Éclaircissons le mystère HoloLens
Révélé au public il y a presque 2 ans, HoloLens reste un produit bien mystérieux. Il faut dire que Microsoft n’a commencé à le vendre qu’à partir du printemps 2016, et encore de manière très progressive. En France, le casque est disponible depuis seulement le mois d’octobre dernier. Microsoft nous a invités à l’essayer dans sa version définitive, ce que nous n’avons évidemment pas refusé.
Hololens n’est pas un casque de réalité virtuelle
À ce stade, beaucoup a déjà été écrit sur le casque de Microsoft, mais il nous semble important de souligner un point : il ne s’agit pas d’un casque de réalité virtuelle comme l’Oculus Rift, le HTC Vive ou leurs nombreux concurrents. Cette distinction a tendance à être masquée par la coïncidence du lancement de HoloLens et la réémergence de la réalité virtuelle, mais il existe des différences fondamentales entre les deux.
D’une part, HoloLens est autonome. Contrairement au Rift ou au Vive qui ne sont que des périphériques d’un PC hôte, HoloLens n’a aucun fil à la patte et n’a besoin d’aucun serveur d’images. Dans les arceaux du casque se cache un véritable petit PC – sous Windows 10, forcément, qui génère lui-même les images à afficher et exécute les applications demandées. La batterie interne doit garantir 2 h 30 de liberté.
D’autre part, HoloLens n’isole pas son utilisateur dans un monde virtuel. Les images virtuelles se superposent au monde réel et on conserve un champ de vision intact. Cet ancrage dans le réel a un avantage capital : les utilisateurs ne sont pas sujets à la nausée.
Enfin, HoloLens n’utilise pas des écrans LCD ou OLED classiques, mais un système de projection qui lui permet de s’affranchir des problématiques de résolution et d’effet de grille constatés sur les casques de VR.
Comment ça marche ?
Au cœur de HoloLens se trouve une myriade de capteurs et de processeurs. Tout d’abord, un processeur central exécute l’OS et les applications. Il s’agit d’une puce Intel Atom Cherry Trail, à 1 GHz, assurant les fonctions de CPU et de GPU. Il est épaulé par 2 Go de mémoire vive et 64 Go de mémoire flash eMMC. Un PC de base comme on en trouve sur quantité de tablettes ou notebook premier prix.
Ce petit Atom est épaulé par un HPU, un Holographic Processing Unit. Ce processeur est spécialisé dans le traitement des signaux récoltés par les nombreuses caméras et les capteurs embarqués. Composé de 28 DSP, il gère des aspects essentiels de l’utilisation de HoloLens, comme la reconnaissance de l’environnement, la reconnaissance des gestes de l’utilisateur, le suivi des mouvements et de la position de la tête, etc. Son architecture particulière lui permettrait d’être jusqu’à 200 fois plus rapide que l’Atom dans ses fonctions.
Pour alimenter le HPU, Microsoft a installé rien moins que 4 caméras associées à quatre puissantes LED infrarouges, dédiées à la reconnaissance de l’environnement, plus une double caméra mesurant le relief et enfin une dernière caméra permettant d’enregistrer ce que l’utilisateur regarde (nous en reparlerons). Avec ces images, le HPU opère de la reconnaissance de formes afin de comprendre les gestes exécutés par l’utilisateur et pour dresser en temps réel une cartographie précise de l’environnement. En plus des caméras, une unité de mesure de l’inertie (IMU), composée d’un accéléromètre, un gyroscope et un magnétomètre, capte les mouvements de la tête.
La partie la plus intéressante, celle qui donne son nom à HoloLens est bien évidemment la section affichage. Comment les hologrammes sont produits devant les yeux de l’utilisateur. La réponse, malheureusement, n’est pas très détaillée, Microsoft restant plutôt discret sur sa technologie. Toutefois, il semble à peu près certain que Microsoft utilise la même technique que d’autres lunettes ou afficheurs tête haute. On sait en effet que deux miniprojecteurs illuminent des lames de verre positionnées devant les yeux. Trois lames par oeil, correspondant aux trois couleurs primaires.
Chacune contient très probablement deux réseaux de diffraction, holographiques, dont le rôle est de guider la lumière à l’intérieur du verre puis de la laisser sortir à l’endroit voulu, devant les yeux de l’utilisateur. Chaque projecteur est dit “HD” par Microsoft et le système produit un total de 2,5 millions de points lumineux, sur une surface au format 16:9.
Sur cette image, on voit clairement les trois lames RVB en sandwich
Élargissez ce champ de vision !
Un casque confortable et intuitif
La mise en place du HoloLens sur le crâne est simple, très simple : on bascule l’arceau, on le desserre à l’aide de son unique vis, on pose sur la tête et on resserre. On peut parfaitement l’utiliser avec des lunettes puisque le casque ne doit pas reposer sur le nez. Il est aussi vraiment léger et bien équilibré. De ce point de vue, par rapport à un Rift ou un Vive, c’est le jour et la nuit.
L’interaction dans le monde holographique passe par deux gestes essentiels. Le clic est représenté par un pincement de l’index sur le pouce. La fermeture des applications, ou l’ouverture du menu Démarrer se fait via le « bloom », c’est-à-dire un geste d’ouverture de la main les doigts vers le haut, imitant l’éclosion des pétales d’une fleur. À la première tentative, on est pris d’une légère angoisse ne sachant vraiment où et comment faire ces gestes, mais la reconnaissance des mouvements par HoloLens est si efficace et fiable qu’on oublie vite ses doutes.
Quand votre bureau s’étale sur les murs
Nous avons pu essayer plusieurs applications, pendant presque une heure, afin de saisir le potentiel du casque. Mais avant toute chose, il faut le mettre en route. Lorsqu’il s’allume, le HoloLens observe la pièce dans laquelle on se trouve pour en cartographier les volumes et les objets. Une fois ceci fait, il affiche son écran d’accueil.
On retrouve en fait le classique bureau de Windows, avec ses icônes de raccourcis et son menu Démarrer. Mais ici, le bureau s’étale sur les murs et les meubles, les raccourcis sont des fenêtres miniatures ou des objets 3D posés çà et là. Le menu Démarrer apparaît au-dessus de la main qui l’a appelé avec un bloom.
Le menu démarrer vu de l’extérieurLa manipulation des objets est enfantine. Chaque hologramme apparaît entouré d’une cage bleue, comme n’importe quelle zone de sélection d’un objet dans une application classique. On retrouve donc des contrôles intuitifs pour glisser-déposer, redimensionner, etc.
Tous ces objets virtuels sont accrochés à un point de l’environnement. Mieux : HoloLens prend en compte les objets réels de sorte que l’on peut cacher un raccourci derrière un meuble. Il sera toujours là, mais restera invisible tant qu’on ne se placera pas physiquement au bon endroit. De même, on ne peut pas faire traverser un mur ou un meuble à un objet virtuel : ils sont parfaitement conscients de l’environnement réel. Le processeur holographique et la bardée de capteurs intégrés font un travail remarquable.
Un monde virtuel étriqué
Un des usages clés identifiés par Microsoft est la collaboration à distance sur des objets physiques. C’est aussi la démonstration qui met le plus en lumière les limitations de HoloLens. L’exercice auquel nous nous sommes prêtés consistait à connecter un circuit électrique simple – réel – en suivant les conseils qui nous étaient donnés via Skype. Dans un coin de l’environnement virtuel, nous avions une fenêtre de vidéoconférence Skype. Notre interlocuteur visualisait sur l’écran de son PC ce que nous voyions devant nous, grâce à la caméra centrale du casque. Il pouvait faire apparaître dans notre champ de vision des flèches nous indiquant quoi brancher où.
Théoriquement, l’expérience est fascinante. En pratique elle est gâchée par le principal et très gros défaut du HoloLens : son champ de vision très restreint. Les hologrammes ne s’affichent en effet que dans un petit cadre immobile au centre du champ de vision de l’utilisateur.
Illustration du champ de vision tel que nous l’avons ressenti (image originale, Microsoft)Insistons sur ce point : non seulement les zones holographiques n’occupent qu’une petite portion du champ de vision humain, mais en plus cette zone est solidaire de la tête et non pas des yeux. Regarder trop en bas, trop à gauche ou trop à droite revient à ne plus regarder dans les écrans holographiques et fait donc sortir de l’univers de HoloLens. À longue distance, quand le regard porte loin et suit globalement la direction de la tête, on s’y fait facilement, mais à courte portée et dans une situation où les yeux bougent alors que la tête reste immobile, cela devient très gênant.
Microsoft pourra-t-il corriger ce défaut ? Rien n’est moins sûr puisque la technique du guide d’ondes limite par nature les angles de vision. D’ailleurs il n’y a eu aucun progrès entre les prototypes de 2015 et les versions commerciales de 2016. En attendant, il faut prendre l’habitude de bouger sa tête et pas ses yeux, une habitude que les presbytes porteurs de lunettes à foyers variables connaissent bien.
Aucun problème de résolution
Les autres démonstrations ne mettaient pas du tout autant en exergue le problème du champ de vision. Naviguer sur le web dans HoloLens ne pose par exemple pas de problème particulier. On peut assez facilement entrer une adresse web en sélectionnant les lettres à la main sur un clavier virtuel ou en la dictant. La reconnaissance vocale effectuée par HoloLens n’est pas Cortana, mais suffit dans cette situation. Une fois sur le web, on est rapidement surpris par la qualité de l’affichage. Quiconque a tenté l’expérience sur un casque de réalité virtuelle sait à quel point la faible résolution de leurs écrans rend les textes presque illisibles. Ce problème n’existe pas sur HoloLens et c’est un avantage capital pour certains usages.
Une révolution pour les jeux vidéo
La dernière démonstration que Microsoft nous a permis d’essayer fut le jeu RoboRaid. Ce petit FPS avait servi pendant la keynote de présentation de HoloLens, et nous étions curieux de voir si la réalité était conforme à la vision présentée sur scène.
RoboRaid est un excellent exemple du potentiel de la réalité mixte. Le joueur y est confronté à une invasion de robots extraterrestres volants ou rampants. Ils arrivent par vague dans des conteneurs défonçant les murs de la pièce et on doit évidemment leur tirer dessus pour sauver la planète. Chaque tir du joueur détruit non seulement un ennemi mais crée des dégâts sur l’environnement. Après une partie les murs de la pièce sont un vrai gruyère. Évidemment, les dégâts ne sont que virtuels, mais l’impression est tout à fait réaliste. Et dans cette situation, on oublie assez vite le champ de vision étroit. Même s’il faut beaucoup bouger pour voir tous les ennemis qui se déplacent, le son 3D produit par les haut-parleurs intégrés permet une localisation très précise des robots.
Conclusion : vivement la version 2 !
Une heure d’essai n’est évidemment pas assez pour se faire une idée complète du potentiel du casque HoloLens, mais nous devrons nous en contenter pour le moment. Les premières impressions sont tout de même diablement positives. Microsoft tient là un produit qui, malgré sa ressemblance, ne souffre pas des défauts de casques de réalité virtuelle :il ne donne pas la nausée, il ne choque pas par sa faible résolution, il n’est pas dépendant d’un PC hôte. L’étude ergonomique est également excellente et le HoloLens reste étonnamment léger (579 g, comme nous l’ont répété à l’envi nos hôtes chez Microsoft).
Les usages possibles sont très vastes. Les premiers industriels à avoir sauté le pas l’utilisent pour visualiser des modèles 3D pour faciliter la conception, pour former des techniciens avant une intervention sur un équipement, voire pour les aider au cours de l’intervention. Un cuisiniste américain l’a même installé dans ses magasins pour permettre aux clients de visualiser leur future cuisine avant achat.
Un prototype avancé, pas encore un produit fini
Difficile, alors, de ne pas être enthousiaste. Toutefois, HoloLens dans sa version actuelle n’est pas sans défaut. Citons d’abord son prix, 3300 euros, qui le met hors de portée de tous sauf les développeurs et entreprises intéressés. Parlons ensuite de sa puissance interne. Un processeur Atom Cherry Trail et 2 Go de RAM ne seront jamais suffisants pour une utilisation intensive. Si Microsoft veut vraiment faire de HoloLens un ordinateur d’usage répandu, il devra lui donner les moyens d’exécuter des applications sérieuses. Mais ces deux défauts sont faciles à corriger via une production à plus grande échelle et grâce au secours de la loi de Moore encore vaillante. Reste le principal défaut, qui sera sans doute le plus complexe à éradiquer : le champ de vision des hologrammes. Il est bien trop étroit pour que Microsoft puisse espérer convaincre le grand public.
En l’état, HoloLens est donc une belle démonstration technique pleine de promesses. Espérons qu’il se transforme en produit mature rapidement. Vivement la version 2 !
