NFE 205
Bases de données avancées (2)
Juin 2015
Initiation au couplage Réalité
Augmentée ↔ Système
d’Information Géographi...
TABLE DES MATIÈRES
Table des matières........................................................................................
LISTE DES SIGLES ET DES ABRÉVIATIONS
BIM Bâtiment et Informations Modélisés
BTP Bâtiment et Travaux Publics
CCD Charge-Cou...
LISTE DES FIGURES
Figure 1 - Conversion de coordonnées GPS en coordonnées planes.............................................
LISTE DES ANNEXES
Annexe A - Les dates clef de la RA ........................................................................
INTRODUCTION
La Réalité Augmentée (RA) et les Systèmes d’Information Géographique (SIG) sont deux domaines distincts où
l’...
1 Principe de fonctionnement de la RA
1.1 Concepts généraux
L’algorithme d’un système de RA peut être résumé en six étapes...
Afin d’offrir une expérience utilisateur réaliste, le système doit tenir compte de l’orientation, de
l’emplacement, ainsi ...
2.2 La représentation des données géographiques
2.2.1 Déterminer le système géodésique le mieux adapté aux contraintes de ...
Une application de RA utilisée en extérieur, n’a pas besoin d’une importante précision du SIG : une
approximation (même de...
Les coordonnées GPS et x,y sont stockées dans la base de données. De la sorte, le SIG est en mesure de calculer
les distan...
3 État de l’art
3.1 Application technique
La démocratisation des smartphones et tablettes au cours de ces 10 dernières ann...
CONCLUSION
Les technologies à base de RA ne sont pas encore arrivées à maturité, cependant, je n’ai pas de doute sur le
fa...
En guise de conclusion, essayons d’imaginer le futur et mettons-nous dans la peau d’un touriste en visite à
Paris. Alors à...
ANNEXES
© Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 10
ANNEXE A - LES DATES CLEF DE LA RA
• 1957 : Morton Heilig66
donne naissance à la machine « Sensorama », une cabine de proj...
• 2009 : Conception du jeu vidéo « Arhrrr » en RA par le Georgia Tech Augmented Environnements Lab
du SCAD76
d’Atlanta. Ce...
ANNEXE B - LE CONTINUUM RÉEL / VIRTUEL
La RA est un type de « réalité » au sein d’une famille composée de deux autres réal...
Toujours d’après ce-dernier, le schéma ci-dessous86
extrait de son même ouvrage illustre bien les
distinctions entre les d...
ANNEXE C - LA COMPOSITION D’UN SIG
Un SIG permet de gérer, d’analyser et d’afficher des entités spatiales.
On peut schémat...
Les trois volets sont interdépendants les uns des autres tel illustré ci-dessous90
:
Figure 5 - Le noyau d'un SIG
Un SIG d...
ANNEXE D - SIG : DESCRIPTION DU MONDE À L’AIDE D’UN MODÈLE
BASÉ SUR DES COUCHES
Le contenu de cette annexe est extrait de ...
Les couches d'information géographique illustrées ci-après sont représentées à l'aide de quelques
structures de données SI...
ANNEXE E - SIG & SQL
« L'Open Geospatial Consortium, ou OGC, est un consortium international pour développer et
promouvoir...
ANNEXE F - SIMULATION DE PROJECTION DES COORDONNÉES
GÉOMÉTRIQUES (GPS) EN COORDONNÉES PLANES
Code source Java
package proj...
add(new Object[] {"Belleville / Ménilmontant",
2.3830679548130007, 48.86705179787573 });
add(new Object[] {"Gare du Nord",...
Résultats obtenus
Figure 10 - Tableau de calcul des distances entre un utilisateur et des POI
Nom du POI Longitude (GPS) L...
Comparaison des résultats avec Google Maps
Soit les 3 POI suivants :
• La paroisse Saint Vincent de Paul
• Le Panthéon
• L...
 Distance entre le Sacré-Cœur et le Panthéon d’après Google Maps :
Figure 13 - Distance entre le Sacré-Cœur et le Panthéo...
 Distance entre le Sacré-Cœur et la Tour Eiffel d’après Google Maps :
Figure 14 - Distance entre le Sacré-Cœur et la Tour...
ANNEXE G - PHOTOS DE L’APPLICATION LAYAR « NFE205 AR
PROJECT » EN SITUATION
Pour tester en conditions réelle l’application...
 La façade de la paroisse Saint Vincent de Paul en RA au travers de l’application « NFE205 AR Project »
Figure 16 - La fa...
 Capture d’écran de l’application « NFE205 AR Project » : on constate la aussi que la photo du Panthéon
s’incruste correc...
BIBLIOGRAPHIE
[1] CAUDELL T. P., MIZELL D. W. « Augmented reality: an application of heads-up display technology to manual...
[15] RHEINGOLD H. Virtual Reality. [s.l.] : Quality Direct, 1991.
[16] BURDEA G. C., COIFFET P. Virtual Reality Technology...
RÉFÉRENCES
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50
http://veille-techno.blogs.ec-nantes.fr/wp-content/uploads/2013/03/pvete12_rapport_virvil.pdf (Page 9-11)
51
http://www...
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http://fr.wikipedia.org/wiki/Open_Geospatial_Consortium
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http://www.opengeospatial.org/standards/sfs
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La Réalité Augmentée (RA) et les Systèmes d’Information Géographique (SIG) sont deux domaines distincts où l’apport du premier permet d’accroître les possibilités du second et vice versa. La présente étude se focalise sur l’interconnexion de ces deux domaines. Les problématiques liées à la RA sont davantage détaillées puisque son concept est encore peu rependu. Dans le cadre du couplage RA/SIG, ces derniers servent à stocker divers points d’intérêts (en anglais, Point Of Interest, acronyme POI) qui seront affichés à l’utilisateur via un système portatif.

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Initiation au couplage réalité augmentée (RA) - système d’information géographique (SIG)

  1. 1. NFE 205 Bases de données avancées (2) Juin 2015 Initiation au couplage Réalité Augmentée ↔ Système d’Information Géographique Le CNAM Centre d’enseignement de Paris 292, rue Saint-Martin 75003 Paris Guillaume MOCQUET contact@guillaumemocquet.com
  2. 2. TABLE DES MATIÈRES Table des matières............................................................................................................ ii Liste des sigles et des abréviations ................................................................................... iii Liste des figures ................................................................................................................iv Liste des annexes.............................................................................................................. v Introduction...................................................................................................................... 1 1 Principe de fonctionnement de la RA.......................................................................... 2 1.1 Concepts généraux ................................................................................................................................ 2 1.2 Développement d’application de RA à l’aide de la plateforme Layar ................................................... 2 2 Focus technique : Détection et calcul de la direction et/ou position du déclencheur par rapport à l’utilisateur........................................................................................................ 2 2.1 Les prérequis de la RA ........................................................................................................................... 2 2.1.1 Les déclencheurs............................................................................................................................... 2 2.1.2 Une batterie de capteurs .................................................................................................................. 3 2.1.3 Les moyens de visualisation.............................................................................................................. 3 2.2 La représentation des données géographiques .................................................................................... 4 2.2.1 Déterminer le système géodésique le mieux adapté aux contraintes de la RA................................ 4 2.2.2 Les principes de la projection WGS 84 / Pseudo-Mercator .............................................................. 5 2.2.3 Projection des coordonnées GPS : enrichissement du SIG ............................................................... 5 2.3 Mise en situation : Guide touristique augmenté................................................................................... 6 2.3.1 Contexte............................................................................................................................................ 6 2.3.2 Calcul de la distance entre les POI et l’utilisateur............................................................................. 6 3 État de l’art................................................................................................................ 7 3.1 Application technique............................................................................................................................ 7 3.2 Impacts et enjeux .................................................................................................................................. 7 Conclusion ........................................................................................................................ 8 Annexes.......................................................................................................................... 10 Bibliographie.................................................................................................................. 29 Références...................................................................................................................... 31 © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG ii
  3. 3. LISTE DES SIGLES ET DES ABRÉVIATIONS BIM Bâtiment et Informations Modélisés BTP Bâtiment et Travaux Publics CCD Charge-Coupled Device CLI Command Line Interface ou interface en ligne de commande en français CMOS Complementarity Metal-Oxide-Semiconductor EPSG European Petroleum Survey Group EV Entités Virtuelles GPS Global Positioning System HMD Head-Mounted Display ou Visiocasque en français HUD Head Up Display ou Affichage Tête Haute en français (ATH) IGN Institut Géographique National IHM Interface Homme-Machine IP Internet Protocole IR Images Réelles NFC Near Field Communication NGA National Geospatial-Intelligence Agency NIMA National Imagery and Mapping Agency NoSQL Not Only SQL POI Point Of Interest R&D Recherche & Développement RA Réalité Augmentée RM Réalité Mixte RV Réalité Virtuelle SDK Software Development Kit ou kit de développement logiciel en français SGBD Système de Gestion de Base de Données SGBDR Système de Gestion de Bases de Données Relationnelles SI Système d'Information SIG Système d'Information Géographique SQL Structured Query Language TMS Tile Map Service UTM Universal Transverse Mercator UWB Ultra WideBand ou Ultra Large Bande en français (ULB) WGS 84 World Geodetic System 1984 ou système géodésique mondial révision de 1984 en français © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG iii
  4. 4. LISTE DES FIGURES Figure 1 - Conversion de coordonnées GPS en coordonnées planes...................................................................... 6 Figure 2 - La représentation de la RV d'après G. Burdea ...................................................................................... 13 Figure 3 - Synthèse des trois réalités .................................................................................................................... 14 Figure 4 - Le continuum virtuel / réel de Paul Milgram ........................................................................................ 14 Figure 5 - Le noyau d'un SIG.................................................................................................................................. 16 Figure 6 - Un SIG modélise les informations géographiques sous la forme de couches....................................... 17 Figure 7 - SIG : types d'entités .............................................................................................................................. 18 Figure 8 - SIG : imagerie et données raster........................................................................................................... 18 Figure 9 - SIG : tables attributaires........................................................................................................................ 18 Figure 10 - Tableau de calcul des distances entre un utilisateur et des POI......................................................... 22 Figure 11 - Tableau de calcul des distances entre un utilisateur et trois POI ....................................................... 23 Figure 12 - Distance entre le Sacré-Cœur et la paroisse Saint Vincent de Paul d’après Google Maps................. 23 Figure 13 - Distance entre le Sacré-Cœur et le Panthéon d’après Google Maps.................................................. 24 Figure 14 - Distance entre le Sacré-Cœur et la Tour Eiffel d’après Google Maps................................................. 25 Figure 15 - La paroisse Saint Vincent de Paul vue du parvis du Sacré-Cœur de Paris........................................... 26 Figure 16 - La façade de la paroisse Saint Vincent de Paul en RA via l’application « NFE205 AR Project ».......... 27 Figure 17 - Capture d’écran de l’application « NFE205 AR Project » : La paroisse Saint Vincent de Paul ............ 27 Figure 18 - Capture d’écran de l’application « NFE205 AR Project » : Le Panthéon............................................. 28 © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG iv
  5. 5. LISTE DES ANNEXES Annexe A - Les dates clef de la RA ........................................................................................................................ 11 Annexe B - Le continuum réel / virtuel ................................................................................................................. 13 Annexe C - La composition d’un SIG ..................................................................................................................... 15 Annexe D - SIG : Description du monde à l’aide d’un modèle basé sur des couches ........................................... 17 Annexe E - SIG & SQL ............................................................................................................................................ 19 Annexe F - Simulation de projection des coordonnées géométriques (GPS) en coordonnées planes................. 20 Annexe G - Photos de l’Application Layar « NFE205 AR Project » en situation .................................................... 26 © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG v
  6. 6. INTRODUCTION La Réalité Augmentée (RA) et les Systèmes d’Information Géographique (SIG) sont deux domaines distincts où l’apport du premier permet d’accroître les possibilités du second et vice versa. La présente étude se focalise sur l’interconnexion de ces deux domaines. Les problématiques liées à la RA sont davantage détaillées puisque son concept est encore peu rependu. Dans le cadre du couplage RA/SIG, ces derniers servent à stocker divers points d’intérêts (en anglais, Point Of Interest, acronyme POI) qui seront affichés à l’utilisateur via un système portatif. Avant d’aller plus loin, voici un bref aperçu de ces deux univers. Le terme « Réalité Augmentée » fut inventé1 en 1990 par le chercheur Tom Caudell employé de la firme Boeing. Avec l’aide de son collègue David Mizell, ils inventent un procédé d’aide à l’exécution des tâches de maintenances grâce à un affichage tête haute (en anglais Head Up Display, acronyme HUD) [1]. Celui-ci se place sur la tête des techniciens afin de pouvoir superposer les schémas techniques virtuels sur la vision réelle via un dispositif optique. Les dates clefs de l’histoire de la RA sont présentées en Annexe A. Pour un panorama plus détaillé des origines du concept je vous invite à vous reporter à l’étude [2]. A mon sens, la meilleure définition de la RA est celle énoncée par Philippe Fuchs et Guillaume Moreau : « La réalité augmentée regroupe l’ensemble des techniques permettant d’associer un monde réel avec un monde virtuel, spécialement en utilisant l’intégration d’images réelles (IR) avec des entités virtuelles (EV) : images de synthèse, objets virtuels, textes, symboles, schémas, graphiques, … D’autres types d’associations entre mondes réels et virtuels sont possibles par le son ou le retour d’effort. » [3]. La RA est le premier niveau d’immersion de l’utilisateur dans un monde virtuel d’après la notion du « continuum virtuel / réel » imaginée en 1994 par Paul Milgram détaillée en Annexe B. Pour résumer, la RA est une Interface Homme-Machine (IHM). Pour interagir avec l’utilisateur, la RA repose sur la notion de « déclencheurs ». Ces derniers sont plus ou moins évolués, avec ou sans marqueurs. En l’absence de ces derniers, c’est par l’intermédiaire de coordonnées de géolocalisation – système de positionnement en extérieur2 / intérieur3 : Global Positioning System (GPS), Wifi, Bluetooth, Ultra WideBand (UWB), Internet Protocole (IP), ... – stockées dans un SIG que les interactions avec l’utilisateur sont rendues possibles. Le terme « Système d’Information Géographique » fut imaginé en 1968 par Roger Tomlinson, géographe visionnaire, qui est également l’inventeur et le concepteur du premier SIG4 . Il exploite la puissance des ordinateurs pour déterminer l’implémentation optimale des arbres au Kenya tout en réduisant drastiquement le coût ainsi que le temps de réalisation4 de l’étude. Cette découverte lui vaut de nombreuses récompenses5 ainsi que le surnom de « father of GIS. »4 . Un SIG est un Système d’Information (SI) ayant pour objectif de « décrire et caractériser le monde ainsi que toute entité géographique »6 . Techniquement, ce système permet de recueillir, stocker, traiter, analyser, gérer et présenter tous les types de données spatiales et géographiques. Un SIG est structuré autour de trois volets : la géodatabase, le géotraitement, la géovisualisation. Pour plus de détails, vous pouvez vous reporter à l’Annexe C. Le monde est modélisé par l’empilement successif de différentes couches dont le principe est expliqué en Annexe D. Les principaux Systèmes de Gestion de Bases de Données Relationnelles (SGBDR) intègrent nativement les fonctions relatives aux volets géodatabase et géotraitement : il est possible de manipuler les données spatiales directement via des requêtes Structured Query Language (SQL), pour plus d’informations, consulter l’Annexe E. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 1
  7. 7. 1 Principe de fonctionnement de la RA 1.1 Concepts généraux L’algorithme d’un système de RA peut être résumé en six étapes : 1. Recherche du/des déclencheur(s) à l’aide de différents capteurs : photographique, géolocalisation, accéléromètre, gyroscope, … 2. Détection et calcul de la direction et/ou position du déclencheur par rapport à l’utilisateur : orientation du capteur photographique qui filme les images de la scène réelle en 2D, coordonnées GPS, … 3. Identification du déclencheur : marqueur, visage, coordonnées GPS, ... 4. Détermination de(s) élément(s) virtuel(s) à superposer au(x) déclencheur(s) ou à incruster dans la scène réelle : pictogramme, vidéo, élément HTML, … 5. Calcul de l’orientation ainsi que les coordonnées dans le plan des éléments virtuels. Selon l’orientation de la caméra de l’utilisateur, il peut être nécessaire de déformer les éléments. 6. Composition de l’image finale à partir de l’image de la scène réelle capturée par le capteur photographique ainsi que le(s) élément(s) virtuel(s) généré(s). Actuellement, une partie de ces étapes peuvent être abstraites via l’emploi de Software Development Kit (SDK)7 open source ou logiciel propriétaire tel ARToolKit8 , Layar9 , D’Fusion10 , Vuforia11 , ... 1.2 Développement d’application de RA à l’aide de la plateforme Layar L’usage du navigateur RA mobile Layar9 permet aux développeurs d’applications de RA sur smartphone12 de s’affranchir de la majeure partie des traitements énumérés ci-dessus. Concevoir une application capable de superposer en temps réel diverses informations – texte, vidéo, site web, ... – sur des points d'intérêts géolocalisés – monuments, commerces, transports en commun, ... – à proximité de l’utilisateur se résume à exposer les données du SIG via des services web13 . 2 Focus technique : Détection et calcul de la direction et/ou position du déclencheur par rapport à l’utilisateur 2.1 Les prérequis de la RA 2.1.1 Les déclencheurs Les déclencheurs sont classifiés en deux grandes familles : avec ou sans marqueur. 2.1.1.1 Avec marqueur, également appelé tag ou pattern Cette catégorie regroupe l’ensemble des moyens qu’utilise un système de RA pour identifier les objets de la scène réelle avec lesquels il doit interagir : superposer un objet virtuel sur un marqueur de la scène réelle, substituer un objet de la scène réelle par un objet virtuel [4], ... Ils sont au nombre de trois : • Le tag fiduciaire : il s’agit du plus connu, celui-ci peut être assimilé à un QR Code, composé d’un motif géométrique abstrait en noir et blanc. • Le tag graphique : Il s’agit d’un marqueur fiduciaire auquel le motif géométrique abstrait est remplacé par un logo, un texte, un symbole, ... Celui-ci est délimité par un contour noir. • Le tag objet ou tag naturel : Il s’agit d’un marqueur intelligent qui analyse les images de la scène réelle pour identifier les zones interactives. L’utilisation de différents descripteurs d’images permet de détecter des visages, des lieux, des objets, ... Le projet SixthSense14 repose sur l’utilisation d’amer pour détecter les actions de l’utilisateur. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 2
  8. 8. Afin d’offrir une expérience utilisateur réaliste, le système doit tenir compte de l’orientation, de l’emplacement, ainsi que du déplacement du marqueur par rapport à la caméra de l’utilisateur. Il est possible de mixer l’utilisation des différents types de marqueurs. Ce type de capteurs comporte cependant deux contraintes majeures. Tout d’abord, ils doivent être intégrés et présents dans la scène réelle capturée pendant toute la durée de l’interaction avec l’utilisateur. De plus, ceux-ci doivent être suffisamment proches de l’utilisateur pour que le système parvienne à identifier les différents tags. En cas de perte de vue ou de non détection d’un marqueur, l’objet virtuel n’apparaît pas. 2.1.1.2 Sans marqueur : le géopositionnement Le système de RA utilise les coordonnées de géolocalisation comme déclencheur couplé à un ou plusieurs capteur(s) inertiel(s) afin de déterminer l’orientation de l’appareil. Comme précédemment, ce procédé n’est pas exempt de défaut. En fonction de la nature du projet, la précision du signal GPS d’une dizaine de mètres peut s’avérer insuffisante. De plus, celui-ci est inutilisable dans les zones couvertes ou requiert l’exploitation d’un système de positionnement d’intérieur : Wifi, Near Field Communication (NFC), Bluetooth, UWB, ... 2.1.2 Une batterie de capteurs Les mesures prises en temps réel nécessitent la présence de capteurs que l’on peut regrouper en deux classes : les extéroceptifs et les proprioceptifs. La performance d’un système de RA requiert que l’ensemble des capteurs utilisés soit correctement calibré. Pour d’avantage d’information, je vous invite à consulter la thèse de Gaël Sourimant [5] qui consacre la majeur partie du chapitre 3 au calibrage de la caméra. 2.1.2.1 Capteurs extéroceptifs Ces capteurs, qu’ils soient actifs (capteurs infrarouges, télémètre laser, radar, capteurs ultra-son, …) ou passifs (capteur photographique, microphone, GPS, …), renseignent le système de RA sur l’environnement externe (monde réel). Les capteurs de vision (Charge-Coupled Device (CCD), Complementarity Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS), ...), outre la capture des scènes du monde réel, sont souvent utilisés pour la reconnaissance de signature visuelle (cf. § 2.1.1.1). L’utilisation des capteurs de géopositionnement comme le GPS permet de déterminer grossièrement l’emplacement des POI. Ceci contribue à restreindre le périmètre de recherche lors de l’utilisation des descripteurs d’images capturées à l’aide du capteur photographique : en plus des notions de couleur, texte ou forme est ajoutée une information de géolocalisation. 2.1.2.2 Capteurs proprioceptifs Ce type de capteurs se charge d’analyser et de décrire l’environnement local. Ils sont généralement internes au système de RA et fournissent des renseignements sur l’état du système. Les smartphones et tablettes sont composés d’un grand nombre de capteurs inertiels desquels on peut citer : l’accéléromètre, le gyroscope, la boussole. Le gyroscope permet de prendre en compte les mouvements de la caméra souhaités ou non : déplacement, tremblements, ... La boussole permet quant à elle d’affiner la précision du calcul de position réalisé grâce au GPS. 2.1.3 Les moyens de visualisation La RA peut être transmise à l’utilisateur par l’intermédiaire : - D’un écran standard : smartphone, tablette, moniteur, télévision, ... - D’un écran transparent : tablette transparente15 , TV transparente16 , lunette (Google Glass, HoloLens17 ), HUD (par brise de voiture, casque de pilote d’avion de chasse), ... - D’un visiocasque : Head-Mounted Display (HMD) comme l’Oculus rift, Google Cardboard18 , ... © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 3
  9. 9. 2.2 La représentation des données géographiques 2.2.1 Déterminer le système géodésique le mieux adapté aux contraintes de la RA Les données de géolocalisation collectées par un système de RA sont dans la plupart des cas des coordonnées géographiques (latitude, longitude) issues du capteur GPS. Calculer les POI de type point – identifiés par leurs coordonnées GPS – aux alentours de l’utilisateur se basent sur l’évaluation de la distance entre chacun d’entre eux et la position du système de RA (smartphone, tablette, …) : plus celle-ci est faible, plus les POI sont proches de l’utilisateur. Les coordonnées géographiques permettent d’identifier de façon précise un point exact à la surface du globe, cependant, la complexité du calcul de distance varie en fonction de la modélisation de la figure de la terre19 utilisée par le SIG. Il existe quatre grandes familles géodésiques dont la complexité de calcul décroît à mesure que le résultat s’approxime : - Géoïde : La représentation la plus fidèle mais difficile à mettre en œuvre dans les calculs mathématiques compte tenu de sa surface irrégulière. - Ellipsoïde de révolution / Sphéroïde : Cette représentation modélise le globe terrestre sous forme d’une ellipse légèrement aplatie aux pôles. Il est possible de calculer la distance entre deux points à l’aide de la formule de Vincenty20 à partir de leurs coordonnées géographiques. - Sphère : Cette modélisation expose la terre sous forme d’une sphère. Il est possible de déterminer la distance entre deux points à partir de leurs coordonnées grâce à la formule de Haversine21 ; un cas spécifique des formules mathématiques de trigonométrie sphérique. Celle-ci se base sur la notion de distance du grand cercle22 . - Projection cartographique : Dans ce cas de figure, on recherche à décrire la terre (sphéroïde en 3D) sur une surface plane (cartographie en 2D) dans un système de coordonnées planes23 . D’après Wikipédia : « 𝑥𝑥 = 𝑓𝑓1(𝜑𝜑, λ) et 𝑦𝑦 = 𝑓𝑓2(𝜑𝜑, λ) où 𝑥𝑥, 𝑦𝑦 désignent des coordonnées planes, 𝜑𝜑 la latitude, λ la longitude et 𝑓𝑓1, 𝑓𝑓2 des fonctions qui sont continues partout sur l'ensemble de départ sauf sur un petit nombre de lignes et de points (tels que les pôles). »24 . La projection se base sur une représentation du géoïde terrestre. La plus utilisée dans le monde est World Geodetic System 1984 (WGS 84) étant donné que celui-ci est utilisé par le système GPS. Celle-ci a été normalisée en 1984 par la National Geospatial-Intelligence Agency (NGA), dans le rapport technique de la National Imagery and Mapping Agency (NIMA) sous la référence TR8350.225 . Pour se positionner correctement par rapport à la surface réelle de la terre, le SIG se base sur un ensemble de paramètres nommés datum géodésique. C’est à partir de ce groupe de valeurs qu’est réalisée la projection. La projection d’une surface sphérique sur un plan entraîne forcement des déformations : il n’existe pas de représentation plane qui soit parfaitement conforme à la réalité. La déformation peut porter sur27 : o Les longueurs : l’échelle de la carte n’est pas constante. o Les angles : selon le modèle de projection retenue, cela déforme, les angles, les formes, les surfaces ou les directions. Les quatre principaux modèles de projections sont26, 27, 28 : o Cylindriques : La surface de projection est un cylindre tangent ou sécant au modèle de la terre (Mercator, Universal Transverse Mercator : UTM). o Coniques : La surface de projection est un cône tangent ou sécant (Lambert). o Azimutales : Le plan lui-même est tangent au modèle de la terre. o Elliptiques : pseudo-cylindriques où l’équateur est représenté comme une droite horizontale perpendiculaire au méridien d’origine (projection de Mollweide). Chacun de ces modèles possède un type de projection : o Equivalente : conserve localement les surfaces. o Conforme : conserve localement les angles, donc les formes. o Equidistante : conserve les distances sur les méridiens. o Aphylactique : aucun des types précédents. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 4
  10. 10. Une application de RA utilisée en extérieur, n’a pas besoin d’une importante précision du SIG : une approximation (même de plusieurs mètres) est largement suffisante pour la majorité des usages. A l’inverse, il est important d’optimiser les calculs de distance puisque ceux-ci sont nombreux et doivent être réalisés en temps réel. Afin de concevoir une application réactive, il est préférable d’utiliser une approximation rapide plutôt qu’une valeur précise lente à calculer. Par ailleurs, plus les formules de calculs sont complexes (racine carrée, cosinus, sinus, …) plus celles-ci requièrent une puissance de calcul importante. Dans le cas où l’application a pour but de toucher le plus grand nombre d’utilisateurs dans le monde, il est primordial que les formules utilisées passent à l’échelle sous peine de devoir déployer une armada de serveurs pour la faire fonctionner. Enfin, le système de RA se base sur des coordonnées planes pour positionner les différents objets virtuels dans la scène réelle (cas général d’une représentation en 2D). Au vu des contraintes citées ci-dessus, la projection retenue pour le SIG d’application de RA d’extérieur est la projection WGS 84 / Pseudo-Mercator29 . Il s’agit d’une version « digitalisée » de la projection formalisée par Gérard Mercator en 156930 . On lui associe également les dénominations EPSG:385729 ou Web Mercator31 . Bien que celle-ci manque de précision à grande échelle32 , il s’agit d’un standard de fait, initialement mis au point par Google en 2005 pour son service Maps. Depuis celui-ci est utilisé par les principaux acteurs de SIG en ligne : Microsoft Bing Maps, OpenStreetMap, Institut Géographique National (IGN) depuis l’été 2012 dans la version 3 de Géoportail33 , … A noter que cette projection superpose une notion de « zoom » / « tile » au-dessus de la projection en x, y exprimée en mètres pour obtenir une projection en pixels : Tile Map Service (TMS)34, 35 . 2.2.2 Les principes de la projection WGS 84 / Pseudo-Mercator La projection WGS 84 / Pseudo-Mercator est de type cylindrique conforme. Celle-ci ne permet pas de représenter le monde dans son ensemble : cette dernière est bornée aux latitudes +/- 85.05112878° ; au-delà la projection est infinie. Il n’y a pas de troncature suivant les longitudes : la plage représentée s’étend de 180° Ouest à 180° Est. Plus on s’éloigne de l’équateur, plus la projection est déformée. Pour compenser ce phénomène, il faut déterminer le facteur d’échelle (scale factor, noté k) relatif à la latitude de la zone géographique où l’on se situe. La plage des valeurs de projection appartient à un rectangle dont les limites sont déduites des propriétés de la terre. Ci-dessous les valeurs normées d’après l’European Petroleum Survey Group (EPSG)29 (ces valeurs sont exprimées en mètres) : • Coint inférieur gauche (-180° -85.06°) : x = -20026376.39 ; y = -20048966.10 • Coin supérieur droit (180° 85.06°) : x = 20026376.39 ; y = 20048966.10 • Centre des coordonnées (intersection de l’équateur avec le Méridien de Greenwich) = 0 ; -0 2.2.3 Projection des coordonnées GPS : enrichissement du SIG Toujours dans un souci d’optimiser le temps de calcul, il est possible d’effectuer l’approximation suivante : Borner la plage de valeurs des projections à +/- 20037508.34. Cette valeur est déduite à partir du calcul de la circonférence de la terre exprimée en mètres (2 x π x R) ou R est le rayon de la terre moyen36 (6378137 mètres). Le résultat obtenu est divisé par deux, puisque le point de référence est au centre du rectangle obtenu. Ci-dessous, la formule utilisée pour projeter les coordonnées : 𝑥𝑥 = λ ∗ 20037508.34 180 y = � log( tan � (90 + 𝜑𝜑) ∗ π 360 �) π 180 � ∗ 20037508.34 180 Avec λ = longitude en ° et φ = latitude en ° ; x et y sont exprimés en mètres © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 5
  11. 11. Les coordonnées GPS et x,y sont stockées dans la base de données. De la sorte, le SIG est en mesure de calculer les distances entre les POI en effectuant la différence entre deux points d’un plan cartésien37 , soit : 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑(𝐴𝐴𝐴𝐴) = �(𝑥𝑥𝐵𝐵 − 𝑥𝑥𝐴𝐴)2 + (𝑦𝑦𝐵𝐵 − 𝑦𝑦𝐴𝐴)2 Ci-dessous, quelques POI de monuments de Paris projetés : Figure 1 - Conversion de coordonnées GPS en coordonnées planes 2.3 Mise en situation : Guide touristique augmenté 2.3.1 Contexte L’objectif est de concevoir un guide touristique en RA qui permet aux utilisateurs de smartphone Android ou iOS de connaître le nom des monuments autour de leur position. L’utilisation de la RA donne la possibilité de superposer les informations touristiques sur les monuments : contrairement à une table d’orientation traditionnelle, les informations affichées tiennent compte de la position ainsi que de l’angle de vue de l’utilisateur. Dans un premier temps, le projet est modélisé en Java afin de valider les formules mathématiques utilisées à l’aide des outils http://epsg.io/3857 et Google Maps. L’utilisateur du guide touristique (le point de référence) se situe au niveau du parvis de la Basilique du Sacré Cœur et observe le panorama qui s’offre à lui. Le code source Java, l’ensemble des données de simulation, ainsi que la confrontation des valeurs projetées avec Google Maps sont détaillés dans l’Annexe F. Les tests de l’application ont été réalisés sur un Samsung Galaxy S5 disposant d’une connexion Wifi. Le calque Layar relatif au projet est publié sur la plateforme Layar sous le nom « NFE205 AR Project ». Vous trouverez des photos prises en situation ainsi que des captures d’écran du projet en Annexe G. L’application est accessible à l’adresse : http://www.layar.com/layers/nfe205arprojxtx3. Cette étude ne traite pas du positionnement des objets virtuels dans le plan à partir des coordonnées projetées x, y. Les informations nécessaires à cette réalisation sont présentes dans l’Annexe F : valeur x et y calculées par rapport à l’utilisateur à l’aide de la formule xU = xRef – xPOI et yU = yRef – yPOI. Reste à définir un système de coordonnées propre à l’application ou tenir compte du logiciel utilisé. 2.3.2 Calcul de la distance entre les POI et l’utilisateur Comme évoqué précédemment, la projection utilisée nécessite tout d’abord de déterminer le facteur d’échelle k à utiliser par rapport à la position de l’utilisateur (cf. Latitude). Etant donné que l’application est destinée à une utilisation locale, le calcul de k peut être réalisé une seule fois, au démarrage de l’application. Puisque ce calcul n’est pas réalisé fréquemment, il est envisageable d’affiner la valeur k précédemment obtenue en modélisant la terre comme une ellipsoïde à l’aide du coefficient de correction noté c. le coefficient k’ est la valeur qui sera utilisée pour affiner l’ensemble des résultats dont il est important de connaître la distance réelle en mètres entre deux POI pour l’afficher à l’utilisateur. Les formules sont les suivantes : (𝑒𝑒 représente l’excentricité dont la valeur est fixée par la norme WGS 84, sa valeur au carré approximative est 0.006694380004260827). Pour plus de détails ainsi que des exemples réalisés à l’aide de données réelles, reportez-vous à l’Annexe F. Nom du POI Longitude (GPS) Latitude (GPS) X (Web Mercator) (m) Y (Web Mercator) (m) Sacré-Cœur 2,34310467055230 48,8867036772349 260833,218764915 6255659,196752890 Paroisse Saint Vincent de Paul 2,35190000000002 48,8790037950521 261812,310360257 6254355,750860800 Panthéon 2,34641534110449 48,8462211174429 261201,760924917 6248808,501819150 Tour Eiffel 2,29450406875617 48,8583409863125 255423,024521476 6250858,915584280 Projection des coordonnées GPS de quatre monuments de Paris en coordonnées cartésiennes 𝑘𝑘 = 1 cos 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 𝑥𝑥 π 180 𝑘𝑘′ = 𝑘𝑘 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑐𝑐 = �1 − 𝑒𝑒2 𝑥𝑥 sin� 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿𝐿 𝑥𝑥 π 180 � 2 © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 6
  12. 12. 3 État de l’art 3.1 Application technique La démocratisation des smartphones et tablettes au cours de ces 10 dernières années a fortement contribué au développement des solutions RA / SIG étant donné que ces périphériques possèdent tous les prérequis à l’utilisation de ces technologies : nombreux capteurs intégrés (photographique, géolocalisation, mouvement, …), puissance de calcul comparable à un ordinateur pour les modèles hauts de gamme, connexion Internet permanente mais surtout ils sont déjà utilisés quotidiennement par un très grand nombre d’utilisateurs. En 2015, un français sur deux possède un smartphone38 . De plus, les coûts de ces technologies ne cessent de baisser. Les domaines d’application tendent à s’élargir, à date, les principaux secteurs sont : • Construction / Bâtiment Travaux Publics (BTP) / Architecture : o Présentation virtuelle 3D sur terrain réel d’un projet immobilier comme en témoigne, Michel Gautier, maire de Betton39 (solution développée par Artefacto) o Aide à la décision dans le cadre de travaux urbains : superposition d’images virtuelles de canalisation ou câblage sur une surface réelle (mur, sol, ...)40 [6] • Industrie : o Aide à la réalisation des tâches industrielles : conception, production, assemblage, maintenance, formation, … illustrées par les solutions AugmentedPro Maintenance et AugmentedPro Production mises au point par la société française Robocortex41 . • Tourisme : o Guide touristique virtuel : musées, monuments / lieux, ... tel que l’explique Emmanuel Mahé, auteur du projet de réalité augmentée « Jardin de Versailles »42 . o Renaissance des monuments disparus : Abbaye de Cluny43 , Pompéi : Présentation virtuelle 3D sur emplacement réel d’un site disparu. • Défense : o Informations tactiques en temps réel, superposition vision nocturne ou chaleur, …44 3.2 Impacts et enjeux La RA, de par son côté novateur, où l’utilisation de cette technologie n’est pas encore rependue dans nos mœurs, suscite un grand intérêt de la part des secteurs du markéting et de la publicité qui recherchent à « surprendre » des acheteurs de plus en plus volatiles dans un monde de plus en plus concurrentiel : les marques cherchent de plus en plus à se démarquer de la concurrence. C’est le cas d’Ikea, au travers de son catalogue enrichi de tags RA, permet de visualiser des meubles en taille réelle. En l’espèce, la RA permet d’apprécier les volumes d’un objet en le plaçant virtuellement dans un environnement réel45 . Dans un autre contexte, Pepsi surprend les usagers patientant à un arrêt de bus grâce à un écran dissimulé dans l’une des parois de l’abri bus. Des images virtuelles sont ajoutées à la scène réelle donnant l’impression d’un spectacle incongru se passant réellement dans la rue46 . La RA est une nouvelle IHM encore immature : celle-ci est à la recherche de ses codes, principes, méthodes, … L’adoption de cette technologie requiert aux utilisateurs de changer et revoir leurs habitudes. Il s’agit d’entamer un long processus global de sensibilisation auprès du grand public. Les technologies de RA contribuent à rendre plus intuitive l’utilisation des SI car ceux-ci s’intègrent mieux dans notre mode de vie habituel. L’insuccès du premier prototype des Google Glass sorti en 2012 (projet officiellement stoppé en janvier 201547 ) illustre bien le manque de maturité générale ainsi que le besoin de changer nos mentalités. Outre l’aspect technique encore perfectible, notamment au niveau de la commande vocale, l’utilisation de ce type de produit soulève trois profondes questions qui méritent une sérieuse analyse : • La vie privée : la majorité des gens ne veut pas être filmée en permanence • Le droit : de nouvelles applications, « Vers un encadrement juridique 3.0 ? »48 • L’inégalité : naissance de deux mondes : « l’homme normal » vs « l’homme augmenté » © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 7
  13. 13. CONCLUSION Les technologies à base de RA ne sont pas encore arrivées à maturité, cependant, je n’ai pas de doute sur le fait que celles-ci vont révolutionner notre mode de vie dans un avenir proche : en 2020, le marché est estimé à 120 milliards de Dollars49 (à date, il est quasi inexistant). Selon moi, la question n’est pas de savoir si la RA sera un succès ou non ; mais de connaître à quel moment celle-ci sera pleinement démocratisée. Contrairement à la RA, les SIG sont des technologies matures en ce qui concerne les représentations de données géographiques sous forme de schéma 2D ou modélisation 3D. En revanche, elles en sont à leurs prémices dans le cadre de la représentation des données dans leur environnement réel. Le développement des technologies de RA va donner un nouveau souffle au SIG en permettant de visualiser concrètement des données dans leur environnement géographique. Elles deviennent alors une aide précieuse à la compréhension et à la perception de la complexité d’un environnement donné (cf. travail de Sean White50 ). Le développement de ces deux technologies est dopé par la démocratisation des smartphones et tablettes couplé par l’attrait du grand public pour utiliser de nombreux services web de façon nomade rendus possibles grâce à l’accroissement des zones de couverture ainsi que la chute des prix des connexions hauts débits mobile 3G, H+, 4G, … Dans de nombreux secteurs d’activités, l’intérêt d’utiliser un système de RA n’est plus à démontrer tant les atouts sont nombreux. Le monde du BTP s’apprête à basculer pleinement dans l’ère numérique, ceci dès l’horizon 2017, par l’obligation progressive de recourir au Bâtiment et Informations Modélisés (BIM)51 . L’équipement des ouvriers d’un casque à RA, tel le « Smart Helmet » de DAQRI52 facilitera la communication et compréhension entre les architectes et les maîtres d’œuvres / ouvriers présents sur le terrain. En ce qui concerne le grand public, d’après moi, pour le moment la RA n’a pas réellement décollé car les moyens d’interagir avec le système ne sont pas adaptés. Ceci aussi bien en entrée qu’en sortie : tenir un smartphone ou une tablette à bout de bras n’est pas ergonomique : risque de vol, nos mains ne sont pas libres, interface de commande non intuitive, … La RA est un des maillons voué à bâtir les IHM de demain. Celle-ci assure le retour d’informations visuelles du SI à l’utilisateur. Il est important de repenser la façon dont l’utilisateur interagit avec le SI ainsi que la place que celui-ci occupe : • Notion de la capture des mouvements de l’utilisateur. • Notion de la technologie portable (en anglais wearable technology). Les grands acteurs du digital (Google, Apple, Facebook, Amazon, Microsoft, Intel, …) ainsi que de nombreuses start-up effectuent d’importants travaux de Recherche & Développement (R&D) sur les technologies qui gravitent autour de la RA, voici quelques-uns de ces projets : • Google possède deux unités dédiées à la conception et l’imagination du futur : Google X Lab (Google X) ainsi que Google Advanced Technology And Projects (Google’s ATAP). Celles-ci ont donné naissance au premier projet Google Glass (de futures versions sont attendues53 ) ainsi que des projets prometteurs tel Project Tango54 (RA dev kit), Project Soli55 (capture des mouvements de l’utilisateur par onde radar), Project Jacquard56 (surfaces interactives en textiles) • Apple a confirmé le 29 mai 2015 le rachat de la société Metaio57 dont le principal produit est un navigateur RA : une sorte d’Internet Explorer / FireFox « augmenté ». • Facebook travaille sur la conception de nouveaux modes de communication basés sur la RA / RV par le rachat d’Oculus VR58 en mars 2014 (société leader des technologies relatives aux mondes virtuels) pour deux milliards de dollars78 . • Amazon a conçu l’application pour smartphone « Flow Powered by Amazon »59 capable de reconnaître un objet de la vie réelle en vue de l’acquérir. • Microsoft en plus de la mise au point de la table RA PixelSense60 , développe actuellement le prototype HoloLens61 , un dispositif HUD haute définition. • Intel a mis au point la puce Curie62 : les performances d’un ordinateur dans un bouton. • Thalmic Labs est l’auteur du bracelet Myo63 (capture des mouvements de l’utilisateur). © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 8
  14. 14. En guise de conclusion, essayons d’imaginer le futur et mettons-nous dans la peau d’un touriste en visite à Paris. Alors à bord de votre voiture sans conducteur (cf. Google Car), votre assistant de navigation (cf. Google Maps) vous fera découvrir les plus beaux lieux et places de la capitale de façon interactive en fonction de vos envies. Le système de projection de vidéo intégré vous fera oublier que vous êtes dans une voiture en vous immergeant totalement dans le lieu où vous vous situez (cf. champ de vision non limité aux seules vitres du véhicule : Projet Transparent Cockpit64, 65 ). Le nom des principaux centres d’intérêts sera automatiquement superposé à la scène réelle. Une fois dans la rue, vous vous trouvez devant un cinéma et vous aimeriez avoir une idée des films qui vous sont proposées. D’un geste de la main (cf. Project Soli), vos lunettes (cf. Google Glass) incrusteront la bande annonce sur l’affiche que vous avez montrée du doigt. En attendant que tout cela devienne réalité, il est important de se préoccuper dès à présent, de la protection des citoyens, principalement sur l’aspect du respect de la vie privée ainsi que de la sécurisation des données personnelles. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 9
  15. 15. ANNEXES © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 10
  16. 16. ANNEXE A - LES DATES CLEF DE LA RA • 1957 : Morton Heilig66 donne naissance à la machine « Sensorama », une cabine de projection cinématographique dans laquelle on pouvait ressentir les sensations directement liées à l’action diffusée à l’écran. C’est l’ancêtre du cinéma dynamique. • 1968 : Ivan Sutherland et Robert Sproull créent « The Sword of Damocles »67 , le premier système de RA, qui est aussi le premier système de réalité virtuelle (RV) ainsi que le premier « visiocasque » doté de divers capteurs. • 1975 : Myron Krueger crée « Videoplace »68 , un dispositif permettant aux utilisateurs d’interagir avec des objets virtuels via une caméra et un projecteur. • 1990 : Tom Caudell, ancien chercheur chez Boeing invente le terme « Réalité Augmentée » [7]. • 1990 : Pierre Wellner révolutionne la façon dont les utilisateurs interagissent avec la machine (interface homme-machine) avec « Digital desk »69 • 1992 : Michael Bajura, Henry Fuchs et Ryutarou Ohbuchi illustrent le dispositif médical expérimental qu’ils viennent de mettre au point. Celui-ci permet d’enrichir les images échographiques à l’aide d’images de synthèses [8]. • 1992 : Steven Feiner, Blair MacIntyre et Doree Seligmann développent le système d’aide et d’apprentissage à la maintenance d’imprimante laser (KARAM70 : Knowledge-based Augmented Reality for Maintenance Assistance). Cette technologie permet d’assister les techniciens en leur montrant des annotations pertinentes relatives à l’entretien et la réparation des imprimantes. • 1992 : Louis Barry Rosenberg applique les technologies de la RA au sein des laboratoires de recherche de l’US Air Force à l’occasion du projet « Virtual Fixtures » [9]. • 1994 : Paul Milgram invente la notion de « continuum virtuel » [10] qui délimite la RA. • 1996 : David Drascic et Paul Milgram décrivent les principes et concepts de la Réalité Mixte (RM) [11]. • 1996 : Jun Rekimoto conçoit le premier marqueur 2D. Celui-ci permet de superposer un objet 3D via la RA. • 1997 : Ronald Azuma réalise une des premières enquêtes sur la RA et formalise une définition de cette dernière [12]. • 1997 : Steven Feiner, Blair MacIntyre, Tobias Höllerer et Anthony Webster présentent la « Touring machine » qui est le premier système de RA portable (MARS : Mobile Augmented Reality System). • 1999 : Hirokazu Kato et Mark Billinghust publient la première version du projet open source « ARToolKit » 71 , un SDK dédié aux problématiques liées à la RA. • 2000 : Portage du jeu vidéo Quake en RA : « ARQuake » 72 . Il s’agit d’un projet piloté par Bruce Thomas et Wayne Piekarski au sein du « Wearable Computer Lab » de l’UniSA73 . • 2003 : Steffi Beckhaus, Florian Ledermann et Oliver Bimber utilisent la RA dans le but de présenter le contenu des vitrines des musées de façon ludo-éducative [13]. • 2004 : Toujours dans le domaine du divertissement, c’est au tour du célèbre jeu vidéo « PAC-MAN » d’être « augmenté ». Il s’agit d’un projet initié par Adrian David Cheok au sein du NSU’s Mixed Reality Lab de Singapour. • 2004 : Dans le domaine médical, Jeffrey H. Shuhaiber explore le potentiel que peut apporter la RA à la chirurgie [14]. • 2005 : Emergence d’un nouveau marché pour la RA lié à la démocratisation des smartphones et tablettes. Les secteurs d’activités sont multiples : tourisme, markéting, publicité, … • 2008 : Microsoft crée la table itérative Surface (renommée en 2012 PixelSense). • 2009 : Portage du SDK « ARToolKit » sous Adobe Flash (Action Script 3) par Tomohiko Koyama74 : FLARToolKit. • 2009 : Pranav Mistry initialise le projet « SixthSense »75 : une IHM de saisie à base de détection des gestes naturels de la main. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 11
  17. 17. • 2009 : Conception du jeu vidéo « Arhrrr » en RA par le Georgia Tech Augmented Environnements Lab du SCAD76 d’Atlanta. Celui-ci est destiné à être utilisé sur un smartphone. A partir d’une carte 2D, le joueur voit une ville en 3D où il doit chasser des hordes de zombies. • 2010 : Microsoft lance mondialement le périphérique « Kinect » sur Xbox 360. • 2012 : Google dévoile pour la première fois le projet « Glass » publiquement77 . • 2014 : Facebook acquiert Oculus – start-up leader sur le segment de la réalité virtuelle – pour 2 milliards de Dollars78 : celui-ci anticipe dès à présent l’air post-mobile. • 2015 : Bon nombre de multinationales recherchent les interfaces homme-machine de demain : Intel Curie79 , Microsoft HoloLens80 , Orange81 , BMW82 , ... © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 12
  18. 18. ANNEXE B - LE CONTINUUM RÉEL / VIRTUEL La RA est un type de « réalité » au sein d’une famille composée de deux autres réalités : • La RV • La RM D’après Howard Rheingold83 « La réalité virtuelle est la technologie révolutionnaire qui vous immerge dans un monde de votre composition, généré par ordinateur (une pièce, une ville, une système solaire tout entier, l’intérieur d’un corps humain, etc.) » [15]. Dans ce type d’univers, la personne en charge de concevoir un monde virtuel n’a pas de contrainte : dans l’absolu, toutes les actions sont possibles. Selon son imagination, les lois de la physique peuvent être respectées ou totalement revisitées pour immerger l’utilisateur dans un univers nouveau et déconnecté du monde réel. Grigore Burdea84 décrit la RV suivant trois axes qui composent le trio « immersion, interaction, imagination » qu’il illustre à l’aide du schéma ci-dessous85 [16] : Figure 2 - La représentation de la RV d'après G. Burdea Jean-Michel Réveillac définit la réalité mixte comme « une technologie dans laquelle l’utilisateur pourrait établir un partage entre la réalité et le virtuel à l’aide de stimuli divers comme la parole, le toucher, la possibilité d’agir sur des éléments communs aux deux mondes tels que le déplacement d’objet (par exemple, modifier la position d’une objet virtuel au sein de la scène réelle), le déclenchement d’actions (par exemple, allumer ou éteindre la lumière, mettre en marche une machine, dans l’espace réel). En fait la barrière entre physique et virtuel s’estompe, le contexte définit une savante imbrication, un partage, des interactions multiples et un échange constant entre les deux. » [17]. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 13
  19. 19. Toujours d’après ce-dernier, le schéma ci-dessous86 extrait de son même ouvrage illustre bien les distinctions entre les différentes réalités [16] : Figure 3 - Synthèse des trois réalités Les connaissances ci-dessus donnent naissance à la notion « continuum réel / virtuel » que conceptualise en 1994 Paul Milgram sous forme du diagramme ci-dessous87 : Figure 4 - Le continuum virtuel / réel de Paul Milgram Ce schéma est considéré par les membres de la communauté « augmentée » comme un principe de base. « La réalité augmentée, comme ses consœurs, fait naître un nouveau paradigme au sein des technologies de l’information dont l’axe principal reste centré sur l’interaction homme-machine. » [17]. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 14
  20. 20. ANNEXE C - LA COMPOSITION D’UN SIG Un SIG permet de gérer, d’analyser et d’afficher des entités spatiales. On peut schématiser un SIG comme un moyen de manipulation des données spatiales contenues dans différentes couches d’informations. De nombreux outils sont intégrés au SIG, afin de pouvoir travailler avec les données géographiques. Les utilisateurs disposent de trois volets pour afficher et manipuler les informations géographiques : • La géodatabase o « Un SIG correspond à une base de données spatiales contenant des jeux de données qui représentent des informations géographiques selon un modèle de données SIG générique (entités, rasters, topologies, réseaux, etc.). »88 • Le géotraitement ou geoprocessing o « Un SIG comprend des outils de transformation des informations qui produisent des jeux de données géographiques à partir des jeux de données existants. Les fonctions de géotraitement partent des informations contenues dans les jeux de données existants, appliquent des fonctions analytiques et écrivent les résultats dans de nouveaux jeux de données. Le géotraitement implique la possibilité de programmer votre travail et d’automatiser les workflows en constituant une séquence ordonnée d’opérations. »88 • La géovisualisation ou geovisualization o « Un SIG est un ensemble de cartes intelligentes et de vues qui montrent des entités et leurs relations à la surface de la Terre. Il est possible d’élaborer différentes vues cartographiques des informations géographiques sous-jacentes, qui s’utilisent comme des « fenêtres ouvertes sur la base de données » afin d’effectuer des requêtes, des analyses et de modifier les informations. »88 Une géodatabase est capable de stocker les données sous plusieurs formes89 : • Fichier • SGBDR non doté de fonctionnalités de manipulation de données spatiales tel Microsoft Access • SGBDR capable de manipuler directement (via SQL) des données spatiales tel Oracle, Microsoft SQL Server, … © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 15
  21. 21. Les trois volets sont interdépendants les uns des autres tel illustré ci-dessous90 : Figure 5 - Le noyau d'un SIG Un SIG d’envergure doit prendre en compte les notions de distribution et d’interopérabilité des données. « Actuellement, force est de constater que les couches et tables de données de la plupart des systèmes d’information géographique proviennent d’organisations multiples. Chaque organisation SIG développe une partie, et non la totalité, du contenu de ses données. Au minimum, certaines des couches proviennent de sources externes. La nécessité d’obtenir des données a conduit les utilisateurs à les acquérir de la manière la plus efficace et appropriée qui soit, y compris en se les procurant auprès d’autres organisations (via Internet, par exemple). »91 . Dans le domaine grand public, ce concept prend tout son sens depuis l’avènement du web participatif et la démocratisation des smartphones. Chaque utilisateur d’Internet est capable de créer très facilement des contenus hétérogènes géolocalisés : • Post / message / données géolocalisées sur les réseaux sociaux : Facebook, Twitter, Pinterest • Guide urbain interactif et collaboratif : Foursquare92 • Organisation et partage de cartes personnalisées : Google My Maps93 • Partage de photographies de monuments / lieux touristiques géopositionnées : Panoramio94 © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 16
  22. 22. ANNEXE D - SIG : DESCRIPTION DU MONDE À L’AIDE D’UN MODÈLE BASÉ SUR DES COUCHES Le contenu de cette annexe est extrait de la bibliothèque d’aide ArcGIS95 Un SIG s'appuie sur un modèle d'information géographique basé sur des couches ou de thèmes pour caractériser et décrire le monde. Par exemple, un SIG peut contenir des couches de données pour les éléments suivants : • rues représentées sous la forme d'axes médians, • surface d'utilisation du sol qui représente la végétation, les zones résidentielles, … • zones administratives, • plans d'eau et rivières, • polygones de parcelle qui représentent la propriété foncière, • surface servant à représenter l'altitude et le terrain, • photo aérienne ou image satellite représentant une zone d'intérêt. Figure 6 - Un SIG modélise les informations géographiques sous la forme de couches © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 17
  23. 23. Les couches d'information géographique illustrées ci-après sont représentées à l'aide de quelques structures de données SIG courantes : • Classes d'entités : chaque classe d'entités est un regroupement logique d'entités d'un type courant (tel que les quatre types d'entités présentés ici). Figure 7 - SIG : types d'entités • Jeux de données raster : les rasters sont des jeux de données basés sur les cellules qui sont destinées à contenir l'imagerie, les modèles numériques de terrain et d'autres données thématiques. Figure 8 - SIG : imagerie et données raster • Attributs et informations descriptives : informations tabulaires classiques qui servent à décrire des entités et des catégories concernant des objets géographiques au sein de chaque jeu de données. Figure 9 - SIG : tables attributaires À l'instar des couches de cartes, les jeux de données SIG sont référencés géographiquement de manière à se superposer et à être localisés sur la surface de la terre. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 18
  24. 24. ANNEXE E - SIG & SQL « L'Open Geospatial Consortium, ou OGC, est un consortium international pour développer et promouvoir des standards ouverts, les spécifications OpenGIS, afin de garantir l'interopérabilité des contenus, des services et des échanges dans les domaines de la géomatique et de l'information géographique. »96 . Parmi les nombreux standards définis par l’OGC, la norme « OpenGIS Implementation Specification for Geographic information - Simple feature access - Part 2: SQL option »97 définit les spécifications techniques que doit supporter un Système de Gestion de Base de Données (SGBD) pour manipuler des données géographiques. Celle-ci est identifiée par l’Organisation Internationale de Normalisation (ISO) sous la référence « ISO 19125- 2:2004 » [18]. Cette dernière définit un schéma SQL standard qui puisse prendre en charge le stockage, l’extraction, le requêtage et la mise à jour des entités via le niveau d’abstraction logique SQL : interface requête / Command Line Interface (CLI). L’OGC permet de connaitre la prise en charge des différentes implémentations par les principaux SGBD via l’url suivante : http://www.opengeospatial.org/resource/products. En 2015, les principaux SGBD prennent en charge les données spatiales nativement, ou par l’intermédiaire d’extension : • Oracle Spatial and Graph98 : Supporte l’ensemble des recommandations du GIS. Attention toutefois, d’après plusieurs utilisateurs de sources différentes, Oracle semble faire du spécifique au détriment de respecter scrupuleusement les normes. • Microsoft SQL Server99 : Supporte également un grand nombre de recommandations du GIS. • PostgreSQL PostGIS100 : Extension SIG de PostgreSQL qui respecte les recommandations de l’OpenGIS. Celle-ci est certifiée conforme au profil « Types and Functions ». • MySQL Extensions for Spatial Data101 : L’implémentation des recommandations du GIS comporte de petites différences, par exemple la fonction standardisée « Length() » est appelée dans MySQL « GLength() ». Pour aller plus loin et manipuler des expressions SQL, consulter l’article « SQL et système d’information géographique (SIG) » publié sur le blog de developpez.com : partie 1102 et partie 2103 . Les bases de données Not Only SQL (NoSQL) commencent également à prendre en charge nativement les données spatiales à l'instar de MongoDB qui est capable d’indexer et requêter des données géospatiales104 . Les données spatiales sont manipulées via le format GeoJSON105 © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 19
  25. 25. ANNEXE F - SIMULATION DE PROJECTION DES COORDONNÉES GÉOMÉTRIQUES (GPS) EN COORDONNÉES PLANES Code source Java package projection; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Projection { static double[] GPStoEPSG3857(double lon, double lat) { double x = lon * 20037508.34 / 180; double y = Math.log(Math.tan((90 + lat) * Math.PI / 360)) / (Math.PI / 180); y = y * 20037508.34 / 180; return new double[] {x, y}; } static double[] EPSG3857ToGPS(double x, double y) { double lon = (x / 20037508.34) * 180; double lat = (y / 20037508.34) * 180; lat = 180/Math.PI * (2 * Math.atan(Math.exp(lat * Math.PI / 180)) - Math.PI / 2); return new double[] {lon, lat}; } static double distL2(double[] xy1, double[] xy2) { return Math.sqrt(Math.pow((xy1[0] - xy2[0]), 2) + Math.pow((xy1[1] - xy2[1]), 2)); } static double[] coordinateFromRef(double refX, double refY, double poiX, double poiY) { double[] xy = new double[2]; xy[0] = poiX - refX; xy[1] = poiY - refY; return xy; } static void referenceToPOI(Object[] ref, Object[] poi) { double[] poiXy = GPStoEPSG3857((double) poi[1], (double) poi[2]); double[] refXy = GPStoEPSG3857((double) ref[1], (double) ref[2]); double[] poiFromRefXy = coordinateFromRef((double) refXy[0], (double) refXy[1], (double) poiXy[0], (double) poiXy[1]); System.out.println(poi[0] + "," + poi[1] + "," + poi[2] + "," + poiXy[0] + "," + poiXy[1] + "," + poiFromRefXy[0] + "," + poiFromRefXy[1] + "," + distL2(refXy, poiXy)); } public static void main(String[] args) { Object[] reference = {"Sacré-Cœur", 2.3431046705523073, 48.886703677234976 }; List<Object[]> pois = new ArrayList<Object[]>() {{ add(reference); © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 20
  26. 26. add(new Object[] {"Belleville / Ménilmontant", 2.3830679548130007, 48.86705179787573 }); add(new Object[] {"Gare du Nord", 2.3549880000000467, 48.880580677073034 }); add(new Object[] {"Boulevard de Magenta", 2.356416896364637, 48.87586012035749 }); add(new Object[] {"Paroisse saint vincent de paul", 2.35190000000002, 48.87900379505212 }); add(new Object[] {"Mairie 10ème", 2.357763999999958, 48.87180567684099 }); add(new Object[] {"Bibliothèque nationale de France", 2.3757653294477477, 48.83358311722032 }); add(new Object[] {"Centre Georges Pompidou", 2.3522443294477746, 48.86064067654601 }); add(new Object[] {"Notre-Dame de Paris", 2.3499026705521864, 48.852967338171375 }); add(new Object[] {"Panthéon", 2.346415341104491, 48.84622111744298 }); add(new Object[] {"Église Saint-Sulpice", 2.334442999999946, 48.850941558763196 }); add(new Object[] {"Tour Montparnasse", 2.321952341104514, 48.84213800000012 }); add(new Object[] {"Palais Garnier", 2.331601142922164, 48.871967168577115 }); add(new Object[] {"Hôtel National des Invalides", 2.3125930815973517, 48.85579235466237 }); add(new Object[] {"L'église de la Madeleine", 2.324551341104568, 48.87004311786307 }); add(new Object[] {"Grand Palais", 2.312456011656754, 48.86610900000007 }); add(new Object[] {"Tour Eiffel", 2.2945040687561757, 48.85834098631256 }); add(new Object[] {"Église Saint-Augustin", 2.3188380000000297, 48.87629844101355 }); add(new Object[] {"Arc de Triomphe", 2.2950280000000056, 48.87379023585791 }); add(new Object[] {"Square des Batignolles", 2.3157970116567306, 48.88796079544714 }); add(new Object[] {"Fort Mont-Valérien", 2.213425670552276, 48.8733355589606 }); add(new Object[] {"La Défense", 2.2370248820569616, 48.89250288024671 }); }}; System.out.println("Nom du POI,Longitude (GPS),Latitude (GPS),X (Web Mercator),Y (Web Mercator),X par rapport à l'utilisateur,Y par rapport à l'utilisateur,Distance sans scale factor (m)"); for (Object[] poi : pois) { referenceToPOI(reference, poi); } } } © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 21
  27. 27. Résultats obtenus Figure 10 - Tableau de calcul des distances entre un utilisateur et des POI Nom du POI Longitude (GPS) Latitude (GPS) X (Web Mercator) Y (Web Mercator) X par rapport à l'utilisateur Y par rapport à l'utilisateur Distance sans scale factor (m) Distance avec scale factor (m) Distance avec scale factor (km) Sacré-Cœur (référence) 2,34310467055230 48,8867036772349 260833,218764915 6255659,196752890 0,00000000000 0,00000000000 0,00000000000 0,00 0,00 Belleville / Ménilmontant 2,38306795481300 48,8670517978757 265281,911218623 6252332,898902340 4448,69245370797 -3326,29785055108 5554,73869216717 3661,67 3,66 Gare du Nord 2,35498800000004 48,8805806770730 262156,064947782 6254622,671123920 1322,84618286695 -1036,52562897093 1680,56758359765 1107,83 1,11 Boulevard de Magenta 2,35641689636463 48,8758601203574 262315,128963462 6253823,643276420 1481,91019854735 -1835,55347647145 2359,09185949701 1555,11 1,56 Paroisse saint vincent de paul 2,35190000000002 48,8790037950521 261812,310360257 6254355,750860800 979,09159534218 -1303,44589208904 1630,21211677299 1074,63 1,07 Mairie 10ème 2,35776399999995 48,8718056768409 262465,087854171 6253137,425665690 1631,86908925615 -2521,77108720131 3003,71871864097 1980,05 1,98 Bibliothèque nationale de France 2,37576532944774 48,8335831172203 264468,986681622 6246670,960145160 3635,76791670714 -8988,23660773225 9695,73131129030 6391,41 6,39 Centre Georges Pompidou 2,35224432944777 48,8606406765460 261850,640939041 6251248,028345460 1017,42217412599 -4411,16840742621 4526,98073765268 2984,18 2,98 Notre-Dame de Paris 2,34990267055218 48,8529673381713 261589,968663209 6249949,751914920 756,74989829387 -5709,44483796413 5759,37763706488 3796,57 3,80 Panthéon 2,34641534110449 48,8462211174429 261201,760924917 6248808,501819150 368,54216000208 -6850,69493373483 6860,60087738669 4522,50 4,52 Église Saint-Sulpice 2,33444299999994 48,8509415587631 259869,006009741 6249607,037079880 -964,21275517374 -6052,15967301279 6128,48618705158 4039,89 4,04 Tour Montparnasse 2,32195234110451 48,8421380000001 258478,552222023 6248117,840408200 -2354,66654289214 -7541,35634468775 7900,41201746958 5207,94 5,21 Palais Garnier 2,33160114292216 48,8719671685771 259552,651926979 6253164,757199920 -1280,56683793565 -2494,43955296929 2803,94010453828 1848,35 1,85 Hôtel National des Invalides 2,31259308159735 48,8557923546623 257436,684219629 6250427,702259130 -3396,53454528652 -5231,49449376016 6237,38579499198 4111,67 4,11 L'église de la Madeleine 2,32455134110456 48,8700431178630 258767,871578560 6252839,128576590 -2065,34718635465 -2820,06817629467 3495,48902431878 2304,22 2,30 Grand Palais 2,31245601165675 48,8661090000000 257421,425663640 6252173,352781550 -3411,79310127478 -3485,84397134184 4877,64701043920 3215,34 3,22 Tour Eiffel 2,29450406875617 48,8583409863125 255423,024521476 6250858,915584280 -5410,19424343889 -4800,28116860706 7232,76579528349 4767,83 4,77 Église Saint-Augustin 2,31883800000002 48,8762984410135 258131,865356163 6253897,832707970 -2701,35340875163 -1761,36404491681 3224,85868491935 2125,82 2,13 Arc de Triomphe 2,29502800000000 48,8737902358579 255481,348280742 6253473,306821490 -5351,87048417321 -2185,88993139937 5781,05807543545 3810,86 3,81 Square des Batignolles 2,31579701165673 48,8879607954471 257793,344082326 6255872,022387860 -3039,87468258882 212,82563496940 3047,31567723867 2008,78 2,01 Fort Mont-Valérien 2,21342567055227 48,8733355589606 246397,418520340 6253396,352830450 -14435,80024457490 -2262,84392243530 14612,07689955710 9632,25 9,63 La Défense 2,23702488205696 48,8925028802467 249024,470727799 6256641,025757350 -11808,74803711620 981,82900445722 11849,49443639220 7811,17 7,81 http://en.wikipedia.org/wiki/Geodetic_datum Latitude de départ : Paris 48,856614 http://en.wikipedia.org/wiki/Mercator_projection e2 0,00669437999014131 e = Excentricité k 1,519882317 k = scale factor c 0,998099978 c = ajusement du scale factor : prend en compte la modélisation ellipsoïd de la terre k' 1,516994508 k' = sacale factor qui prend en compte les valeurs de la norme WGS84 Tableau de calcul des distances entre un utilisateur et des POI 𝑘𝑘 = 1 cos 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝐿𝐿𝑑𝑑𝑒𝑒 𝑥𝑥 π 180 𝑐𝑐 = 1 − 𝑒𝑒2 𝑥𝑥 sin 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝐿𝐿𝑑𝑑𝑒𝑒 𝑥𝑥 π 180 2 𝑘𝑘′ = 𝑘𝑘 𝑥𝑥 𝑐𝑐 © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 22
  28. 28. Comparaison des résultats avec Google Maps Soit les 3 POI suivants : • La paroisse Saint Vincent de Paul • Le Panthéon • La Tour Eiffel Ci-dessous, les résultats obtenus par simulation (extrait du tableau ci-dessus) : La latitude utilisée pour calculer la variable d’ajustement (scale factor) est celle de Paris : celle-ci nécessite d’être calculée seulement une fois pour l’ensemble des calculs, par exemple, lors du démarrage de l’application. Figure 11 - Tableau de calcul des distances entre un utilisateur et trois POI  Distance entre le Sacré-Cœur et la paroisse Saint Vincent de Paul d’après Google Maps : Figure 12 - Distance entre le Sacré-Cœur et la paroisse Saint Vincent de Paul d’après Google Maps Nom du POI Longitude (GPS) Latitude (GPS) X (Web Mercator) (m) Y (Web Mercator) (m) Sacré-Cœur (référence) 2,34310467055230 48,8867036772349 260833,218764915 6255659,196752890 Paroisse Saint Vincent de Paul 2,35190000000002 48,8790037950521 261812,310360257 6254355,750860800 Panthéon 2,34641534110449 48,8462211174429 261201,760924917 6248808,501819150 Tour Eiffel 2,29450406875617 48,8583409863125 255423,024521476 6250858,915584280 Nom du POI X par rapport à l'utilisateur (m) Y par rapport à l'utilisateur (m) Distance sans scale factor (km) Distance avec scale factor (km) Sacré-Cœur (référence) 0,00000000000 0,00000000000 0,00 0,00 Paroisse Saint Vincent de Paul 979,09159534218 -1303,44589208904 1,63 1,07 Panthéon 368,54216000208 -6850,69493373483 6,86 4,51 Tour Eiffel -5410,19424343889 -4800,28116860706 7,23 4,76 Tableau de calcul des distances entre un utilisateur et trois POI © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 23
  29. 29.  Distance entre le Sacré-Cœur et le Panthéon d’après Google Maps : Figure 13 - Distance entre le Sacré-Cœur et le Panthéon d’après Google Maps © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 24
  30. 30.  Distance entre le Sacré-Cœur et la Tour Eiffel d’après Google Maps : Figure 14 - Distance entre le Sacré-Cœur et la Tour Eiffel d’après Google Maps  Bilan Sans prendre en compte le scale factor, les résultats obtenus à l’aide de la projection sont erronés. Avec prise en compte de ceux-ci, on constate qu’ils sont conformes aux résultats obtenus à l’aide de Google Maps. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 25
  31. 31. ANNEXE G - PHOTOS DE L’APPLICATION LAYAR « NFE205 AR PROJECT » EN SITUATION Pour tester en conditions réelle l’application Layar « NFE205 AR Project », je me suis rendu sur le parvis de la basilique du Sacré-Cœur de Paris. Je recherche à identifier les monuments qui sont a porté de vue. A l’aide de mon smartphone, après avoir lancé l’application, je balaie l’horizon d’Est en Ouest en direction du Sud. Pour les besoins du test, l’application a été paramétrée avec les trois POI ci-dessous : • La paroisse Saint Vincent de Paul (48.8790037950521, 2.35190000000002) • Le Panthéon (48.8462211174429, 2.34641534110449) • La Tour Eiffel, non visible depuis le parvis (48.8583409863125, 2.29450406875617) Ci-dessous, les résultats obtenus en condition réelle :  Le toit de la paroisse Saint Vincent de Paul vue du parvis du Sacré-Cœur de Paris Figure 15 - La paroisse Saint Vincent de Paul vue du parvis du Sacré-Cœur de Paris © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 26
  32. 32.  La façade de la paroisse Saint Vincent de Paul en RA au travers de l’application « NFE205 AR Project » Figure 16 - La façade de la paroisse Saint Vincent de Paul en RA via l’application « NFE205 AR Project »  Capture d’écran de l’application « NFE205 AR Project » : on constate que l’image de la façade de la paroisse Saint Vincent de Paul s’incruste correctement au-dessus du monument. Figure 17 - Capture d’écran de l’application « NFE205 AR Project » : La paroisse Saint Vincent de Paul © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 27
  33. 33.  Capture d’écran de l’application « NFE205 AR Project » : on constate la aussi que la photo du Panthéon s’incruste correctement au-dessus du monument. Figure 18 - Capture d’écran de l’application « NFE205 AR Project » : Le Panthéon  Bilan Les images virtuelles s’intègrent parfaitement au-dessus des monuments. La distance entre l’utilisateur et les POI indiquée par l’application est proche de celle trouvée précédemment par les calculs. © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 28
  34. 34. BIBLIOGRAPHIE [1] CAUDELL T. P., MIZELL D. W. « Augmented reality: an application of heads-up display technology to manual manufacturing processes ». In : Proc. Twenty-Fifth Hawaii Int. Conf. Syst. Sci. 1992 [En ligne]. Proceedings of the Twenty-Fifth Hawaii International Conference on System Sciences, 1992. [s.l.] : [s.n.], 1992. p. 659‑669 vol.2. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1109/HICSS.1992.183317 > [2] ARTH C., GRASSET R., GRUBER L., LANGLOTZ T., MULLONI A., WAGNER D. The History of Mobile Augmented Reality [En ligne]. Inffeldgasse 16, 8010 Graz : Graz University of Technology, 2015. Disponible sur : < http://www.icg.tugraz.at/publications/pdf/the-history-of-mobile-augmented-reality/at_download/file > [3] FUCHS P., MOREAU G., AUVRAY M., ÉCOLE NATIONALE SUPÉRIEURE DES MINES DE PARIS. Le traité de la réalité virtuelle. Paris : Presses de l’Ecole des mines, 2006. ISBN : 2911762622 9782911762628 2911762630 9782911762635 2911762649 9782911762642 2911762657 9782911762659. [4] SALAS-MORENO R. F., NEWCOMBE R. A., STRASDAT H., KELLY P. H. J., DAVISON A. J. « SLAM++: Simultaneous Localisation and Mapping at the Level of Objects ». In : 2013 IEEE Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit. CVPR [En ligne]. 2013 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). [s.l.] : [s.n.], 2013. p. 1352‑1359. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1109/CVPR.2013.178 > [5] SOURIMANT G., BOUATOUCH K. Reconstruction de scènes urbaines à l’aide de fusion de données de type GPS, SIG et Vidéo. S.l. : s.n., 2007. [6] BALDISSER E., CIEUTAT J.-M., GUITTON P. « Apports de la Réalité Augmentée à la Gestion de Réseaux et de Mobiliers Urbains ». In : 8èmes journées de l’Association Française de Réalité Virtuelle, Augmentée, Mixte et d’Intéraction 3D. [s.l.] : [s.n.], 2013. Disponible sur : < https://hal.archives-ouvertes.fr/hal- 00913594/document > (consulté le 12 juin 2015) [7] LEE K. « Augmented Reality in Education and Training ». TechTrends [En ligne]. 7 février 2012. Vol. 56, n°2, p. 13‑21. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1007/s11528-012-0559-3 > (consulté le 2 juin 2015) [8] BAJURA M., FUCHS H., OHBUCHI R. « Merging Virtual Objects with the Real World: Seeing Ultrasound Imagery Within the Patient ». In : Proc. 19th Annu. Conf. Comput. Graph. Interact. Tech. [En ligne]. New York, NY, USA : ACM, 1992. p. 203–210. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1145/133994.134061 > (consulté le 2 juin 2015)ISBN : 0-89791-479-1. [9] ROSENBERG L. B. « Virtual fixtures: Perceptual tools for telerobotic manipulation ». In : 1993 IEEE Virtual Real. Annu. Int. Symp. 1993 [En ligne]. , 1993 IEEE Virtual Reality Annual International Symposium, 1993. [s.l.] : [s.n.], 1993. p. 76‑82. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1109/VRAIS.1993.380795 > [10] MILGRAM P., TAKEMURA H., UTSUMI A., KISHINO F. « Augmented reality: a class of displays on the reality- virtuality continuum ». [s.l.] : [s.n.], 1995. p. 282‑292. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1117/12.197321 > (consulté le 2 juin 2015) [11] DRASCIC D., MILGRAM P. « Perceptual issues in augmented reality ». [s.l.] : [s.n.], 1996. p. 123‑134. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1117/12.237425 > (consulté le 2 juin 2015) [12] AZUMA R. A Survey of Augmented Reality. [s.l.] : [s.n.], 1997. [13] BECKHAUS S., OLIVER F. L., BIMBER O. « Storytelling and Content presentation with the Virtual Showcase in a museum context Steffi Beckhaus ». In : Proc Int’l Comm. Doc. Int’l Counc. Mus. 2003 Httpviswizgmd SteffiPublicationsCidoc2003pdf 10 Hughes Al « Spatial Percept. Expect. Factors Acoust. Aware. MOUT Training » Proc Army. [s.l.] : [s.n.], 2003. [14] SHUHAIBER JH. « Augmented reality in surgery ». Arch. Surg. [En ligne]. 1 février 2004. Vol. 139, n°2, p. 170‑174. Disponible sur : < http://dx.doi.org/10.1001/archsurg.139.2.170 > (consulté le 3 juin 2015) © Guillaume Mocquet - Initiation au couplage RA ↔ SIG 29
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