Caméras autofocus contrôlées par suivi rétinien : comment Varjo émule la vision humain avec le XR-4, son nouveau casque de réalité mixte

XR-4 : c’est le sigle du nouveau casque de réalité mixte signé du finlandais Varjo, disponible à compter de ce lundi 27 novembre 2023. Outre quelques évolutions techniques, comme la définition des écrans internes, le XR-4 se distingue surtout par la fonction de mise au point automatique des caméras externes, contrôlée par la direction du regard. Une façon de renforcer l’immersion.

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Les deux caméras frontales du XR-4 sont dotés d'un autofocus. Grâce à un capteur de profondeur et au suivi rétinien, cette mise au point s'ajuste en fonction de la direction du regard de l'utilisateur.

Réputée pour ses casques de réalité mixte très qualitatifs, la start-up finlandaise Varjo a annoncé, ce lundi 27 novembre 2023, la disponibilité commerciale de son nouveau modèle, siglé XR-4. Ce casque se destine aux mêmes usages professionnels que son prédécesseur, le XR-3, à savoir le design et la simulation (formation de pilotes d’avion notamment).

Sa principale innovation réside dans le contrôle de la mise au point automatique des deux caméras de 2x20 millions de pixels, situées sur la façade avant du casque. Celles-ci ont pour rôle de filmer l’environnement de l’utilisateur – la scène étant ensuite reproduite de façon numérique sur les écrans internes du casque, selon la technique « video pass through ».

Cette mise au point est en effet effectuée là où l’utilisateur pointe son regard, grâce à un suivi rétinien (l’orientation de la rétine est analysée par des capteurs infrarouges internes). C’est une première mondiale, d’après Varjo. « On capte le regard et, grâce à des capteurs de profondeur, on règle la mise au point des caméras », synthétise Patrick Wyatt, chef de produit chez Varjo.

Un pas de plus vers le photoréalisme

L’objectif est en quelque sorte d’émuler la vision humaine pour que l’environnement numérique gagne en réalisme : l’image numérique gagne en netteté là où le regard est dirigé.

Comme le XR-3 et d’autres casques concurrents, le XR-4 exploite aussi la technique de rendu fovéal à partir du suivi rétinien. Quand une scène 3D ou des éléments 3D sont affichés, la puissance de calcul graphique – fournie par une carte graphique externe reliée au casque - se concentre là où se dirige le regard.

Ce rendu fovéal et l’autofocus des caméras, assez similaires à première vue, s’adressent à des cas d’usage distincts : le premier est voué aux images 3D virtuelles (le casque est utilisé en mode réalité virtuelle), tandis que le second s’emploie en mode « video pass through », quand le casque ne fait que reproduire une image réelle.

« On peut imaginer que dans un usage de réalité mixte, qui combine à la fois des contenus réels et virtuels, le rendu fovéal et l’autofocus vont tous les deux opérer, selon où vous regardez », confie Patrick Wyatt.

La mise au point via suivi rétinien n’est disponible que sur deux versions du XR-4 : « Focal Edition », proposée à 9990 €, et « Secure Edition Enhanced Passthrough », à 13990 €, réservée aux agences gouvernementales et la défense. L’édition la moins chère, à 3990 € (soit 3000 € de moins que le XR-3), n’en bénéficie pas, de même que la version « Secure Edition » standard (7990 €).

Un champ de vision 50% plus grand

Toutes ces versions partagent cependant les nouveaux raffinements techniques mis en œuvre par Varjo. A commencer par la définition des deux écrans internes : 3840x3744 pixels chacun, à comparer aux 2880x2720 pixels pour chaque écran du XR-3.

Par ailleurs, le champ de vision atteint 120x105°, soit une augmentation de 50% de la couverture. Autre exemple : le « tracking » de la position et de l’orientation de la tête est désormais assuré par quatre caméras intégrées – à l’instar de ce que font plusieurs fabricants de casque aujourd’hui - et plus par un système externe. Des contrôleurs sont maintenant fournis, codéveloppés avec Razer.

Varjo indique avoir travaillé avec plusieurs partenaires français - Airbus, Thales, Dassault, Renault et Stellantis – pendant le développement du XR-4.

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