Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : INF4503  Gr. 01
Titre : Réalité virtuelle
Session : Automne 2015  Horaire et local
Professeur : Cretu, Ana-Maria
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Permettre à l'étudiant de s'initier aux principales méthodes, outils et technologies reliés aux systèmes de réalité virtuelle. Lui permettre de développer des environnements virtuels à l'aide de langages de programmation spécialisés dans ce domaine.

Contenu

Introduction aux systèmes de réalité virtuelle (RV). Architecture générale des systèmes de RV. Survol des applications et des outils de développement. Notions de base d'infographie, représentations géométriques, graphes de scène. Couleur et espaces chromatiques. Notions de base d'animation et d'interaction. Synchronisation et routage des évènements. Différents types d'interpolateurs et de senseurs. Conception et réalisation d'un projet de RV. Notions d'éclairage et de navigation. Modélisation d'apparence : matériaux et textures. Arrière-plans et modélisation atmosphérique. Multimédia, gestion des collisions et scripts. Commutateurs et prototypes. Modélisation basée sur la physique. Concepts d'interface personne-machine appliqués à la RV. Technologies de la RV : périphériques de commande et d'affichage. Modélisation basée sur l'image. L'avenir de la RV : réalité mixte, informatique nomade, interfaces multimodales, défis technologiques. Ce cours comporte des séances obligatoires de travaux dirigés (TD) de deux par semaine.
2. Objectifs spécifiques du cours :
À la fin de ce cours, l'étudiant sera en mesure de :
  • Décrire les concepts de base de la réalité virtuelle.
  • Décrire les champs d'application de la RV.
  • Développer des mondes de RV à l'aide de VRML et X3D.
  • Décrire les principales technologies utilisées en RV.
  • Comprendre les défis technologiques posés par la RV.
3. Stratégies pédagogiques :
Les formules pédagogiques suivantes seront utilisées:
  • Cours magistraux
  • Travaux de session individuels
  • Projet en équipe
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
Jeudi entre 10h30 et 11h30 ou sur rendez-vous.
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1    Introduction: Les concepts de base de la RV
  • Fondement. Définitions
  • Historique
  • Applications de la RV
 11 sept. 2015 
2   

TD1: Introduction à VRML (14 sept.)

Modélisation des mondes virtuels
  • Représentations géométriques: Modèles volumétriques
    • Primitives graphiques
    • Transformations: translations, rotations, homothéties
    • Couleur et matériaux pour modèles volumétriques
    • Groupement des objets
 18 sept. 2015 
3   

TD2: Modélisation volumétrique (21 sept.)

Modélisation des mondes virtuels
  • Représentations géométriques: Modèles surfaciques
    • Surfaces planes. Surfaces non-planes
    • Représentations géométriques avancées: extrusion et révolution
    • Couleur et matériaux pour représentations avancées
 25 sept. 2015 
4   

TD3: Modélisation surfacique (28 sept.)

Modélisation des mondes virtuels
  • Apparence d'objets: Textures. Éclairage. Ombrage.
  • Modélisation pour les environnements naturels. Modélisation atmosphérique. Arrière-plans.
 02 oct. 2015 
5   

TD4: Texture. Éclairage et ombrage. (5 oct.)

EXAMEN INTRA 		09 oct. 2015 
6    SEMAINE D'ÉTUDES 16 oct. 2015 
7    Comportement des objets du monde virtuel
  • Animation: horloges, routes, évènements, interpolateurs
 23 oct. 2015 
8   

TD5: Animation. (26 oct.)

Comportement des objets du monde virtuel
  • Son.
  • Interactions. Détecteurs environnementaux actifs.
  • Points de vue et navigation.
 30 oct. 2015 
9   

TD6: Son. Détecteurs actifs. (2 nov.)

Comportement des objets du monde virtuel
  • Détecteurs environnementaux passifs. Détecteurs de proximité, de visibilité et de collision.
  • Modélisation basée sur la physique.
  • Scripts
  • Optimisation de performance
 06 nov. 2015 
10   

TD7: Détecteurs passifs. Scripts. (9 nov.)

Comportement des objets du monde virtuel
  • Prototypes, extensions, commutateurs et scripts.
  • Les bases de X3D.
 13 nov. 2015 
11   

TD8: Commutateurs. Extensions. Prototypes. (16 nov.)

L'être humain dans les environnements réels et virtuels
  • Comportement de l'homme dans un environnement réel et virtuel.
  • Modèles pour les humanoïdes.
 20 nov. 2015 
12    Technologie de la RV
  • Interfaces motrices. Interfaces tactiles et à retour d'effort. Interfaces de locomotion et la simulation du mouvement.
 27 nov. 2015 
13    Technologie de la RV
  • Interfaces sensorielles.

Réalité mixte, augmentée et virtualisée. Défis technologiques. Modèles issues des interfaces personne-ordinateur. Ergonomie. Éthique et droit dans la RV.

 04 déc. 2015 
14    PRÉSENTATION DE PROJETS D'ÉTUDIANTS 11 déc. 2015 
15    EXAMEN FINAL 18 déc. 2015 
6. Évaluation du cours :
L'évaluation est l'appréciation du niveau d'apprentissage atteint par l'étudiant par rapport aux objectifs des cours et des programmes. Dans le cas spécifique du cours Réalité virtuelle l'attribution des notes se fera selon la répartition suivante :
  • Examen intra: 20 %
  • Examen final: 40 %
  • Travaux de session: 20 %
  • Projet en équipe: 20 %
    • Prototype exécutable (10 %): À livrer le 11 décembre 2015
    • Présentation du projet (5 %): À livrer le 11 décembre 2015
    • Rapport final du projet (5 %): À livrer le 21 décembre 2015
7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
Notes de cours
  • Des notes de cours détaillées seront fournies couvrant la matière du cours.

Autres références recommandées

  • Philippe Fuchs, Guillaume Moreau, Alain Berthoz, Jean-Louis Vercher, "Le traité de la réalité virtuelle. Volume 1 : Fondements et interfaces comportementales", 3e éd., Les Presses de l'École des Mines de Paris, 2006, 380 pages. ISBN 2-911762-62-2
  • Philippe Fuchs, Guillaume Moreau, Jean-Marie Burkhardt, Sabine Coquillart, "Le traité de la réalité virtuelle. Volume 2 : L'interfaçage, l'immersion et l'interaction en environnement virtuel", 3e éd., Les Presses de l'École des Mines de Paris, 2006, 524 pages. ISBN 2-911762-63-0.
  • Philippe Fuchs, Guillaume Moreau, Jacques Tisseau,"Le traité de la réalité virtuelle". Volume 3 : Les outils et modèles informatiques des environnements virtuels", 3e éd., Les Presses de l'École des Mines de Paris, 2006, 424 pages. ISBN 2-911762-64-9
  • Grigore Burdea, Philippe Coiffet, "Virtual Reality Technology",2nd ed., IEEE Press, Wiley-Interscience, 2003, 444 pages + CD-ROM. ISBN 0-471-36089-9.
  • Andrea Ames, David Nadeau, John Moreland, "VRML 2.0 Sourcebook",2nd edition, John Wiley & Sons, 1997, 654 pages + CD-ROM. ISBN 0-471-16507-7
  • Don Brutzman, Leonard Daly, "X3D-Extensible 3D Graphics for Web Authors", Morgan Kaufmann, 2007, ISBN 978-0-12-088500-8.
9. Page Web du cours :
https://moodle.uqo.ca