Capture de réalité mixte : comment cela fonctionne et pourquoi c'est important

La capture de réalité mixte vous permet de combiner des séquences réelles avec des éléments virtuels en temps réel. Que vous soyez joueur, créateur de contenu ou développeur, elle améliore vos visuels, les rendant plus attrayants et interactifs.

Qu'est-ce que la capture de réalité mixte (MRC)

La capture de réalité mixte (MRC) désigne le processus consistant à fusionner des éléments réels et virtuels pour créer une expérience visuelle unique et cohérente. Elle permet aux utilisateurs, spectateurs ou créateurs de contenu de visualiser et d'interagir avec des objets numériques comme s'ils existaient dans un environnement réel. La MRC est couramment utilisée dans les jeux vidéo, les simulations de formation, la production virtuelle et les expériences de streaming en direct.

Aspects clés du MRC :

• Mélanger les mondes physique et virtuel:MRC combine des images du monde réel avec du contenu virtuel, donnant l'impression que des objets numériques existent naturellement dans un espace physique.
• Interaction en temps réel:Les utilisateurs peuvent interagir avec des éléments numériques en temps réel, souvent à l’aide du suivi de mouvement, de capteurs de profondeur et de casques de réalité augmentée (AR) ou de réalité virtuelle (VR).
• Utilisation dans la diffusion en direct et la création de contenu:MRC permet aux créateurs de capturer et de diffuser des expériences immersives, telles que le gameplay VR, d'une manière qui permet au public de voir à la fois le joueur et le monde virtuel.
• Intégration matérielle et logicielle:MRC implique souvent l’utilisation de caméras spécialisées, d’écrans verts, de capteurs de profondeur et d’outils logiciels pour fusionner avec précision les mondes réel et virtuel.

Le MRC est largement utilisé dans des secteurs tels que le jeu (par exemple, le streaming VR), la formation et la simulation (par exemple, les applications médicales et militaires) et le divertissement (par exemple, la production virtuelle pour les films et les événements en direct).

Applications de la capture de réalité mixte (MRC) dans divers domaines

La capture de réalité mixte (MRC) est une technologie puissante, utilisée dans de nombreux secteurs, qui améliore l'interaction entre les éléments physiques et numériques. Voici quelques-uns des domaines les plus importants où la MRC a un impact :

Jeux et streaming en direct

Le MRC est largement utilisé dans les jeux et la création de contenu, permettant aux joueurs et aux streamers de s'intégrer dans des environnements virtuels.

• Streaming de réalité virtuelle (RV)Des plateformes comme Twitch et YouTube prennent en charge le streaming en direct basé sur le MRC, où les joueurs apparaissent au cœur de leur gameplay comme s'ils faisaient partie du monde virtuel. Des outils comme LIV permettent aux streamers de se superposer dynamiquement aux jeux VR.
• Esports et expériences interactives:MRC améliore les diffusions d'esports en plaçant les joueurs dans un environnement entièrement numérique, rendant les compétitions plus attrayantes pour le public.
• Expériences de jeu hybrides:Certains jeux utilisent MRC pour créer des expériences de réalité mixte où les joueurs interagissent avec des objets réels et virtuels.

Production virtuelle au cinéma et à la télévision

L’industrie du divertissement utilise le MRC pour créer des productions plus immersives et plus rentables.

• Décors et arrière-plans virtuelsMRC permet aux acteurs de jouer devant des écrans verts, tandis que la composition en temps réel les place dans des environnements virtuels. Cela réduit le besoin de construction de décors physiques et offre une plus grande liberté créative.
• Capture de mouvement pour les personnages CGI:En capturant les mouvements des acteurs et en les intégrant à des modèles numériques, MRC aide à créer des personnages CGI réalistes pour les films et les émissions de télévision.
• Diffusions holographiques en direct:Certaines productions utilisent le MRC pour projeter des performances holographiques en direct, fusionnant de vrais interprètes avec des éléments numériques en temps réel.

Architecture et design

MRC transforme la visualisation architecturale et la conception de produits en proposant des moyens interactifs et immersifs de présenter des projets.

• Intégration de modèles 3D en temps réel:Les architectes et les concepteurs peuvent se promener dans des bâtiments virtuels tout en apparaissant à l'intérieur de leurs modèles 3D, permettant une meilleure compréhension spatiale.
• Présentations clients et collaboration à distance:Grâce à MRC, les concepteurs peuvent présenter des projets aux clients dans un environnement de réalité mixte, améliorant ainsi la communication et la prise de décision.
• Prototypage et tests de produits:MRC permet aux concepteurs de visualiser les produits dans un environnement réel avant la fabrication, réduisant ainsi les coûts et le temps de développement.

Formation et simulation

Le MRC joue un rôle crucial dans la formation professionnelle, en offrant des environnements d’apprentissage réalistes et interactifs.

• Formation médicale et chirurgicale:Les étudiants en médecine et les professionnels utilisent des simulations basées sur le MRC pour pratiquer des chirurgies et des procédures dans un environnement sans risque.
• Simulations militaires et policières:Les soldats et les policiers s’entraînent dans des environnements virtuels qui combinent des actions du monde réel avec des menaces numériques, améliorant ainsi leurs capacités de prise de décision.
• Formation industrielle et technique:Les travailleurs dans des domaines tels que l’aviation, l’ingénierie et les interventions d’urgence peuvent s’entraîner dans des environnements virtuels qui simulent des conditions réelles sans risques physiques.

Éducation et recherche

Le MRC améliore l’éducation en rendant les sujets complexes plus interactifs et attrayants.

• Classes et conférences virtuelles:Les instructeurs peuvent utiliser MRC pour apparaître dans des salles de classe virtuelles ou superposer du contenu éducatif sur des environnements réels.
• Visualisation scientifique:Les chercheurs peuvent explorer des modèles scientifiques, tels que des structures moléculaires ou des phénomènes astronomiques, en s’immergeant dans un environnement de réalité mixte.
• Reconstructions culturelles et historiques:Les musées et les établissements d’enseignement utilisent le MRC pour donner vie à des événements et à des artefacts historiques, permettant aux visiteurs d’interagir avec des reconstructions numériques de sites anciens ou d’espèces disparues.

Commerce de détail et commerce électronique

MRC révolutionne la façon dont les consommateurs achètent et interagissent avec les produits.

• Expériences d'essayage virtuel:Les détaillants utilisent MRC pour permettre aux clients d'essayer virtuellement des vêtements, des accessoires et des cosmétiques avant de les acheter.
• Environnements commerciaux interactifs:Certaines marques proposent des expériences d’achat en réalité mixte où les utilisateurs peuvent explorer les magasins numériques tout en se voyant dans l’espace.
• Démonstrations et personnalisation de produits:Les consommateurs peuvent visualiser et personnaliser des produits (tels que des meubles ou des voitures) dans leur propre environnement physique avant de procéder à un achat.

Expériences sociales et collaboratives

Le MRC encourage de nouvelles façons pour les gens de se connecter et d’interagir dans des contextes personnels et professionnels.

• Événements et concerts virtuels:MRC permet des performances en direct où les artistes apparaissent aux côtés d'éléments numériques, créant des spectacles uniques et immersifs.
• Travail à distance et réunions virtuelles:Les entreprises utilisent MRC pour la collaboration à distance, permettant aux employés de se rencontrer et d’interagir dans des espaces de travail virtuels partagés tout en conservant leur présence physique.
• Plateformes sociales de réalité augmentée:Les applications sociales basées sur MRC permettent aux utilisateurs de combiner les mondes réel et numérique dans les appels vidéo, le contenu des médias sociaux et la narration interactive.

Logiciels et technologies informatiques au MRC

Les logiciels et les technologies informatiques jouent un rôle crucial dans la capture de réalité mixte (MRC) en permettant le traitement, le rendu et la composition en temps réel d'éléments virtuels et réels. Vous trouverez ci-dessous les principaux composants des logiciels et des technologies informatiques de MRC.

Moteurs de composition et de rendu en temps réel

Le compositing en temps réel consiste à fusionner dynamiquement des séquences réelles avec des ressources numériques, sans nécessiter de postproduction fastidieuse. Les moteurs de rendu sont des plateformes logicielles qui génèrent des images 3D en simulant l'éclairage, les textures et les interactions entre objets.

Principaux moteurs de rendu dans MRC :

1. Unreal Engine 5 (UE5):Utilisé dans les productions haut de gamme pour la création de décors virtuels en temps réel.
2. Unity HDRP:Optimisé pour les applications de réalité mixte avec un rendu de haute qualité.
3. Entailler:Un moteur de graphisme animé utilisé pour les événements en direct et les visuels interactifs.

Application dans le monde réel :

• Production virtuelle en direct:Des studios comme The Volume (Lucasfilm) utilisent Unreal Engine 5 pour créer des décors numériques immersifs, remplaçant les écrans verts traditionnels.

Suppression d'arrière-plan et segmentation d'objets alimentées par l'IA

La suppression d'arrière-plan assistée par l'IA consiste à utiliser l'apprentissage automatique pour isoler les sujets de leur environnement sans recourir à un écran vert. La segmentation d'objets consiste à identifier et à distinguer différents objets au sein d'une image vidéo afin de permettre une interaction dynamique en réalité mixte.

Principales technologies d'IA utilisées dans le MRC :

• Chroma Keying basé sur l'apprentissage profond: L'IA remplace la technologie d'écran vert pour isoler le sujet en temps réel. Exemple : NVIDIA Maxine AI.
• Réseaux neuronaux de segmentation des personnes:Sépare les figures humaines des arrière-plans sans matériel supplémentaire. 

Exemple:

Écran vert virtuel OBS.

Application dans le monde réel :

• Streaming Twitch et événements virtuels:Les créateurs de contenu utilisent la segmentation basée sur l'IA dans LIV pour s'insérer dans des environnements VR sans avoir besoin d'un écran vert physique.

Cartographie spatiale et reconstruction de l'environnement

La cartographie spatiale est un processus de reconstruction numérique d'environnements réels en 3D, permettant aux objets virtuels d'interagir naturellement avec leur environnement physique. La reconstruction d'environnement consiste à générer une représentation dynamique et en temps réel d'un espace à l'aide de capteurs et de caméras.

Technologies clés de la cartographie spatiale :

• Numérisation LiDAR:Utilise des impulsions laser pour générer des cartes 3D précises. Exemple : Apple LiDAR sur iPhone et HoloLens 2.
• SLAM (localisation et cartographie simultanées):Suivez la position d'un appareil AR/VR tout en cartographiant l'environnement. 

Exemple: 

Google ARCore, Microsoft HoloLens.

Application dans le monde réel :

• Navigation AR:Des applications comme Google Live View AR utilisent SLAM et LiDAR pour superposer des directions numériques sur les rues du monde réel.

Cloud Computing et 5G pour MRC

Le cloud computing dans MRC fait référence à l'utilisation de serveurs distants pour le rendu en temps réel, réduisant ainsi le besoin de puissance de traitement locale haut de gamme. Les réseaux 5G fournissent des connexions à large bande passante et à faible latence, essentielles pour les applications de réalité mixte en direct.

Technologies clés du MRC basé sur le Cloud :

• NVIDIA CloudXR: Diffuse du contenu AR/VR à partir de GPU cloud vers des casques légers.
• Rendu à distance Microsoft Azure:Permet de visualiser des ressources 3D massives sur des appareils AR mobiles.

Application dans le monde réel :

• Formation industrielle:BMW utilise CloudXR pour la collaboration de conception à distance, permettant aux ingénieurs d'examiner les modèles de voitures en réalité augmentée sans avoir besoin de stations de travail locales très puissantes.

Procédure de capture de réalité mixte (MRC) : Décomposition étape par étape

Le processus de capture de réalité mixte (MRC) comprend plusieurs étapes, de la capture d'éléments réels à leur rendu dans un environnement numérique. Vous trouverez ci-dessous une description détaillée du fonctionnement de la MRC, étape par étape.

Étape 1 : Capturer des éléments du monde réel

La première étape du pipeline MRC consiste à capturer des vidéos et des informations de profondeur à partir d’objets, de personnes ou d’environnements du monde réel.

Configuration de la caméra et du capteur

• Les caméras RVB capturent des séquences vidéo standard de personnes et d'objets.
• Les caméras de profondeur (LiDAR, Time-of-Flight) mesurent la distance des objets pour créer une carte de profondeur.
• Les caméras à 360 degrés sont parfois utilisées pour une capture immersive de l'environnement complet.

Exemple: 

Les caméras Microsoft Azure Kinect et Intel RealSense sont couramment utilisées pour capturer des données de profondeur pour la composition de réalité mixte en temps réel.

Suivi de mouvement et reconnaissance d'objets

Pour intégrer de manière transparente des éléments du monde réel dans une scène numérique, un suivi précis est nécessaire.

• Capture de mouvement optique (MoCap):Utilise des caméras infrarouges et des marqueurs réfléchissants pour suivre les mouvements.
• Suivi inertiel:Les IMU (unités de mesure inertielle) portables détectent l'accélération et l'orientation.
• Suivi de l'intérieur vers l'extérieur:Les caméras des casques VR/AR suivent la position de l'utilisateur par rapport à son environnement.

Exemple:

• En streaming VR
• Le logiciel LIV suit le corps d'un streamer et le compose dans le monde virtuel en temps réel.

Étape 2 : Traitement et cartographie spatiale

Une fois les données du monde réel capturées, elles sont traitées et cartographiées pour s’aligner sur l’environnement numérique.

Cartographie de profondeur et reconstruction 3D

• Génération de nuages de points: Convertit les données de profondeur brutes en une représentation 3D de la scène.
• Localisation et cartographie simultanées (SLAM):Aide le système à comprendre la position de l'utilisateur dans un espace.
• Reconstruction basée sur les voxels:Les données de profondeur sont converties en voxels 3D pour une modélisation géométrique précise.

Exemple: 

Le Microsoft HoloLens 2 utilise SLAM et LiDAR pour cartographier les espaces physiques, permettant un placement réaliste des objets AR.

Segmentation d'objets et suppression d'arrière-plan basées sur l'IA

Les algorithmes basés sur l’IA aident à isoler les éléments du monde réel de leur arrière-plan sans avoir besoin d’un écran vert.

• Réseaux neuronaux pour l'incrustation chromatique: Supprime les arrière-plans de manière dynamique en fonction de la couleur et de la profondeur.
• Segmentation sémantique:L'IA identifie et sépare différents objets dans la scène.

Étape 3 : Composition et rendu en temps réel

Une fois les données traitées, elles sont restituées dans un environnement numérique en temps réel.

Fusion d'éléments réels et virtuels

• Les moteurs de rendu en temps réel (Unreal Engine, Unity) composent des séquences du monde réel avec des objets virtuels.
• Les caméras virtuelles ajustent la perspective pour correspondre aux mouvements des caméras réelles et numériques.
• La synchronisation de l'éclairage et des ombres garantit que les éléments réels correspondent aux conditions d'éclairage virtuelles.

Traitement basé sur le cloud pour l'évolutivité

• Cloud Rendering (Microsoft Azure Remote Rendering, NVIDIA CloudXR) permet un traitement graphique de haute qualité sans nécessiter de puissance de calcul locale.
• Le streaming à faible latence (5G, Edge Computing) permet la transmission en temps réel de données MRC pour une collaboration à distance.

Étape 4 : Affichage de la scène de réalité mixte

L’étape finale consiste à afficher l’expérience de réalité mixte dans différents formats d’affichage.

Méthodes de sortie

• Les casques VR/AR (Meta Quest, HoloLens, Magic Leap) offrent une expérience immersive.
• Les moniteurs et téléviseurs standard affichent des visuels de réalité mixte pour la diffusion.
• Les écrans holographiques projettent du contenu 3D rendu MRC dans l'espace physique.

Plateformes et outils populaires pour la capture de réalité mixte (MRC)

La capture de réalité mixte (MRC) s'appuie sur une gamme de plateformes et d'outils permettant une intégration fluide d'éléments réels dans des environnements numériques. Ces technologies répondent à différents besoins, des studios de capture volumétrique aux moteurs de rendu temps réel, en passant par les systèmes de suivi de mouvement et les solutions cloud. Vous trouverez ci-dessous une analyse détaillée des plateformes et outils les plus populaires utilisés en MRC.

1. Studios de capture de réalité mixte Microsoft

MRC Studios de Microsoft est une plateforme de capture volumétrique haut de gamme conçue pour créer des hologrammes 3D photoréalistes de personnes et d'objets réels. Il s'agit de l'une des solutions les plus avancées pour capturer des performances réelles et les intégrer aux applications de réalité augmentée, de réalité virtuelle et de réalité mixte.

Caractéristiques principales :

• Utilise un système de capture volumétrique à 106 caméras pour enregistrer des modèles 3D à ultra haute résolution.
• Fournit une reconstruction de profondeur en temps réel, permettant un éclairage et des ombres réalistes.
• S'intègre entièrement aux plateformes AR/VR, ce qui le rend compatible avec HoloLens, Unreal Engine et d'autres systèmes de rendu.

Cas d'utilisation :

• Divertissement et sports:Utilisé pour créer des concerts holographiques, des expositions de musée interactives et des retransmissions sportives.
• Entreprise et formation: Aide à créer des environnements de formation virtuels réalistes, permettant aux utilisateurs d'interagir avec des humains numériques volumétriques.

2. MetaHuman Creator (par Epic Games)

MetaHuman Creator est une application cloud permettant de concevoir et d'animer des humains numériques ultra-réalistes. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un outil MRC en soi, il joue un rôle crucial en réalité mixte en permettant le suivi facial en temps réel et la capture de performances pour des avatars haute fidélité.

Caractéristiques principales :

• Capture de mouvement facial pilotée par l'IA qui permet une cartographie des performances en temps réel.
• Le rendu basé sur le cloud garantit que même des modèles de personnages complexes peuvent être créés sans nécessiter de matériel puissant.
• Gréement d'animation du corps entier qui s'intègre parfaitement à Unreal Engine pour une utilisation en temps réel.

Cas d'utilisation :

• Production et jeux virtuels:Utilisé pour créer des doubles numériques d'acteurs dans des environnements de réalité mixte.
• Diffusion en direct et avatars numériques:Populaire parmi les VTubers et les applications d'avatar pilotées par l'IA.

3. Unreal Engine (par Epic Games)

Unreal Engine est l'une des plateformes de rendu 3D temps réel les plus puissantes utilisées dans MRC. Largement adopté dans le cinéma, les jeux vidéo et les événements en direct, il permet de générer des environnements virtuels photoréalistes en temps réel.

Caractéristiques principales :

• Système de composition pour la composition en temps réel, permettant aux séquences numériques et réelles de se mélanger de manière transparente.
• Prise en charge avancée du suivi des mouvements, y compris l'intégration de Live Link pour la capture du visage et du corps.
• Effets visuels intégrés à la caméra, permettant un éclairage et des reflets réalistes qui correspondent aux objets physiques.

Cas d'utilisation :

• Production de films virtuels:Utilisé dans The Mandalorian pour créer des décors virtuels à grande échelle.
• Événements en direct et diffusion sportive:Permet des superpositions CG en temps réel dans les performances en direct.

4. Unité

Unity est un moteur temps réel largement utilisé, offrant une prise en charge optimale des applications de réalité mixte et augmentée. Il est particulièrement reconnu pour sa compatibilité mobile et sa compatibilité multiplateforme.

Caractéristiques principales :

• MARS (Studio de Réalité Mixte et Augmentée):Fournit des outils basés sur l'IA pour le développement de la réalité mixte.
• Prise en charge d'ARKit et d'ARCore, permettant une intégration directe avec les plateformes AR mobiles.
• Cinemachine & Timeline, qui offrent un suivi de caméra dynamique pour les applications de réalité mixte.

Cas d'utilisation :

• Applications de réalité augmentée:Utilisé pour les installations muséales interactives et les expériences éducatives.
• Streaming de réalité mixte en direct:Populaire parmi les streamers utilisant des superpositions VR.

5. NVIDIA CloudXR

NVIDIA CloudXR est un service de rendu cloud qui permet la diffusion en temps réel de réalité mixte sur les réseaux 5G. Il est conçu pour gérer les applications VR, AR et MRC haute fidélité sans nécessiter de puissance GPU locale.

Caractéristiques principales :

• Rendu basé sur le cloud, réduisant la latence pour les applications de réalité mixte complexes.
• Streaming à faible latence sur 5G, garantissant une interaction fluide en temps réel.
• Optimisé pour les appareils XR, prenant en charge HoloLens, Meta Quest et HTC Vive.

Cas d'utilisation :

• Production MRC à distance:Permet aux concepteurs et aux développeurs de collaborer sur du contenu de réalité mixte sans avoir besoin de configurations locales haut de gamme.
• Formation en entreprise et en industrie:Utilisé pour les simulations de formation collaborative à grande échelle.

6. Rendu à distance Microsoft Azure

Azure Remote Rendering est un service cloud qui permet la diffusion de modèles 3D ultra-haute résolution vers des casques de réalité mixte comme HoloLens.

Caractéristiques principales :

• Gère des ressources 3D à grande échelle, permettant des visualisations complexes.
• Optimisé pour les applications AR et MR, offrant une intégration transparente avec HoloLens.

Cas d'utilisation :

• Visualisation médicale et scientifique:Permet la modélisation 3D en temps réel des structures anatomiques.
• Ingénierie et construction:Permet aux architectes d'explorer des conceptions de bâtiments à grande échelle en réalité mixte.

FlyPix AI : Innovation basée sur l'IA pour la capture de réalité mixte

FlyPix AI redéfinit la capture de réalité mixte (MRC) en intégrant l'intelligence artificielle aux technologies géospatiales, rendant la cartographie 3D, la classification des territoires et la détection des changements plus précises et efficaces. Notre plateforme traite les données satellitaires, drones et LiDAR, fournissant des informations haute résolution pour l'urbanisme, la gestion des infrastructures et la surveillance environnementale.

Contrairement aux outils MRC traditionnels, la plateforme sans code de FlyPix AI garantit l'accessibilité à tous les utilisateurs, automatisant la classification et le traitement en temps réel par IA, sans barrières techniques. Conçues pour une intégration SIG transparente, nos solutions évolutives prennent en charge des projets de toutes tailles, de l'analyse de site local à la cartographie nationale.

Pourquoi FlyPix AI 

• Capture 3D alimentée par l'IA:Cartographie et modélisation de haute précision.
• Interface sans code:Des outils intuitifs pour une analyse foncière sans effort.
• Intégration de données multi-sources:Prise en charge des satellites, des drones et du LiDAR.
• Détection automatique des changements:Suivre les transformations du territoire et des infrastructures.
• Intégration SIG transparente: Améliorez les flux de travail grâce à des informations basées sur l'IA.

Services d'IA FlyPix

• Capture et cartographie de la réalité 3D
• Classification des terres pilotée par l'IA
• Détection et surveillance des changements
• Modèles d'IA personnalisés
• Intégration SIG

Découvrez l'avenir de la capture de réalité mixte

FlyPix AI fournit des solutions MRC rapides, évolutives et intelligentes, optimisant l'analyse géospatiale pour une meilleure prise de décision dans tous les secteurs.

Commencez à vous transformer vos flux de capture de réalité dès aujourd'hui !

Conclusion

La capture de réalité mixte révolutionne notre expérience du contenu numérique. En fusionnant des images réelles avec des environnements virtuels, elle ouvre des possibilités infinies pour les jeux, la réalisation de films, la formation et même les événements en direct.

Avec les progrès technologiques, la capture de réalité mixte deviendra encore plus accessible, permettant aux créateurs de donner vie à leurs idées comme jamais auparavant. Que vous débutiez ou cherchiez à améliorer votre configuration, cette technologie a des atouts prometteurs.

FAQ