Brevet FR3030800A1 — publié le 20160624

Système de navigation dans un espace virtuel 3D DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un système de navigation permettant un déplacement virtuel au sein d'un espace virtuel en trois dimensions (3D). ETAT DE LA TECHNIQUE On connait des systèmes et des procédés d'affichage permettant un déplacement virtuel dans un espace 3D virtuel, en fonction du déplacement réel de l'utilisateur. On entend par 'espace 3D virtuel' un espace défini par des moyens informatiques. Typiquement un tel espace simule l'espace tridimensionnel réel. Certains de ces systèmes sont particulièrement avantageux en ce qu'ils utilisent comme organe de visualisation immersive dans l'espace virtuel, et aussi comme organe de commande du déplacement dans cet espace virtuel, un simple téléphone intelligent par la suite appelé 'smartphone' selon la terminologie anglo-saxonne, ou n'importe quel autre terminal (tel qu'une tablette numérique notamment), ayant des performances de cartes graphiques et de processeurs suffisantes. Ces systèmes utilisent ainsi un smartphone qui permet à la fois : - de visualiser l'espace virtuel dans lequel l'utilisateur souhaite se déplacer (grâce à l'écran du smartphone, éventuellement couplé avec des lunettes, un masque, casque ou bandeau (ou tout autre instrument permettant d'améliorer l'expérience de visualisation), et - de commander les déplacements d'un avatar de l'utilisateur dans l'espace virtuel, grâce à des capteurs de déplacement du smartphone (typiquement un ou plusieurs accéléromètres, gyroscopes intégrés dans le smartphone). Les déplacements et les changements d'orientation du boîtier 5 se traduisent ainsi par des déplacements de l'utilisateur virtuel (l'avatar) dans l'espace virtuel 3D. De tels systèmes connus présentent l'inconvénient de nécessiter un déplacement du smartphone pour déplacer l'utilisateur virtuel dans l'espace 3D. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention permet de pallier au moins un des inconvénients précités en proposant un système de navigation immersif dans un espace virtuel 3D. A cet effet, l'invention propose un système de navigation dans un espace virtuel 3D 10 modélisé par un support géométrique 3D comportant : - un calculateur configure pour générer une vue de l'espace virtuel 3D correspondant au champ de vision d'un utilisateur virtuel positionné dans le support géométrique 3D; - un écran configure pour afficher ladite vue ; 15 le système de navigation étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur optique et en ce que le calculateur est configuré pour faire évoluer la position de l'utilisateur virtuel en fonction de données issues du capteur optique. 20 Un but de l'invention est de permettre un déplacement virtuel au sein d'un espace virtuel 3D, avec un smartphone sans nécessiter un déplacement de l'utilisateur du boîtier mobile. Des avantages de ce procédé sont les suivants. 25 Il est très simple et très rapide à mettre en oeuvre. Il peut notamment être très facilement mis en oeuvre sur des téléphones mobiles classiques type smartphone ou tout autre terminal type tablette, baladeur numérique notamment, munis d'une carte graphique et d'une caméra, d'un appareil photo ou d'un capteur de luminosité. Par ailleurs l'utilisation de l'invention permet à un utilisateur une expérience immersive, en déplaçant son avatar dans un espace virtuel, sans avoir lui-même à se déplacer. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l'une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles. Le capteur optique est configuré pour générer un signal de commande à destination du calculateur pour modifier la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D. Le capteur optique est configuré pour mesurer une luminosité et générer un signal de commande à destination du calculateur en fonction de la luminosité mesurée. Le calculateur est configuré pour faire évoluer, par défaut, la position de l'utilisateur virtuel dans la direction de l'orientation de l'utilisateur virtuel. Le capteur optique est configuré pour générer, lorsqu'il mesure une variation de luminosité supérieure à un seuil prédéfini, un signal de commande à destination du calculateur de réduction de la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel proportionnelle à la variation de luminosité mesurée. Le capteur optique est configuré pour générer, lorsqu'il mesure une luminosité inférieure à un seuil prédéfini, un signal de commande à destination du calculateur pour arrêter le déplacement de l'utilisateur virtuel. Le capteur optique est configuré pour générer, lorsqu'il mesure une luminosité supérieure à un seuil prédéfini, un signal de commande à destination du calculateur pour déplacer l'utilisateur virtuel. Le système de navigation comporte en outre un boitier et au moins un capteur d'orientation tridimensionnelle, configuré pour détecter un changement d'orientation du boitier et générer un signal de commande à destination du calculateur de mise à jour de l'orientation de l'utilisateur virtuel.30 L'invention propose également un procédé de navigation d'un utilisateur virtuel dans un espace virtuel 3D modélisé par un support géométrique 3D, comportant des étapes de : - acquisition de données issues d'un capteur optique - mise à jour de la position de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D en fonction des données issues d'un capteur optique ; - génération d'une vue de l'espace virtuel 3D correspondant au champ de vision de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D; - affichage de ladite vue. Le procédé de navigation comporte en outre une étape de mise à jour de la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D en fonction des données issues du capteur optique. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres objectifs, caractéristiques et avantages sortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un exemple de système de navigation selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de l'autre face du système de navigation de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, un système de navigation 1 comporte un boîtier mobile 5 apte à être saisi par un utilisateur, des moyens de traitement pour générer une vue d'un espace 3D, tels qu'un calculateur 2, et un écran pour afficher ladite vue, une mémoire 7, une carte graphique 10 adaptée pour produire une image affichable sur l'écran 3, et un capteur de lumière 4 Le système de navigation 1 peut avantageusement être un simple dispositif tel qu'un smartphone muni d'un capteur de lumière couramment utilisé en lien avec l'appareil photo d'un smartphone. En référence à la figure 2, le système de navigation 1 peut en outre comporter un système de focalisation 8, tel que deux lentilles convergentes 9, adapté pour permettre à un utilisateur de visualiser l'écran en plaçant ses yeux devant le système de focalisation 8. Un tel système de focalisation 8 permet d'offrir à l'utilisateur une expérience immersive dans l'espace 3D. Le calculateur 2 génère, à partir d'un fichier enregistré sur une mémoire 7 du système, une vue d'une scène virtuelle 3D selon le point de vue d'un utilisateur virtuel placé dans l'espace virtuel 3D. Le calculateur 2 utilise des procédés de représentation 3D en réalité virtuelle connus comme les procédés de représentation fondés sur une modélisation du 15 contenu géométrique de la scène 3D. Le contenu géométrique de la scène 3D à représenter est modélisé par un support géométrique 3D. Le support géométrique 3D est modélisé par analyse des formes géométriques des éléments de la scène 3D, comme par exemple les murs et le sol, dans un outil informatique de représentation 3D. 20 Le calculateur 2 génère ensuite des images de la scène 3D, puis traite ces images par un outil informatique de représentation 2D pour extraire et afficher l'image correspondant à la partie de support géométrique 3D qui est dans le champ de vision de l'utilisateur virtuel. L'image affichée est donc fonction de l'orientation et de la position de l'utilisateur virtuel par rapport au support géométrique 3D. 25 Le calculateur 2 est configuré pour mettre en oeuvre un logiciel informatique de représentation 3D apte à représenter la scène en fonction de l'orientation et de la position virtuelle de l'utilisateur et à afficher à l'écran une image représentative d'une partie du support géométrique 3D résultant en fonction de l'orientation et de la position virtuelle de l'utilisateur par rapport au support géométrique 3D. 30 Le système de navigation 1 permet à l'utilisateur de se déplacer dans le support géométrique 3D généré par le calculateur 2. Un algorithme chargé dans la mémoire 7 est prévu pour empêcher l'utilisateur de sortir du support géométrique 3D. Le système de navigation 1 comporte des capteurs 6 d'orientation tridimensionnelle du boîtier 5. Les capteurs 6 sont par exemple des accéléromètres ou des gyroscopes. Par l'intermédiaire de ces capteurs 6, les changements d'orientation du boîtier 5 se traduisent par des changements de l'orientation de l'utilisateur virtuel et donc une évolution de la scène 3D affichée sur l'écran. On note que ces changements d'orientation ne nécessitent pas de déplacement de l'utilisateur : il lui suffit de modifier l'orientation du système de navigation (dans le cas d'un smartphone, en modifiant l'orientation du smartphone). Le système de navigation 1 comporte également un capteur optique 4. Le capteur optique 4 peut notamment être le capteur optique de l'appareil photo d'un téléphone, ou le capteur optique d'un appareil photo. Un tel capteur est couramment utilisé pour acquérir la luminosité ambiante et/ou d'autres informations optiques. Le capteur optique 4 peut également être un capteur de luminosité. Un capteur de luminosité est un capteur qui permet de détecter un taux de luminosité. Le capteur optique peut également être une caméra ou un appareil photo. Le calculateur 2 est configuré pour appliquer à l'utilisateur virtuel un comportement par défaut. Dans un mode de réalisation le calculateur 2 est ainsi configuré pour faire évoluer, par défaut, la position de l'utilisateur virtuel dans la direction de l'orientation de l'utilisateur virtuel. En d'autres termes dans ce cas l'utilisateur virtuel « avance » dans l'espace virtuel, par défaut. Le calculateur 2 est en outre configuré pour faire évoluer la position de l'utilisateur virtuel, en fonction de données issues du capteur optique et/ou le capteur de luminosité. Dans le même mode de réalisation le capteur optique 4 est ainsi configuré pour générer un signal de commande à destination du calculateur, pour freiner et/ou arrêter et/ou gérer la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel. Typiquement, la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel dans l'espace virtuel 3D est par défaut, c'est-à-dire en l'absence de commande de vitesse contraire, fixée à une vitesse prédéfinie. Lorsque le capteur optique 4 détecte une luminosité inférieure à un certain seuil ou une variation de luminosité supérieure à un certain seuil, il génère un signal de commande à destination du calculateur pour freiner et/ou démarrer et/ou gérer la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel. Le signal de commande comporte typiquement une commande de réduction ou d'accélération de la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel proportionnelle à la luminosité ou à la variation de luminosité mesurée. Lorsque le capteur optique 4 détecte une luminosité inférieure à un autre seuil ou une variation de luminosité supérieure à un autre seuil, il génère un signal de commande à destination du calculateur 2 pour arrêter ou démarrer le déplacement de l'utilisateur virtuel. REVENDICATIONS1. Système de navigation (1) dans un espace virtuel 3D modélisé par un support géométrique 3D comportant : - un calculateur (2) configuré pour générer une vue de l'espace virtuel 3D correspondant au champ de vision d'un utilisateur virtuel positionné dans le support géométrique 3D; - un écran (3) configuré pour afficher ladite vue ; le système de navigation (1) étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur optique (4) et en ce que le calculateur (2) est configuré pour faire évoluer la position de l'utilisateur virtuel en fonction de données issues du capteur optique (4). 2. Système de navigation (1), selon la revendication précédente, dans lequel le capteur optique (4) est configuré pour générer un signal de commande à destination du calculateur (2) pour modifier la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D. 3. Système de navigation (1), selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur optique (4) est configuré pour mesurer une luminosité et générer un signal de commande à destination du calculateur (2) en fonction de la luminosité mesurée. 4. Système de navigation (1), selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le calculateur (2) est configuré pour faire évoluer, par défaut, la position de l'utilisateur virtuel dans la direction de l'orientation de l'utilisateur virtuel. 5. Système de navigation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur optique (4) est configuré pour générer, lorsqu'il mesure une variation de luminosité supérieure à un seuil prédéfini, un signal decommande, à destination du calculateur (2), de réduction de la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel proportionnelle à la variation de luminosité mesurée. 6. Système de navigation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur optique (4) est configuré pour générer, lorsqu'il mesure une luminosité inférieure à un seuil prédéfini, un signal de commande, à destination du calculateur (2), pour arrêter le déplacement de l'utilisateur virtuel. 7. Système de navigation (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur optique (4) est configuré pour générer, lorsqu'il mesure une luminosité supérieure à un seuil prédéfini, un signal de commande à destination du calculateur (2) pour déplacer l'utilisateur virtuel. 8. Système de navigation (1) selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre un boitier (5) et au moins un capteur (6) d'orientation tridimensionnelle, configuré pour détecter un changement d'orientation du boitier (5) et générer un signal de commande, à destination du calculateur (2), de mise à jour de l'orientation de l'utilisateur virtuel. 9. Procédé de navigation d'un utilisateur virtuel dans un espace virtuel 3D modélisé par un support géométrique 3D, comportant des étapes de : - acquisition de données issues d'un capteur optique ; - mise à jour de la position de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D en fonction des données issues d'un capteur optique ; - génération d'une vue de l'espace virtuel 3D correspondant au champ de vision de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D; - affichage de ladite vue.30 10. Procédé de navigation selon la revendication précédente, comportant en outre une étape de mise à jour de la vitesse de déplacement de l'utilisateur virtuel dans le support géométrique 3D en fonction des données issues du capteur optique.