vitesse qui est, de préférence, prédéterminé. Ainsi, toute vitesse importante est limitée pour permettre à l'utilisateur réel de garder le contrôle du personnage virtuel.

De manière préférée, la première loi est du type V _n +i=V _n - Q(V _n ) dans laquelle la fonction Q est une fonction croissante. Une telle première loi permet d'imposer un freinage qui est proportionnel à la vitesse virtuelle. Plus le personnage virtuel se déplace vite, plus la décélération subie sera importante. Cela permet à l'utilisateur réel de pouvoir facilement contrôler le personnage virtuel suite à un déplacement virtuel à vive allure. Ainsi, l'utilisateur réel peut aisément enchaîner des déplacements virtuels sans ressentir d'inconfort ou de gêne liée à son oreille interne. De préférence, si la vitesse de déplacement virtuel précédente (V _n ) est inférieure à un seuil prédéterminé bas, la nouvelle vitesse de déplacement virtuel (V _n +i) est calculée selon une deuxième loi. L'utilisation d'un seuil bas permet de paramétrer la décélération du personnage virtuel afin d'éviter toute sensation de déplacement à très basse vitesse qui n'est pas naturelle. De manière préférée, la deuxième loi annule la nouvelle vitesse de déplacement virtuel (V _n +i). L'impression de glissement du personnage virtuel est avantageusement éliminée, ce qui renforce le sentiment d'immersion.

De manière avantageuse, si la vitesse de déplacement virtuel précédente (V _n ) est comprise entre le seuil prédéterminé bas et seuil prédéterminé haut, la nouvelle vitesse de déplacement virtuel (V _n +i) est calculée selon une troisième loi. Ainsi, la troisième loi permet de lisser le déplacement virtuel afin de ralentir le personnage virtuel de manière progressive de la haute vitesse à la basse vitesse. Le personnage virtuel demeure ainsi contrôlable tout en conservant un déplacement immersif.

De manière préférée, la troisième loi est une loi de décélération linéaire. Ainsi, le degré de décélération est inférieur à la première loi mais supérieur à la deuxième loi pour permettre une décélération progressive.

De préférence, le personnage virtuel est entouré d'une capsule virtuelle lors d'un déplacement virtuel, la capsule virtuelle n'étant pas visible en l'absence de déplacement. De manière préférée, la capsule virtuelle est fixe par rapport audit personnage virtuel. De manière avantageuse, la capsule virtuelle est attachée au personnage virtuel et demeure fixe par rapport à ce dernier, ce qui forme un point fixe qui aide l'oreille interne à assimiler le fait que le corps de l'utilisateur réel ne se déplace pas alors que la vue de l'utilisateur réel perçoit le déplacement du personnage virtuel. Les perturbations de l'oreille interne sont alors réduites.

De préférence, la capsule virtuelle se présente sous la forme d'une pluralité de zones élémentaires espacées selon la direction verticale. Une telle capsule virtuelle n'obstrue pas le champ de vision de l'utilisateur réel mais permet de rester visible indépendamment du lieu où l'utilisateur réel oriente son regard. La capsule virtuelle n'entrave ainsi pas l'expérience de l'utilisateur réel. De préférence, chaque zone élémentaire se présente sous la forme d'un cercle. Une telle zone occupe avantageusement un espace périphérique autour de l'utilisateur pour capter son regard indépendamment de sa direction. De préférence encore, au moins une zone élémentaire comporte une portion crénelée. Une portion crénelée présente l'avantage de fixer le regard, ce qui facilite son interprétation par l'oreille interne. Une portion crénelée permet de définir une pluralité de points ou d'angles qui fixent le regard à la différence d'un cercle continu. La portion crénelée permet de mettre en avant le fait que la zone élémentaire n'appartient pas à l'environnement virtuel mais est rattachée au personnage virtuel.

L'invention concerne également une méthode de déplacement d'un personnage virtuel dans un environnement virtuel suite à un mouvement d'un utilisateur réel, ledit environnement virtuel étant généré par au moins un calculateur informatique et modifié au moins au moyen d'un contrôleur tenu à la main par ledit utilisateur réel, la méthode comprenant une étape d'affichage d'une capsule virtuelle autour du personnage virtuel lors d'un déplacement virtuel dans l'environnement virtuel, la capsule virtuelle n'étant pas visible en l'absence de déplacement.

L'invention concerne également un système de déplacement d'un personnage virtuel par un utilisateur réel, le système de déplacement comportant :

au moins un calculateur informatique configuré pour générer un environnement virtuel, au moins un casque adapté pour afficher l'environnement virtuel généré par le calculateur informatique,

au moins un contrôleur, relié audit calculateur informatique, configuré pour modifier l'environnement virtuel, le contrôleur comportant un dispositif de détection de la position dudit contrôleur dans l'espace,

le calculateur informatique est configuré pour mesurer un mouvement réel dudit contrôleur par ledit utilisateur réel selon une direction et un sens donnés ;

le calculateur informatique est configuré pour commander un déplacement virtuel dudit personnage virtuel selon la même direction que le mouvement réel mais dans un sens opposé de manière à reproduire le mouvement d'un bras d'un utilisateur réel lors d'un déplacement réel.

Un tel système de déplacement permet à un utilisateur réel de vivre une expérience immersive dans laquelle les déplacements de son personnage virtuel sont naturels et confortables étant donné que le contrôleur simule le mouvement d'un bras lors du déplacement. PRESENTATION DES FIGURES

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :

la figure 1 est une représentation schématique d'un système informatique de génération d'un environnement virtuel selon une forme de réalisation de l'invention ;

la figure 2 est une représentation schématique des mouvements des bras d'un utilisateur réel lors d'un déplacement du personnage virtuel ;

- la figure 3 est une représentation schématique du mouvement du contrôleur tenu à la main ;

la figure 4 est une courbe représentant la chute de la vitesse virtuelle V au cours du temps T suite à un déplacement virtuel ; et

la figure 5 est une représentation schématique d'un utilisateur virtuel et d'une capsule virtuelle.

Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE

En référence à la figure 1 , il est représenté un système informatique de déplacement d'un personnage virtuel PV dans un environnement virtuel, qui sera désigné par la suite, système informatique S par souci de concision. Un tel système informatique S est configuré pour créer un environnement virtuel immersif dans lequel un utilisateur réel, c'est-à-dire une personne humaine, est représenté dans l'environnement virtuel par un personnage virtuel pouvant être humain ou autre. Dans la réalité virtuelle, l'utilisateur réel ressent des sensations par l'intermédiaire de son personnage virtuel qui le représente. Comme illustré à la figure 1 , le système informatique S comporte un calculateur informatique 1 , un casque 2, placé sur la tête de l'utilisateur réel UR et deux contrôleurs 3 qui sont respectivement placés dans les deux mains de l'utilisateur réel UR.

Dans cet exemple, le casque 2 comporte un écran d'affichage destiné à être porté à proximité des yeux de l'utilisateur réel, le casque 2 est relié au calculateur informatique 1 par une liaison sans fil, notamment, par infrarouge ou par liaison radio. Le casque 2 reçoit des images de renvironnement virtuel qui sont créées par le calculateur 1 . Le casque 2 permet d'afficher des images de l'environnement virtuel à une fréquence d'affichage donnée.

Dans cette forme de réalisation, le calculateur informatique 1 est déporté de l'utilisateur réel UR et se présente sous la forme d'une console de jeux ou d'un ordinateur personnel.

Un tel casque 2 et un tel calculateur informatique 1 sont connus de l'homme du métier et ne seront pas présentés plus en détails par la suite. Néanmoins, il va de soi que le calculateur informatique 1 pourrait être également porté par ledit utilisateur réel UR, notamment, dans le casque 2. Selon un aspect de l'invention, le casque 2 comporte un téléphone intelligent comportant un écran d'affichage formant l'écran d'affichage du casque 2 et une carte imprimée équipée d'un processeur qui forme le calculateur informatique 1 du système informatique S.

Dans cet exemple, les deux contrôleurs 3 sont identiques. Aussi, par souci de clarté et de concision, uniquement un contrôleur 3 va être dorénavant présenté en détails. Néanmoins, il va de soi que les contrôleurs 3 pourraient être différents, par exemple, afin de réaliser des fonctions différentes et/ou s'adapter à la morphologie de la main droite et de la main gauche de l'utilisateur réel UR.

Il va de soi que le système informatique S pourrait ne comprendre qu'un unique contrôleur 3 pour permettre le déplacement. L'utilisation de deux contrôleurs 3 de manière simultanée ou séquentielle permet de varier le type de mouvements virtuels et ainsi enrichir l'immersion de l'utilisateur réel UR.

Chaque contrôleur 3 comporte des actionneurs et un dispositif de détection de la position de manière à détecter le mouvement réel du contrôleur 3 (réalisé par l'utilisateur réel UR) dans l'espace réel. Dans cet exemple, les actionneurs de chaque contrôleur 3 se présentent sous la forme de boutons, d'une tige orientable connue sous sa désignation anglaise « joystick », d'une gâchette et d'un pavé tactile. Il va de soi que la nature des actionneurs peut varier en fonction de l'application souhaitée.

De manière préférée, le dispositif de détection de la position dans l'espace réel se présente sous la forme d'un dispositif à balayage laser, un dispositif de repérage optique (du type stéréoscopique ou non) ou analogue. De manière connue, le dispositif de détection permet de déterminer une position avec une composante horizontale, une composante verticale et une composante latérale.

Dans cet exemple, chaque contrôleur 3 comporte un actionneur de voyage 30 qui peut évoluer entre un état activé correspondant à une volonté de déplacement de l'utilisateur réel UR et un état désactivé correspondant à une volonté d'arrêt de l'utilisateur réel UR. De manière préférée, l'actionneur de voyage 30 se présente sous la forme d'un bouton poussoir qui est appuyé à l'état activé et relâché à l'état désactivé. Selon l'invention, le calculateur informatique 1 est configuré pour mesurer un mouvement réel dudit contrôleur 3 par ledit utilisateur réel UR selon une direction et un sens donnés. Comme cela sera présenté par la suite avec les exemples de mise en œuvre, le mouvement réel du contrôleur 3 est obtenu par le dispositif de position dudit calculateur 1 . De plus, le calculateur informatique 1 est configuré pour commander un déplacement virtuel dudit personnage virtuel selon la même direction que le mouvement réel mais dans un sens opposé de manière à reproduire le mouvement d'un bras d'un utilisateur réel UR lors d'un déplacement réel. Autrement dit, le mouvement réel du contrôleur 3 est transmis au calculateur informatique 1 qui modifie en conséquence l'environnement virtuel par rapport au personnage virtuel. En d'autres termes, du point de vue du personnage virtuel, celui-ci reçoit une pluralité de nouvelles images dans son casque 2, ce qui lui donne l'impression de se déplacer dans l'environnement virtuel. En pratique, pour avancer dans l'environnement virtuel, l'utilisateur réel a l'impression de tirer vers lui l'environnement virtuel qu'il voit à travers son casque 2. Comme illustré à la figure 2, le mouvement réel réalisé par le bras de l'utilisateur réel UR tenant le contrôleur 3 est proche de celui d'une personne qui se déplace en marchant (balancement des mains). Le déplacement est donc naturel, ce qui renforce l'immersion.

Il va être dorénavant présenté plusieurs déplacements réels d'un ou plusieurs contrôleurs 3 pour réaliser différents mouvements virtuels dans l'environnement virtuel. Comme cela sera présenté en détails par la suite, la corrélation entre les déplacements réels et les mouvements virtuels est optimale afin d'éviter tout dysfonctionnement de l'oreille interne, ce qui limite l'apparition de nausées ou de maux de tête. A titre d'exemple, il va être présenté un mouvement de marche, de course, de saut, de nage et de grimpe. Il va de soi que ces mouvements sont donnés uniquement à titre d'exemple et que d'autres mouvements pourraient être mise en œuvre. Le mouvement de marche va être présenté de manière détaillée, notamment, en ce qui concerne les aspects relatifs à la décélération. Les autres mouvements virtuels seront présentés de manière plus concise de manière à mettre en avant les différences avec le mouvement de marche. Pour réaliser un déplacement virtuel, l'utilisateur réel UR utilise un ou plusieurs contrôleurs 3. Dans les exemples qui vont suivre, l'utilisateur réel UR est équipé, dans chaque main, d'un contrôleur 3 qui comporte un actionneur de voyage 30.

Pour réaliser un déplacement virtuel de marche vers l'avant, l'utilisateur réel UR réalise une étape de déplacement réel dudit contrôleur 3 de l'avant vers l'arrière tout en maintenant l'actionneur de voyage 30 appuyé (état activé). Lorsque l'actionneur de voyage 30 est activé par l'utilisateur réel UR, cela détermine une position de départ. Lorsque l'actionneur de voyage 30 est relâché (état désactivé) par l'utilisateur réel, cela détermine une position d'arrivée à partir de laquelle une décélération virtuelle peut être appliquée.

De manière périodique, en particulier, à la fréquence d'affichage du casque 2, la position du contrôleur 3 avec l'actionneur de voyage 30 appuyé est mesurée de manière à définir un vecteur de mouvement K entre la position précédente P _n- i et la position actuelle P _n . Le vecteur de mouvement K comprend une direction, une orientation et une amplitude. Le vecteur de mouvement K est déterminé grâce au dispositif de détection de position dudit contrôleur 3. Le vecteur de mouvement K comporte une composante horizontale, une composante verticale et une composante latérale.

En référence à la figure 3, il est représenté de manière schématique le déplacement d'un contrôleur 3 entre une position précédente P _n -i et une position actuelle P _n et le vecteur de mouvement K qui en résulte. De manière incidente, le vecteur de mouvement K est indépendant du chemin du mouvement réel dans l'espace.

De manière avantageuse, le déplacement virtuel est réalisé selon la direction du vecteur de mouvement K mais orienté dans le sens opposé. Autrement dit, lorsque le vecteur de mouvement K est orienté de l'avant vers l'arrière, le personnage virtuel PV se déplace vers l'avant. Cela est particulièrement avantageux étant donné que cela permet au bras de l'utilisateur réel de faire un mouvement analogue à celui réalisé lors d'une marche vers l'avant. L'oreille interne perçoit un déplacement vers l'avant grâce à sa vue et grâce au mouvement de son bras. Aussi, l'oreille interne n'est pas perturbée et l'utilisateur n'est pas sujet à des nausées ou maux de tête.

La vitesse virtuelle est fonction de l'amplitude du vecteur de mouvement K. Ainsi, plus la vitesse réelle est importante, plus la vitesse virtuelle est importante.

De manière préférée, si la position verticale du contrôleur 3 est supérieure à une hauteur seuil prédéterminée lors du mouvement réel, la composante verticale du vecteur de mouvement K est annulée pour définir le déplacement virtuel. Autrement dit, si l'utilisateur réel réalise un déplacement en quart de cercle (de l'avant vers le bas), seule la composante horizontale et la composante latérale sont prises en compte pour faire avancer le personnage virtuel. Le personnage virtuel n'est pas déplacé vers le haut. Une telle étape permet à un personnage virtuel de se déplacer de manière pratique dans le plan horizontal (plan transversal à l'axe vertical) sans imposer à l'utilisateur réel de déplacer son bras dans le plan horizontal.

De manière préférée, la hauteur seuil est déterminée pour distinguer lorsque l'utilisateur réel est en position debout ou en position baissée. En position debout, c'est-à-dire lorsque la position verticale du contrôleur 3 est supérieure à la hauteur seuil, la composante verticale est filtrée car l'utilisateur réel ne souhaite pas réaliser un mouvement vertical en position debout. Comme cela sera présenté par la suite, la composante verticale est utilisée pour le saut et requiert que l'utilisateur soit baissé afin de simuler l'impulsion d'un saut. En pratique, la hauteur seuil est égale à 40 cm pour un utilisateur réel dont la taille est de 1 ,80 m. Il va de soi que la hauteur de seuil pourrait être déterminée de manière différente, en particulier, par apprentissage ou lors de l'initialisation.

Dans l'environnement virtuel, le déplacement virtuel est également optimal étant donné que le calculateur informatique 1 génère un affichage dans lequel l'environnement virtuel situé vers l'avant est rapproché de l'utilisateur virtuel. Autrement dit, l'utilisateur réel UR à l'impression d'attraper avec sa main l'environnement virtuel situé vers l'avant et le tirer vers lui (mouvement du contrôleur 3 de l'arrière vers l'avant lors de l'activation de l'actionneur de voyage 30). Aussi, l'immersion de l'utilisateur réel UR n'est pas affectée par le déplacement qui reste naturel. Lorsque l'utilisateur réel UR réalise un mouvement ample avec son bras tenant le contrôleur 3, une pluralité de vecteurs de mouvement K sont calculés afin de modifier de manière périodique la vitesse et la direction du déplacement virtuel. La liberté de mouvement est grandement optimisée.

Afin de conserver une immersion optimale tout en ne perturbant pas l'oreille interne, il est également important de gérer la décélération du déplacement virtuel de manière optimale. La décélération est activée dès que l'actionneur de voyage 30 est relâché. De manière préférée, une vitesse de déplacement virtuel V est calculée à partir de l'amplitude et de la vitesse du dernier vecteur de mouvement K fournis par le contrôleur 3.

Puis, la vitesse de déplacement virtuel V est diminuée de manière à permettre une décélération et un arrêt du personnage virtuel PV dans l'environnement virtuel. A cet effet, une nouvelle vitesse de déplacement virtuel V _n +i est calculée de manière périodique à partir de la vitesse de déplacement virtuel précédente V _n .

Vn+1 =F(Vn)

Selon un aspect préféré, la vitesse de déplacement virtuel initiale permet avantageusement l'initialisation.

Dans cet exemple, on détermine plusieurs seuils de vitesse : un seuil haut Si et un seuil bas S2. Il va de soi qu'un unique seuil ou plus de deux seuils pourraient convenir. L'utilisation de deux seuils Si, S2 est un bon compromis pour assurer une immersion suffisante sans nécessiter une puissance de calcul importante.

En référence à la figure 4 représentant la valeur de la vitesse de déplacement V au cours du temps T suite à un déplacement virtuel, si la vitesse de déplacement virtuel précédente V _n est supérieure au seuil prédéterminé haut Si, la nouvelle vitesse de déplacement virtuel V _n +i est calculée selon une première loi F1 dite « haute vitesse ». Si la vitesse de déplacement virtuel précédente V _n est inférieure au seuil prédéterminé bas S2, la nouvelle vitesse de déplacement virtuel V _n +i est calculée selon une deuxième loi F2 dite « moyenne vitesse ». Si la vitesse de déplacement virtuel précédente V _n est comprise entre le seuil prédéterminé bas S2 et le seuil prédéterminé haut Si, la nouvelle vitesse de déplacement virtuel V _n +i est calculée selon une troisième loi F3 dite « basse vitesse ». Ainsi, les différentes lois permettent de déterminer une décélération à haute vitesse, une décélération à moyenne vitesse et une décélération à basse vitesse.

Dans cet exemple, la première loi « haute vitesse » F1 est adaptée pour obtenir une décélération décroissante. Autrement dit, la diminution est proportionnelle à la valeur de la vitesse de déplacement virtuel précédent V _n . A titre d'exemple, la première loi « haute vitesse » F1 peut s'énoncer comme suit :

(F1 ) Vn+1 =Vn - Q(Vn) dans laquelle la fonction Q est une fonction croissante Une telle première loi « haute vitesse » F1 permet de diminuer la décélération de manière progressive afin de permettre à l'oreille interne de conserver un repère dans l'espace malgré la sensation de vitesse. La fonction Q est choisie en fonction de l'application virtuelle désirée.

Dans cet exemple, la deuxième loi « basse vitesse » F2 est adaptée pour annuler la vitesse si cette dernière est inférieure au seuil bas S2.

La deuxième loi « basse vitesse » F2 permet d'éviter le phénomène de « glissement » ou de « dérive » à basse vitesse du personnage virtuel PV à basse vitesse. En effet, l'oreille interne d'un être humain n'est pas adaptée pour percevoir un mouvement à très basse vitesse, ce qui entraîne des nausées et, par ailleurs nuit à l'immersion, ce déplacement n'étant pas considéré comme réel.

Dans cet exemple, la troisième loi « moyenne vitesse » F3 est adaptée pour obtenir une décélération linéaire. Autrement dit, la diminution est progressive. A titre d'exemple, la troisième loi « moyenne vitesse » F3 peut s'énoncer comme suit :

(F3) V _n +i=V _n - Y dans laquelle Y est une valeur constante.

La troisième loi « moyenne vitesse » F3 permet d'amortir la décélération importante subie par le personnage virtuel par la première loi « haute vitesse » F1. Une décélération linéaire permet en outre de réduire la sensation d'inertie qui est incohérente avec celle ressentie par l'oreille interne de l'utilisateur réel UR.

A titre d'exemple, le seuil haut Si et le seuil bas S2 sont définis par essais en fonction de l'application virtuelle souhaitée afin d'obtenir un compromis entre le confort de l'utilisateur et le sentiment d'immersion. Selon une forme de réalisation de l'invention, le seuil haut Si et le seuil bas S2 Sont égaux. Aussi, seules la première loi « haute vitesse » F1 et la deuxième loi « basse vitesse » F2 sont mises en œuvre.

Selon une autre forme de réalisation, lorsqu'un mouvement réel est réalisé par le déplacement d'un ou plusieurs contrôleurs 3, une décélération ne survient que lorsqu'aucun des actionneurs de voyage 30 est actionné. De manière préférée, le déplacement virtuel débute dès que le contrôleur 3 est déplacé par un mouvement réel de l'utilisateur réel UR avec l'actionneur de voyage 30 activé. Autrement dit, il n'est pas nécessaire de relâcher l'actionneur de voyage 30 pour débuter un déplacement virtuel. Cela est particulièrement avantageux étant donné que le mouvement du personnage virtuel PV est réalisé en temps réel, ce qui facilite l'immersion. Le relâchement de l'actionneur de voyage 30 permet de débuter la décélération telle que présentée précédemment.

Afin d'éviter toute perturbation de l'oreille interne, la calculateur informatique 1 est configuré pour afficher une capsule virtuelle 4 autour dudit personnage virtuel PV lors d'un déplacement virtuel comme illustré à la figure 5.

Ladite capsule virtuelle 4 enveloppe le personnage virtuel PV de manière à être toujours visible par ce dernier lors d'un déplacement. En effet, une telle capsule virtuelle 4 permet de former un repère géographique lié au personnage virtuel PV et fixe par rapport audit personnage virtuel PV. Ainsi, l'oreille interne de l'utilisateur réel UR peut s'appuyer sur la vision de la capsule virtuelle 4 pour appréhender un déplacement dans l'environnement virtuel tout en gardant un repère fixe qui répond à la sensation de non-déplacement perçu par le corps de l'utilisateur réel UR. La présence d'une telle capsule virtuelle 4 permet de tromper l'oreille interne en lui donnant une impression d'immobilisme malgré un déplacement virtuel. De manière préférée, la capsule virtuelle 4 se présente sous la forme d'une pluralité de zones élémentaires 40 espacées selon la direction verticale comme illustré à la figure 5 de manière à demeurer visible, indépendamment de la direction du regard du personnage virtuel PV. De manière préférée, chaque zone élémentaire 40 se présente sous la forme d'un cercle afin de limiter l'impact visuel tout en restant visible. Ainsi, les zones élémentaires 40 permettent de délimiter une enveloppe globale autour du personnage virtuel PV. De préférence, au moins une zone élémentaire 40 comporte une portion crénelée de manière à fixer l'attention de l'utilisateur réel lorsqu'il est dans l'environnement virtuel. En effet, une portion crénelée comporte des discontinuités et saillies qui attirent le regard de l'utilisateur. De préférence encore, les zones élémentaires 40 comportent toutes des portions crénelées.

L'utilisation conjointe de la méthode de déplacement et d'une capsule virtuelle 4 permet d'éviter toute perturbation de l'oreille interne tout en conservant un sentiment d'immersion important.

De manière préférée, le mouvement de course est réalisé par répétition d'un mouvement de marche avec un contrôleur 3 ou plusieurs contrôleurs 3 de manière alternée. A la manière d'une course réelle, l'utilisateur réel UR doit répéter des balancements de bras, c'est-à-dire du contrôleur 3, pour permettre de faire avancer à grande vitesse son personnage virtuel PV. La cadence répétée des mouvements de bras permet d'avancer à une vitesse élevée en s'affranchissant des effets de la décélération.

De manière analogue, le mouvement de saut est réalisé par un mouvement rapide du ou des contrôleurs 3 vers le bas. On entend par mouvement rapide vers le bas, un mouvement réel dont la vitesse verticale est supérieure à 3 m/s, de préférence, supérieure à 4 m/s. Dans cet exemple, l'utilisateur réel UR doit se baisser pour simuler l'impulsion d'un saut et permettre au personnage virtuel PV de réaliser un saut. Autrement dit, la position verticale du contrôleur 3 doit être inférieure à la hauteur seuil prédéterminée pour que la composante verticale du vecteur de mouvement K soit prise en compte.

De préférence, le mouvement de saut est réalisé à l'aide des deux contrôleurs 3, ce qui permet de mimer le mouvement réel des bras lors d'un saut vertical. De manière analogue à précédemment, l'actionneur de voyage 30 des contrôleurs 3 doit être activé lors du saut. De tels mouvements réels peuvent être également interprétés de manière différente en fonction de la position du personnage virtuel dans la scène virtuelle. A titre d'exemple, si le personnage virtuel se situe dans un bassin rempli d'eau de l'environnement virtuel, le mouvement réel des contrôleurs 3 lui permet de nager dans ledit bassin afin de se déplacer. De même, si le personnage virtuel se situe à proximité d'une surface supérieure pouvant être escaladée dans l'environnement virtuel, le mouvement de saut est interprété comme un déplacement d'escalade qui permet au personnage virtuel de grimper sur ladite surface supérieure. De manière préférée, on détermine une hauteur seuil supérieure afin de pouvoir prendre en compte la composante verticale du vecteur de mouvement K lors d'une grimpe. Comme indiqué précédemment, l'invention est née dans le domaine des jeux vidéo mais il va de soi que l'invention s'applique à toute application de la réalité virtuelle, notamment, le divertissement, la formation et l'apprentissage d'opérateurs, etc.