L’immersion dans la réalité virtuelle est une perception d’être physiquement présent dans un monde non physique. La perception est créée en entourant l’utilisateur du système VR dans des images, du son ou d’autres stimuli qui fournissent un environnement total captivant.

L’immersion ou l’état immersif est un état psychologique où le sujet cesse d’être conscient de son propre état physique. Il s’accompagne souvent d’une concentration intense, d’une notion troublée du temps et de la réalité. Le terme est largement utilisé dans l’informatique, la réalité virtuelle et les jeux vidéo (tels que les MMORPG), mais peut être mal utilisé comme un mot à la mode.

Dans le domaine de la réalité virtuelle, les systèmes immersifs sont également utilisés pour immerger l’utilisateur dans un environnement familier, à des fins de distraction ou de formation – pour instiller des réflexes qui seront ensuite utilisés dans un cas réel ou pour reconstituer à distance un système réel lequel peut donc fonctionner par télécommande. Les attractions du Futuroscope Poitiers ou piloter des drones par immersion dans un cockpit virtuel en sont des exemples. Le degré d’immersion est déterminé par la concordance des sensations avec celles auxquelles l’utilisateur est habitué et par l’adéquation des différents sens entre eux (par exemple le toucher et la vue).

Le nom est une utilisation métaphorique de l’expérience de submersion appliquée à la représentation, à la fiction ou à la simulation. L’immersion peut également être définie comme l’état de conscience où une conscience de «visiteur» (Maurice Benayoun) ou «immersant» (Char Davies) de soi physique est transformée en étant entourée dans un environnement artificiel; utilisé pour décrire une suspension partielle ou complète de l’incrédulité, permettant une action ou une réaction aux stimulations rencontrées dans un environnement virtuel ou artistique. La mesure dans laquelle l’environnement virtuel ou artistique reproduit fidèlement la réalité détermine le degré de suspension de l’incrédulité. Plus la suspension de l’incrédulité est grande, plus le degré de présence atteint est grand.

Contrairement à l’immersion cinématique passive, la réalité virtuelle permet une interaction avec l’environnement virtuel, ce qui permet d’atteindre une intensité d’immersion beaucoup plus élevée.

Il est appelé un environnement virtuel immersif lorsque l’utilisateur est autorisé à interagir directement avec lui. La CAVE avec un matériel d’interaction approprié est un exemple d’un tel système. En revanche, la réalité virtuelle non immersive, par ex. dans un système de CAO 3D, qui fonctionne sur un PC.

Des mondes virtuels captivants et sophistiqués mènent à une plus grande immersion, ainsi que des contrôleurs qui permettent une interaction naturelle avec le monde virtuel. Dans les cas extrêmes, cela peut signifier que les joueurs doivent s’habituer au monde réel après la fin du jeu VR. L’intensité dépend également de la personnalité du joueur et de la durée du jeu.

Le professeur de médias numériques américain Janet H. Murray décrit l’immersion comme suit:
«L’expérience d’être transporté dans un endroit minutieusement simulé est agréable en soi, quel que soit le contenu fantasmatique: l’immersion est un terme métaphorique dérivé de l’expérience physique d’être immergé dans l’eau: une femme dans une piscine ou une piscine: la sensation de être dans une piscine tout notre appareil perceptif.  »

Richard Bartle distingue quatre niveaux d’immersion différents (Niveaux d’Immersion):
joueur: Le personnage est un moyen d’influencer le monde du jeu.
avatar: Le personnage est un représentant du joueur dans le monde du jeu. Les joueurs parlent du personnage à la troisième personne.
Caractère: Les joueurs informatiques s’identifient au personnage et en parlent à la première personne.
Personnage: Le personnage fait partie de l’identité du joueur de l’ordinateur. Il ne joue pas de personnage dans un monde virtuel, il est lui-même dans un monde virtuel.
Par exemple, le genre de jeu d’ordinateur à la première personne est fondamentalement joué du point de vue du personnage, c’est-à-dire dans une perspective à la première personne. Les concepteurs du jeu utilisent l’immersion ici pour laisser le joueur expérimenter le monde virtuel aussi directement que possible.

Les types:
Selon Ernest W. Adams, auteur et consultant sur la conception de jeux, l’immersion peut être divisée en trois catégories principales:

L’immersion tactique est expérimentée lors de l’exécution d’opérations tactiles impliquant des compétences. Les joueurs se sentent « dans la zone » tout en perfectionnant les actions qui aboutissent au succès.

L’immersion stratégique est plus cérébrale et associée à un défi mental. Les joueurs d’échecs font l’expérience d’une immersion stratégique lorsqu’ils choisissent une solution correcte parmi un large éventail de possibilités.

L’immersion narrative se produit lorsque les joueurs s’investissent dans une histoire et sont semblables à ce que l’on ressent lorsqu’ils lisent un livre ou regardent un film.
Staffan Björk et Jussi Holopainen, dans Patterns In Game Design, divisent l’immersion en catégories similaires, mais les appellent respectivement immersion sensorielle-motrice, immersion cognitive et immersion émotionnelle. En plus de cela, ils ajoutent une nouvelle catégorie:

L’immersion spatiale se produit lorsqu’un joueur estime que le monde simulé est perceptivement convaincant. Le joueur sent qu’il est vraiment « là » et qu’un monde simulé a l’air « réel ».

Présence:
La présence, terme dérivé du raccourcissement de la «téléprésence» originelle, est un phénomène permettant aux gens d’interagir avec le monde et de se sentir connectés au monde en dehors de leur corps physique via la technologie. Elle est définie comme la sensation subjective d’une personne d’être présente dans une scène représentée par un médium, généralement de nature virtuelle. La plupart des concepteurs se concentrent sur la technologie utilisée pour créer un environnement virtuel haute fidélité; Cependant, les facteurs humains impliqués dans la réalisation d’un état de présence doivent également être pris en compte. C’est la perception subjective, bien que générée par et / ou filtrée par la technologie humaine, qui détermine en fin de compte l’atteinte de la présence.

Les lunettes de réalité virtuelle peuvent produire une sensation viscérale d’être dans un monde simulé, une forme d’immersion spatiale appelée Présence. Selon Oculus VR, les exigences technologiques pour réaliser cette réaction viscérale sont une faible latence et un suivi précis des mouvements.

Réalité virtuelle immersive
La réalité virtuelle immersive est une technologie future hypothétique qui existe aujourd’hui en tant que projets d’art de réalité virtuelle, pour la plupart. Il consiste en une immersion dans un environnement artificiel où l’utilisateur se sent tout aussi immergé qu’il le fait habituellement dans la réalité du consensus.

Interaction directe du système nerveux:
La méthode la plus réfléchie serait d’induire directement les sensations qui composent la réalité virtuelle dans le système nerveux. Dans le fonctionnalisme / biologie conventionnelle, nous interagissons avec la réalité du consensus à travers le système nerveux. Ainsi nous recevons tous les apports de tous les sens comme impulsions nerveuses. Il donne à vos neurones un sentiment de sensation accrue. Cela impliquerait que l’utilisateur reçoive des intrants sous forme d’impulsions nerveuses artificiellement stimulées, le système recevrait les sorties du SNC (influx nerveux naturel) et les traiterait, permettant à l’utilisateur d’interagir avec la réalité virtuelle. Les impulsions naturelles entre le corps et le système nerveux central devraient être évitées. Cela pourrait être fait en bloquant les impulsions naturelles à l’aide de nanorobots qui s’attachent au câblage cérébral, tout en recevant les impulsions numériques qui décrivent le monde virtuel, qui pourrait ensuite être envoyé dans le câblage du cerveau. Un système de rétroaction entre l’utilisateur et l’ordinateur qui stocke l’information serait également nécessaire. Compte tenu de la quantité d’informations qui serait nécessaire pour un tel système, il est probable qu’il serait basé sur des formes hypothétiques de technologie informatique.

Exigences:
Compréhension du système nerveux
Une compréhension globale de quelles impulsions nerveuses correspondent à quelles sensations, et quelles impulsions motrices correspondent à quelles contractions musculaires seront nécessaires. Cela permettra aux sensations correctes chez l’utilisateur et aux actions dans la réalité virtuelle de se produire. Le projet Blue Brain est la recherche la plus prometteuse avec l’idée de comprendre comment fonctionne le cerveau en construisant des modèles informatiques à très grande échelle.

Capacité à manipuler CNS
Le système nerveux aurait évidemment besoin d’être manipulé. Alors que des dispositifs non invasifs utilisant des radiations ont été postulés, les implants cybernétiques invasifs sont susceptibles de devenir disponibles plus tôt et d’être plus précis. La manipulation peut se produire à n’importe quel stade du système nerveux – la moelle épinière est susceptible d’être la plus simple; comme tous les nerfs passent ici, cela pourrait être le seul site de manipulation. La nanotechnologie moléculaire est susceptible de fournir le degré de précision requis et pourrait permettre à l’implant d’être construit à l’intérieur du corps plutôt que d’être inséré par une opération.

Matériel informatique / logiciel pour traiter les entrées / sorties
Un ordinateur très puissant serait nécessaire pour traiter la réalité virtuelle assez complexe pour être presque indiscernable de la réalité du consensus et interagir avec le système nerveux central assez rapidement.

Environnements numériques immersifs:
Un environnement numérique immersif est une scène artificielle, interactive, créée par ordinateur ou un «monde» à l’intérieur duquel un utilisateur peut s’immerger.

Les environnements numériques immersifs peuvent être considérés comme synonymes de réalité virtuelle, mais sans impliquer que la «réalité» réelle est simulée. Un environnement numérique immersif pourrait être un modèle de réalité, mais il pourrait aussi s’agir d’une interface utilisateur ou d’une abstraction fantaisie complète, tant que l’utilisateur de l’environnement y est immergé. La définition de l’immersion est large et variable, mais ici, on suppose simplement que l’utilisateur a l’impression de faire partie de l’univers simulé. Le succès avec lequel un environnement numérique immersif peut réellement immerger l’utilisateur dépend de nombreux facteurs tels que les infographies 3D crédibles, le son surround, les entrées utilisateur interactives et d’autres facteurs tels que la simplicité, la fonctionnalité et le potentiel de plaisir. De nouvelles technologies sont en cours de développement qui prétendent apporter des effets environnementaux réalistes sur l’environnement des joueurs – des effets tels que le vent, la vibration des sièges et l’éclairage ambiant.

La perception:
Pour créer une impression d’immersion totale, les 5 sens doivent percevoir l’environnement numérique comme réel. La technologie immersive peut induire en erreur les sens avec: Des affichages 3D panoramiques Son surround Systèmes de retour de force et de reconnaissance de mouvement Création artificielle de goûts et d’odeurs

Interaction:
Une fois que les sens perçoivent l’environnement numérique comme suffisamment réel, l’utilisateur doit être capable d’interagir avec l’environnement de manière naturelle et intuitive. Une multitude de technologies immersives comme la reconnaissance de mouvement répondent à l’action de l’utilisateur. Des interfaces de contrôle par le cerveau (BCI) répondant à l’activité neuronale ont même commencé à apparaître.

Exemples et applications:
Les simulations d’entraînement et de répétition couvrent toute la gamme de tâches (par exemple, la boutonnière: quel bouton poussez-vous pour déployer un boom de ravitaillement) à travers la simulation situationnelle (comme la réponse aux crises ou la formation des convoyeurs)? ou les soldats et l’application de la loi dans des scénarios qui sont trop dangereux pour s’entraîner dans du matériel réel en utilisant l’ordonnance en direct.

Des jeux informatiques allant du jeu d’arcade simple au jeu en ligne massivement multijoueur et aux programmes de formation tels que les simulateurs de vol et de conduite. Des environnements de divertissement tels que des simulateurs de mouvement qui plongent les riders / joueurs dans un environnement numérique virtuel amélioré par des signaux de mouvement, visuels et sonores. Des simulateurs de réalité, comme l’une des montagnes des Virunga au Rwanda, qui vous emmène à travers la jungle pour rencontrer une tribu de gorilles de montagne. Ou des versions d’entraînement comme celle qui simule une promenade à travers les artères humaines et le cœur pour assister à l’accumulation de la plaque et apprendre ainsi sur le cholestérol et la santé.

En parallèle avec des scientifiques, des artistes comme Knowbotic Research, Donna Cox, Rebecca Allen, Robbie Cooper, Maurice Benayoun, Char Davies et Jeffrey Shaw utilisent le potentiel de la réalité virtuelle immersive pour créer des expériences et des situations physiologiques ou symboliques.

D’autres exemples de technologie d’immersion incluent l’environnement physique / espace immersif avec des projections numériques environnantes et des sons tels que la CAVE, et l’utilisation de casques de réalité virtuelle pour visionner des films, avec suivi de la tête et contrôle par ordinateur de l’image présentée. être dans la scène. La prochaine génération est VIRTSIM, qui réalise une immersion totale grâce à la capture de mouvement et aux écrans sans fil pour des équipes de treize immersants, permettant un mouvement naturel à travers l’espace et l’interaction simultanément dans l’espace virtuel et physique.

Utilisation en soins médicaux:
De nouveaux champs d’études liés à la réalité virtuelle immersive émergent chaque jour. Les chercheurs voient un grand potentiel dans les tests de réalité virtuelle servant de méthodes d’entrevue complémentaires en soins psychiatriques. Dans les études, la réalité virtuelle immersive a également été utilisée comme un outil éducatif dans lequel la visualisation des états psychotiques a été utilisée pour obtenir une meilleure compréhension des patients présentant des symptômes similaires. Nouvelles méthodes de traitement sont disponibles pour la schizophrénie et d’autres domaines de recherche nouvellement développés où la réalité virtuelle immersive devrait atteindre l’amélioration dans l’éducation des procédures chirurgicales, programme de réadaptation des blessures et des chirurgies et la réduction de la douleur des membres fantômes.

Applications dans l’environnement bâti:
Dans le domaine de la conception architecturale et de la science du bâtiment, des environnements virtuels immersifs sont adoptés pour aider les architectes et les ingénieurs du bâtiment à améliorer le processus de conception en assimilant leur sens de l’échelle, de la profondeur et de la conscience spatiale. Ces plates-formes intègrent l’utilisation de modèles de réalité virtuelle et de technologies de réalité mixte dans diverses fonctions de recherche en sciences du bâtiment, opérations de construction, formation du personnel, enquêtes auprès des utilisateurs finaux, simulations de performance et visualisation BIM. Les écrans de tête (avec des systèmes à 3 degrés de liberté et à 6 degrés de liberté) et des plateformes CAVE sont utilisés pour la visualisation spatiale et la navigation dans la modélisation des informations du bâtiment (BIM) pour différentes conceptions et évaluations. Les clients, les architectes et les propriétaires de bâtiments utilisent des applications dérivées des moteurs de jeu pour naviguer dans les modèles BIM à l’échelle 1: 1, ce qui permet une expérience de visite virtuelle des futurs bâtiments. Pour de tels cas, l’amélioration de la performance de la navigation spatiale entre les casques de réalité virtuelle et les écrans de bureau 2D a été étudiée dans diverses études, certains suggérant une amélioration significative des casques de réalité virtuelle tandis que d’autres n’indiquent aucune différence significative. Les architectes et les ingénieurs du bâtiment peuvent également utiliser des outils de conception immersifs pour modéliser divers éléments de construction dans des interfaces CAO de réalité virtuelle et appliquer des modifications de propriétés aux fichiers BIM (Building Information Modeling) dans de tels environnements.

Dans la phase de construction du bâtiment, les environnements immersifs sont utilisés pour améliorer la préparation du site, la communication sur site et la collaboration des membres de l’équipe, la sécurité et la logistique. Pour la formation des travailleurs de la construction, les environnements virtuels se sont avérés très efficaces dans le transfert de compétences avec des études montrant des résultats de performance similaires à la formation dans des environnements réels.Par ailleurs, les plateformes virtuelles sont également utilisées dans la phase d’exploitation des bâtiments Les objets (IoT) disponibles dans les bâtiments, l’amélioration des processus et la gestion des ressources.

Les études sur les occupants et les utilisateurs finaux sont réalisées dans des environnements immersifs. Les plateformes immersives virtuelles engagent les futurs occupants dans le processus de conception des bâtiments en offrant aux utilisateurs une impression de présence en intégrant des maquettes de pré-construction et des modèles BIM pour l’évaluation des options de conception alternatives dans le modèle de bâtiment. Des études portant sur des expériences humaines ont montré que les utilisateurs réalisent des performances similaires dans les activités de bureau quotidiennes (identification d’objets, vitesse de lecture et compréhension) dans des environnements virtuels immersifs et des environnements physiques comparés. Dans le domaine de l’éclairage, des casques de réalité virtuelle ont été utilisés pour étudier l’influence des motifs de façades sur les impressions perceptives et la satisfaction d’un espace diurne simulé. De plus, des études d’éclairage artificiel ont mis en œuvre des environnements virtuels immersifs pour évaluer les préférences d’éclairage des utilisateurs de scènes virtuelles simulées avec le contrôle des stores et des lumières artificielles dans l’environnement virtuel.

Pour l’ingénierie structurelle et l’analyse, les environnements immersifs permettent à l’utilisateur de se concentrer sur les investigations structurelles sans être trop distrait pour fonctionner et naviguer dans l’outil de simulation. Les applications de réalité virtuelle et augmentée ont été conçues pour l’analyse par éléments finis des structures de coque. À l’aide de gants de stylet et de données en tant que périphériques d’entrée, l’utilisateur peut créer, modifier un maillage et spécifier des conditions aux limites. Pour une géométrie simple, des résultats codés en couleur en temps réel sont obtenus en changeant les charges sur le modèle. Des études ont utilisé des réseaux neuronaux artificiels (RNA) ou des méthodes d’approximation pour obtenir une interaction en temps réel pour la géométrie complexe et pour simuler son impact via des gants haptiques. Des structures à grande échelle et une simulation de pont ont également été réalisées dans des environnements virtuels immersifs. L’utilisateur peut déplacer les charges agissant sur le pont, et les résultats d’analyse par éléments finis sont mis à jour immédiatement en utilisant un module approximatif.

Effets néfastes:
Maladie de simulation, ou maladie de simulateur, est une condition où une personne présente des symptômes similaires au mal des transports causés par jouer à l’ordinateur / simulation / jeux vidéo (Oculus Rift travaille pour résoudre le mal de simulateur).

Mal de mouvement en raison de la réalité virtuelle est très similaire à la maladie de simulation et le mal des transports dus aux films. En réalité virtuelle, cependant, l’effet est rendu plus aigu puisque tous les points de référence externes sont bloqués à la vision, les images simulées sont tridimensionnelles et dans certains cas, le son stéréo peut également donner une impression de mouvement. Des études ont montré que l’exposition à des mouvements de rotation dans un environnement virtuel peut entraîner une augmentation significative des nausées et d’autres symptômes du mal des transports.

D’autres changements de comportement tels que le stress, la dépendance, l’isolement et les changements d’humeur sont également considérés comme des effets secondaires causés par la réalité virtuelle immersive.