Jour 1 — 3h

Introduction a la Réalité Virtuelle

Des origines du stéréoscope aux casques standalone modernes : comprenez les fondamentaux technologiques, le hardware et l'écosystème VR actuel pour aborder le développement en connaissance de cause.

Histoire et evolution de la VR
Fonctionnement d'un casque VR
Standalone vs PC VR
Écosystème et panorama des casques
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Histoire et evolution de la VR

Definition de la Réalité Virtuelle

La réalité virtuelle est une simulation informatique interactive immersive — visuelle, sonore et haptique — d'environnements reels ou imaginaires. L'utilisateur est plonge dans un monde généré par ordinateur avec lequel il peut interagir de maniere naturelle.

Les 3 piliers de la VR

Immersion

Stimulation sensorielle qui fait croire au cerveau qu'il est "ailleurs".

Interaction

Capacite de l'utilisateur a agir sur l'environnement virtuel en temps reel.

Imagination

Le contenu n'a pas de limites : mondes fantastiques, simulations scientifiques, expériences impossibles.

Le marche VR aujourd'hui

Inclure illustration : Frise chronologique de la Réalité Virtuelle (1838 - 2024)

Chiffres clés

  • ~30 millions de casques Quest vendus à ce jour
  • ~30 milliards $ de marche VR estime en 2025
  • Le gaming reste le segment dominant
  • Forte croissance dans le secteur entreprise (formation, simulation)

Secteurs d'application

  • Jeux video — Segment historique et moteur de l'adoption
  • Formation / Simulation — Armee, aviation, industrie, médecine
  • Architecture — Visites virtuelles, maquettes immersives
  • Education — Expériences pédagogiques immersives
  • Sante — Thérapie, rééducation, chirurgie assistee
  • Collaboration — Réunions virtuelles, workspaces distants

Points clés a retenir

Renaissance 2012 Le Kickstarter Oculus Rift relance la VR apres des décennies de promesses deçues. La technologie est enfin mure.
Tournant Quest (2019) Le standalone rend la VR accessible sans PC gamer. Plus de cables, plus de capteurs externes, juste un casque.
Pourquoi maintenant ? Capteurs précis + GPU puissants + prix < 500€ = equation enfin viable pour le grand public.
Au-dela du gaming Formation, sante, architecture : la VR penetre tous les secteurs professionnels.
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Fonctionnement d'un casque VR

Anatomie d'un casque VR

Un casque VR moderne intègre de nombreux composants dans un facteur de forme compact. Chaque element joue un role précis dans la creation de l'expérience immersive.

Composants principaux

  • Ecrans — Un ou deux ecrans haute résolution places devant les yeux
  • Lentilles — Focalisent l'image et créent la profondeur de champ
  • IMU — Accéléromètre, gyroscope, magnetometre pour le suivi de rotation
  • Cameras — Inside-out tracking (suivi de position sans capteurs externes)

Electronique et périphériques

  • Processeur / SoC — Calcul graphique et logique (Snapdragon XR2 pour Quest)
  • Haut-parleurs — Audio spatial intégré
  • Controleurs — Manettes trackees avec boutons, joysticks et feedback haptique
  • Batterie — ~2h d'autonomie en standalone
Schema eclate d'un casque VR

Technologies d'ecrans

Technologie Avantages Inconvenients Exemple
LCD Bonne résolution, prix accessible, sous-pixels RGB nets Noirs moins profonds, contraste moindre Quest 2, Quest 3
OLED Noirs profonds (vrais noirs), contrastes excellents Effet SDE pentile, prix plus eleve PSVR2, Valve Index (LCD en réalité)
Micro-OLED Haute densite de pixels, facteur de forme compact Tres couteux, FOV parfois reduit Apple Vision Pro

Metriques cles de l'affichage

Resolution par oeil

Nombre de pixels affiches pour chaque oeil. Plus la résolution est haute, moins on percoit les pixels (effet "screen door"). Le Quest 3 affiche 2064 × 2208 pixels par oeil.

Refresh rate (taux de rafraichissement)

Nombre d'images par seconde affichees. 72 Hz = minimum acceptable, 90 Hz = confortable, 120 Hz = ideal. Un taux trop bas provoque des nausées.

Persistance et flou La persistance de l'ecran (duree d'illumination de chaque pixel) affecte le flou de mouvement. Une faible persistance (comme le "low persistence" des casques modernes) reduit le motion blur et ameliore la nettete lors des mouvements de tete.

Lentilles : Fresnel vs Pancake

Lentilles Fresnel

  • Utilisees dans : Quest 2, Valve Index
  • Legeres et peu couteuses
  • Artefacts "god rays" (halos lumineux)
  • Plus epaisses → casque plus volumineux

Lentilles Pancake

  • Utilisees dans : Quest 3, Quest Pro
  • Fines et compactes → casque plus leger
  • Meilleure clarte bord a bord
  • Plus couteuses a produire

Champ de vision (FOV) et distance inter-pupillaire (IPD)

FOV (Field of View)

Le champ de vision humain est d'environ ~220°. Les casques VR actuels couvrent ~90-110°, ce qui donne l'impression de regarder a travers des "lunettes de plongee". L'augmentation du FOV est un enjeu majeur des futures generations.

IPD (Inter-Pupillary Distance)

Là distance entre les centres des pupilles varie selon les individus (56-72mm). Un reglage mecanique (Quest 3) ou logiciel (Quest 2) permet d'ajuster les lentilles. Un mauvais IPD = fatigue oculaire et image floue.

Tracking : 3DOF vs 6DOF

3DOF (3 Degrees of Freedom)

Rotation seule : lacet (yaw), tangage (pitch), roulis (roll). Vous pouvez tourner la tete mais pas vous deplacer dans l'espace. Utilise dans les casques d'entree de gamme et les expériences video 360°.

6DOF (6 Degrees of Freedom)

Rotation + translation : les 3 rotations PLUS le deplacement haut/bas, gauche/droite, avant/arriere. C'est le standard actuel pour toute expérience VR interactive.

6DOF = le standard Tous les casques modernes (Quest 2/3/3S, Valve Index, PSVR2) utilisent le tracking 6DOF. Le 3DOF est reserve aux expériences passives (video 360).

Inside-Out vs Outside-In tracking

Methode Principe Avantages Inconvenients Casques
Inside-Out Cameras sur le casque observent l'environnement (SLAM) Pas de capteurs externes, setup facile, portable Perte de tracking mains hors champ Quest, WMR
Outside-In Capteurs dans la piece (lighthouses/base stations) Tracking tres précis, grande zone de jeu Installation complexe, fixe Valve Index, HTC Vive

SLAM : comment le casque "voit" l'espace

Le SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) est l'algorithme qui permet au casque de comprendre son environnement en temps reel.

Cameras captent l'environnement ↓ Detection de features (points d'interet visuels) ↓ Suivi du deplacement entre les frames ↓ Construction d'une carte 3D de l'environnement ↓ Localisation du casque dans cette carte
Conditions optimales pour le SLAM Le tracking inside-out fonctionne mieux dans un environnement bien eclaire avec des reperes visuels varies. Un mur blanc uniforme ou un eclairage trop faible degrade la qualite du tracking.

IMU (Inertial Measurement Unit)

Composants de l'IMU

  • Accéléromètre — Mesure l'accélération lineaire
  • Gyroscope — Mesure la vitesse de rotation
  • Magnetometre — Boussole numerique (orientation)

Role dans le tracking

  • Tracking rotation a 1000 Hz (ultra rapide)
  • Complement au tracking visuel (cameras a ~30-60 Hz)
  • Derive corrigee par fusion de capteurs (IMU + cameras)

Rendu stéréoscopique

Le cerveau percoit la profondeur grace a la difference entre les images recues par chaque oeil (disparite binoculaire). Un casque VR reproduit ce mecanisme en generant deux images legerement decalees, une par oeil, que le cerveau fusionne en une perception 3D.

Pose de la tete (tracking) ↓ Rendu oeil gauche (camera virtuelle G) ↓ Rendu oeil droit (camera virtuelle D) ↓ Distorsion pre-warp (compense la deformation des lentilles) ↓ Envoi aux ecrans
DOUBLE du cout de rendu ! Chaque frame nécessite le rendu de DEUX images completes (une par oeil). Le GPU doit donc travailler deux fois plus que pour un jeu classique a résolution equivalente. C'est la contrainte fondamentale du VR.

Latence Motion-to-Photon (MTP)

Le temps entre un mouvement de tete et l'affichage de l'image correspondante. C'est LE facteur critique pour le confort en VR.

Latence MTP Perception Effet
< 20 ms Imperceptible Confortable, pas de nausee
20 - 50 ms Legerement perceptible Inconfort, debut de nausee possible
> 50 ms Tres perceptible Motion sickness quasiment garanti
Techniques de compensation ATW (Asynchronous TimeWarp) — Reprend la derniere frame et l'ajuste selon la rotation actuelle de la tete.
ASW (Asynchronous SpaceWarp) — Genere des frames intermediaires avec estimation de mouvement.
AppSW (Application SpaceWarp) — Version Meta qui utilise les motion vectors du jeu pour de meilleures predictions.

Points clés a retenir

Refresh rate Minimum 72 Hz, ideal 90 Hz et plus. En dessous, risque de nausee pour la majorite des utilisateurs.
Latence MTP < 20 ms Obligatoire pour le confort. ATW/ASW compensent les baisses de performance ponctuelles.
Tracking 6DOF Position + rotation = standard moderne. Inside-out domine le marche (pas de capteurs externes).
Rendu stereo 2 images par frame = double du cout GPU. C'est LA contrainte fondamentale du dev VR.
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Standalone vs PC VR

Deux paradigmes, deux univers

Le choix entre standalone et PC VR conditionne l'ensemble du pipeline de développement : rendering, budget GPU, assets, workflow d'optimisation.

Standalone (Quest)

  • Tout embarque dans le casque (SoC, batterie, ecran)
  • Processeur mobile : Snapdragon XR2 Gen 2
  • Autonomie batterie : ~2 heures
  • Sans fil — liberte totale de mouvement
  • Systeme d'exploitation : Android (modifie par Meta)
  • Prix : 300 - 500€

PC VR

  • Calcul deporte sur un PC de bureau ou laptop
  • GPU desktop : RTX 3070 minimum, RTX 4070+ recommandé
  • Autonomie : illimitee (alimentation secteur)
  • Connexion : USB Link ou WiFi AirLink
  • Puissance graphique : 10-50x supérieure au standalone
  • Prix total : 1 500€+ (PC + casque)

Comparaison des performances

Metrique Quest 3 (Standalone) PC VR (RTX 4070+)
GPU Adreno 740 RTX 4070 / 4080 / 4090
RAM 12 Go (partagee CPU/GPU) 16 - 32 Go (+ VRAM dédiée)
Draw calls 100 - 200 max 2 000+
Triangles 750K - 1,5M par frame 5M+ par frame
Textures ASTC (compression mobile) Haute qualite (BC7, non compresse)
Eclairage Bake obligatoire (lightmaps) Lumen possible (GI temps reel)

Pipelines de rendu

Standalone (Mobile)

  • Forward Rendering obligatoire
  • Pas de Lumen (pas de GI temps reel)
  • Pas de Nanite
  • Textures ASTC (compression mobile)
  • Draw calls limites (batching critique)
  • Post-process restreints

PC VR (Desktop)

  • Deferred Rendering possible
  • Lumen (GI + reflexions temps reel)
  • Nanite experimental (geometrie virtualisee)
  • Post-process complets (bloom, AO, SSR...)
  • Volumetrics, particules complexes
  • Budget GPU tres généreux
Le pipeline dicte TOUT Le choix standalone vs PC VR n'est pas un simple "curseur de qualite". Il change fondamentalement le rendering pipeline, le budget GPU, le workflow de creation d'assets, et l'architecture du projet. C'est une decision a prendre en DEBUT de projet.

Quest Link et AirLink : le meilleur des deux mondes ?

Le Quest peut aussi fonctionner en mode PC VR, recevant le rendu d'un PC via cable USB ou WiFi.

Methode Connexion Latence ajoutee Qualite
Quest Link USB-C (cable) 5 - 10 ms Excellente (haute bitrate)
AirLink WiFi 5/6 (sans fil) 10 - 25 ms Bonne (compression legere)
Rendu PC (GPU RTX) ↓ Encodage NVENC (compression video hardware) ↓ Transmission USB ou WiFi ↓ Decodage Quest (decoder hardware XR2) ↓ Affichage sur les ecrans du Quest

Quand choisir quoi ?

Critere Standalone PC VR
Mobilite Portable, n'importe ou Fixe, lie au PC
Setup Plug & play en 30 secondes Installation PC + drivers
Cible Grand public, education, B2B mobile Enthusiastes, simulation pro
Budget 300 - 500€ 1 500€+ (PC + casque)
Qualite graphique Mobile (correcte, optimisee) Desktop (maximale)

Strategie de développement

Cibler standalone d'abord, puis ameliorer pour PC VR Les contraintes du standalone sont les plus fortes. Si votre jeu tourne sur Quest, l'adapter au PC VR est trivial (augmenter la qualite). L'inverse est un cauchemar d'optimisation. UE 5.6 gere les deux cibles via les Device Profiles.
Cloud VR (mention prospective) Rendu sur serveur distant, stream vers le casque. Prometteur mais limite par la latence, nécessite la fibre optique, et souffre de la compression video. Pas encore viable pour des expériences interactives exigeantes.

Points clés a retenir

Standalone = Accessibilite Portable, moins de 500€, GPU mobile, Forward Rendering. La majorite du marche.
PC VR = Qualite maximale Deferred Rendering, Lumen, Nanite experimental. Cout eleve mais puissance sans compromis.
Pipeline impacte tout Le choix standalone/PC dicte le rendering, le budget GPU, le workflow assets, l'architecture projet.
Strategie : standalone d'abord Cibler les contraintes fortes en premier, puis scaler vers le PC VR. UE 5.6 facilite cette approche.
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Écosystème et panorama des casques

La gamme Meta Quest

Meta domine le marche VR avec environ ~80% de parts de marche. La gamme Quest couvre du grand public a l'entreprise.

Casque Annee SoC RAM Lentilles Passthrough Prix
Quest 2 2020 XR2 Gen 1 6 Go Fresnel N&B (basique) 250€
Quest 3 2023 XR2 Gen 2 8-12 Go Pancake Couleur (MR) 550€
Quest 3S 2024 XR2 Gen 2 8 Go Fresnel Couleur (MR) 330€
Quest Pro 2022 XR2 Gen 1+ 12 Go Pancake Couleur (HQ) B2B (eye/face tracking)

PC VR et consoles

Valve Index

Valve Index

PC only — LCD 1440×1600, 144 Hz, Knuckles, ~1 000€

HTC Vive XR Elite

HTC Vive XR Elite

Standalone + PC — 1920×1920, 90 Hz, MR, ~800€

PSVR2

PSVR2

PS5 only — OLED 2000×2040, 120 Hz, eye tracking, ~450€

Apple Vision Pro

Apple Vision Pro

Spatial Computing — Micro-OLED 4K/oeil, M2+R1, 3 500$

Tableau comparatif complet

Casque Resolution / oeil Refresh rate Type Prix
Quest 3 2064 × 2208 120 Hz Standalone + PC Link 550€
Quest 3S 1832 × 1920 120 Hz Standalone + PC Link 330€
Vive XR Elite 1920 × 1920 90 Hz Standalone + PC 800€
Valve Index 1440 × 1600 144 Hz PC only (Lighthouse) 1 000€
PSVR2 2000 × 2040 120 Hz PS5 only 450€
Vision Pro 3660 × 3200 100 Hz Standalone (visionOS) 3 500$

SDKs et standards de développement

SDK / Runtime Editeur Portee Type
OpenXR Khronos Group Tous les casques (Quest, SteamVR, WMR...) Standard ouvert = LE STANDARD
Meta XR SDK Meta Quest uniquement Proprietaire (features Quest spécifiques)
SteamVR / OpenVR Valve PC VR (via Steam) Runtime PC, compatible OpenXR
visionOS Apple Vision Pro uniquement Ferme, écosystème Apple
En pratique pour cette formation On utilisera OpenXR comme base (API unifiée, compatible tous casques) + le Meta XR Plugin pour acceder aux features spécifiques Quest (passthrough, hand tracking, spatial anchors). UE 5.6 supporte cette combinaison nativement.

Tendances : vers la Mixed Reality

La réalité mixte (MR) est la convergence entre VR et AR. Les casques modernes intègrent des cameras de passthrough permettant de "voir" le monde reel, augmente d'elements virtuels.

Technologies MR actuelles

  • Passthrough — Cameras du casque retransmettent le monde reel
  • Scene Understanding — Le casque "comprend" la geometrie de la piece
  • Spatial Anchors — Objets virtuels ancres dans l'espace reel
  • Passthrough API — Développeurs peuvent melanger réel et virtuel

Lunettes AR : la prochaine etape

  • Meta Orion — Prototype de lunettes AR holographiques
  • Snap Spectacles — Lunettes AR pour développeurs
  • Xreal / Rokid — Lunettes AR grand public (affichage)
  • Trajectoire : VR → MR → AR = direction de l'industrie
UE 5.6 supporte la MR Unreal Engine 5.6 intégré le support de la Mixed Reality via le Meta XR Plugin : passthrough, scene understanding, spatial anchors. Les competences VR apprises dans cette formation s'etendent directement a la MR.
Inclure illustration : Panorama des principaux casques VR/MR

Points clés a retenir

Quest = standard de fait ~80% du marche. Cible dev prioritaire pour maximiser l'audience et les ventes.
OpenXR = le standard dev API unifiée pour tous les casques. Completer avec Meta XR SDK pour les features Quest spécifiques.
MR = direction de l'industrie Le passthrough et les lunettes AR en approche marquent la convergence VR/AR.
Pour cette formation Quest via OpenXR dans Unreal Engine 5.6 avec le Meta XR Plugin.

Synthese — Jour 1

Les fondamentaux de la Réalité Virtuelle

Resume des 4 sessions

Session Sujet Points essentiels
1 Histoire et evolution Renaissance 2012 (Kickstarter Oculus), tournant standalone Quest 2019, marche de ~30Mds$ en 2025, VR dans tous les secteurs
2 Fonctionnement hardware Rendu stereo = double cout GPU, latence MTP < 20ms obligatoire, tracking 6DOF inside-out standard, refresh rate min 72Hz
3 Standalone vs PC VR Standalone = Forward Rendering / mobile / 300-500€, PC VR = Deferred / Lumen / 1500€+, cibler standalone d'abord
4 Écosystème et casques Quest = ~80% marche, OpenXR = standard dev, MR = direction industrie, UE 5.6 + Meta XR Plugin pour cette formation