Charte de recommandations - sur l'usage de la Réalité Virtuelle Comité d'Éthique VR - VR Connection
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Comité d’Éthique VR
Charte de recommandations
sur l’usage de la Réalité Virtuelle
Cette charte est à destination des commanditaires,
des utilisateurs, et des producteurs de contenus immersifs
Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019 Abstract Dans les technologies immersives, la réalité virtuelle (VR), qui consiste à recréer un monde entièrement virtuel généré par un ordinateur et dans lequel l’utilisateur peut s’immerger complètement, est probablement celle qui provoque l’impact le plus important sur les systèmes cognitif et émotionnel de l’utilisateur. L’immersion provoquée par le système de réalité virtuelle, en visiocasque, est telle qu’elle a prouvé son efficacité dans la thérapie contre les phobies. Mais si elle a un impact si fort sur la cognition, il appartient à la filière de s’intéresser à son encadrement. En effet, les technologies immersives ont désormais atteint une maturité qualitative et opérationnelle suffisante pour être considérées durablement, par les industriels, dans les processus de formation, de prévention, d’apprentissage, et d’assistance au geste technique. Elles vont alors être confrontées aux contraintes de l’environnement de travail. Et pourtant, leurs effets ne sont pas encore totalement connus. L’Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) s’est saisie du dossier pour étudier leur impact sanitaire et livrera des conclusions en 2020. Mais dès à présent, la filière réagit avec la création d’un Comité d’Ethique VR dont l’une des missions est de publier des recommandations à destination des commanditaires, des utilisateurs et des producteurs de contenus immersifs pour éviter des écueils bien connus de la profession. Ces 22 recommandations couvrent les effets des incohérences sensorimotrices (SM), des interfaces fonctionnelles irréalistes (CG), des contenus inappropriés (CT), des états psychologiques et cognitifs inadaptés (PS), des modalités pratiques mal préparées (MP). Elles ont été élaborées par le Comité d’Ethique VR qui regroupe psychiatres, neuropsychologues, chercheurs, experts de l’immersion, producteurs de contenus immersifs, grandes entreprises dans un objectif de faire de cette charte une référence dans l’usage de la réalité virtuelle. Ces recommandations n’ont pas l’objectif de freiner l’usage de la réalité virtuelle mais elles sont, au contraire, destinées à faire bénéficier l’écosystème des apprentissages, encore empiriques, des quelques années d’existence de cette technologie dans les jeux, les divertissements, et les simulateurs. La charte a vocation à évoluer et à s’enrichir au gré des usages. Les retours et commentaires sont bienvenus à l’adresse ethique@vr-connection.com Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 2
Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
Table des matières
Préambule 5
Les technologies immersives 6
1. Introduction 6
Les technologies immersives 6
La réalité virtuelle (VR) 7
La réalité virtuelle (VR) en visiocasque 7
La réalité virtuelle (VR) dans le cadre de la formation et de la prévention 8
2. Les effets négatifs dus aux incohérences sensorimotrices 10
Solutions pour contourner les effets négatifs des incohérences sensorimotrices sur
le confort de l’utilisateur 11
Les trois incohérences sensorimotrices majeures 11
Inconfort SM1 : Incohérence entre vue et mouvement due à la latence d’affichage 11
Inconfort SM2 : Incohérence oculomotrice 12
Inconfort SM3 : Incohérence visuo-vestibulaire 12
Les effets négatifs dus à la non-colocalisation 14
Inconfort SM4 : Incohérence de non-colocalisation 14
Les effets négatifs dus à la déformation du champ visuel 14
Inconfort SM5 : Incohérence de déformation du champ visuel 14
3. Les effets négatifs dus à un interfaçage fonctionnel inadapté au schème
sensorimoteur naturel 15
Inconfort CG1 : Inadaptation à un geste fonctionnel artificiel 15
4. Les effets négatifs provoqués par le contenu 16
Inconfort CT1 : Le niveau inapproprié d’immersion corporelle 16
Inconfort CT2 : La suggestion inappropriée d’attention 17
Inconfort CT3 : La proximité excessive 17
Inconfort CT4 : La représentation inappropriée d’un humain 18
Inconfort CT5 : La progression asymétrique dans les niveaux d’immersions 18
Inconfort CT6 : Les transitions brusques 19
Inconfort CT7 : Les environnements anxiogènes 19
Inconfort CT8 : La gestion du temps 20
5. État psychologique et cognition 21
Introduction 21
Fonctionnement cérébral et immersion en réalité virtuelle 23
PS1 : Recommandations issues de la psychologie - psychopathologie 23
PS2 : Recommandations issues de la neuropsychologie 25
PS3 : Recommandations générales concernant les passations pour les utilisateurs novices 26
6. Modalités pratiques et le déroulement d’une expérience, dans un cadre
professionnel 28
MP1 : Consultation des entités institutionnelles 28
MP2 : Considérations préalables au lancement d’une formation en réalité virtuelle 29
MP3 : Recueil du consentement de l’utilisateur 29
MP4 : Recommandations de déroulé d’une séance de formation tutorée en réalité virtuelle 30
MP5 : Recommandations sur le dispositif matériel à mettre en place 31
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Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019 ANNEXES 32 Annexe - Incohérences sensorimotrices - chap. 2 33 Latence d’affichage 33 Incohérence oculomotrice 34 Incohérence visuo-vestibulaire 35 Quelques notions sur le comportement sensorimoteur humain 40 Introduction à l’extéroception et la proprioception 40 Annexe - État psychologique et cognition - chap. 5 44 Sentiment de présence 44 Le phénomène d’illusion corporelle (et le concept d’unité d’identification phénoménologique) 46 Le phénomène dit de l’effet proteus 47 Perspective neuroscientifique : que vit notre cerveau en VR ? 47 Utiliser la VR pour en savoir plus sur la cognition et le cerveau 48 Pour comprendre les effets possibles de la VR sur la psychologie humaine : les usages de la VR en psychothérapie pour traiter les troubles anxieux. 48 Réflexions générales basées sur des études concernant les effets de la VR sur la psyché et le comportement 49 Annexe - Modalités pratiques et déroulement d’une expérience dans un cadre professionnel – chap. 6 51 Bibliographie 53 Vocabulaire 57 Contributeurs 60 Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 4
Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
Préambule
Le Comité d’Éthique VR est un groupement indépendant de psychiatres,
neuropsychologues, chercheurs, experts de l’immersion, producteurs de contenus
immersifs, grandes entreprises*. Il est mis en place à l’initiative du GIE VR Connection,
la filière française des solutions immersives, et est présidé par M. Franck Rougeau. Le
comité a pour vocation de :
1 - Définir les règles à respecter et émettre des recommandations à destination des donneurs
d’ordre (commanditaires, prescripteurs, ingénieurs pédagogiques, validateurs, formateurs,
élèves et utilisateurs) et des producteurs de contenus, de façon à limiter les effets indésirables
des expériences immersives pour les usages professionnels.
2 – Créer une sorte de PEGI VR (création du système d’évaluation, développement du
lobby du label, structuration et reconnaissance du label dans la réglementation), de façon à
classifier les contenus immersifs produits par les studios dans un objectif d’information de
l’utilisateur grand public sur l’intensité de l’impact généré par l’expérience.
Ce document, issu des réunions mensuelles du Comité d’Éthique VR pendant un an, est son
premier livrable. Il traite des recommandations sur l’usage de la Réalité Virtuelle en formation
ou prévention dans un environnement professionnel. Ces recommandations couvrent
essentiellement le champ opérationnel et s’inscrivent en complément des conclusions de
l’étude des effets sanitaires potentiels liés à une exposition aux technologies de réalité
virtuelle (VR) et de réalité augmentée (AR) que l’ANSES prévoit de publier en 2020.
* La liste des contributeurs est fournie en annexe
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Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
1. Introduction
Les technologies immersives
Les technologies immersives regroupent plusieurs solutions techniques, dont les quatre
plus développées sont : la réalité virtuelle (VR), la vidéo 360°, la réalité augmentée (AR) et
la réalité mixte (MR). Ces technologies peuvent ensuite se diffuser sur plusieurs dispositifs
matériels.
Réalité virtuelle Vidéo 360°
(VR : Virtual Reality)
Visionner un contenu vidéo en
Immersion dans un monde 360°, c’est-à-dire hors de son
entièrement virtuel généré champ de vision initial
par ordinateur. Il occulte
l’environnement réel autour.
Réalité augmentée Réalité mixte
(AR : Augmented Reality) (MR : Mixed Reality)
Compléter une vue réelle en Intégrer et interagir avec des
temps réel par une couche de objets virtuels dans la réalité
données ou d’objets virtuels.
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Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019 La réalité virtuelle (VR) La réalité virtuelle (VR) permet en temps-réel de recréer un environnement entièrement artificiel, totalement maîtrisé par le code informatique, qui permet de jouer tous les scénarii possibles en gérant les interactions avec l’utilisateur. C’est une technologie particulièrement efficace pour un certain nombre d’applications car l’environnement virtuel va pouvoir réagir aux interactions de l’utilisateur sans la limite d’être figé comme dans un film. Elle se caractérise, entre autres, par cinq éléments : • Interactif : l’utilisateur est acteur, il interagit avec l’environnement virtuel via l’ordinateur (l’application / le logiciel) et des interfaces motrices (manettes, « leap motion* », pointage oculaire, etc…) ; • Immersif : l’utilisateur est plongé dans un monde virtuel, coupé du monde extérieur ; • Visuel : par exemple, au travers d’un casque ou dans une salle équipée (simulateur) ; • Sonore : incluant des sons recréant l’environnement, ou des instructions orales pouvant guider l’utilisateur ; • Haptique : avec quelquefois la possibilité de toucher, via des interfaces tactiles, ou de ressentir des forces sur ses mains, via des interfaces à retour d’effort. La VR peut se pratiquer sur différents dispositifs matériels provoquant plusieurs degrés d’immersion : les écrans de PC, de tablettes, de smartphones, les écrans projetés (salles immersives ou “Cave”), les écrans multiples avec simulateur matériel, les visiocasques avec ou sans simulateur matériel. Le dispositif étant un élément essentiel de l’immersion, les recommandations éthiques peuvent différer en fonction de celui qui est sélectionné. La réalité virtuelle (VR) en visiocasque La VR en visiocasque permet une immersion importante (« immersion corporelle ») car l’utilisateur peut naturellement regarder autour de lui à 360° et peut se déplacer physiquement dans l’environnement virtuel. Aussi, le visiocasque est un dispositif relativement abordable pour être considéré pour un déploiement dans un cadre industriel. Il est entendu que des accessoires complémentaires peuvent être importants dans le cadre d’une immersion plus profonde impliquant des interactions physiques avec l’environnement (siège actif, pédales, volant, boutons, …). C’est le dispositif pris comme référence dans l’élaboration de cette charte de recommandations. Mais la plupart des recommandations suivantes sont valables pour toutes applications VR, qu’elles soient lues avec ou sans visiocasque. * Les mots en caractère gras sont définis dans l’annexe vocabulaire Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 7
Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019 La réalité virtuelle (VR) dans le cadre de la formation et de la prévention L’immersion et l’implication de l’utilisateur, provoquées par la VR, favorisent l’apprentissage et l’ancrage mémoriel. Les entreprises utilisent, de plus en plus, cette modalité pédagogique pour former les salariés à des gestes métiers ou prévenir et réduire l’exposition aux risques dans leur environnement de travail. Les gains / avantages de la modalité : • Immersion à 360°, « du sol au plafond »; • Liberté du formateur sur le niveau de réalisme (environnement extrêmement réaliste ou non, suivant les choix pédagogiques) ; • Reconstitution d’environnements spécifiques, peu accessibles, et/ou dangereux ; • Scénarisation possible et liberté du formateur sur la navigation contrainte ; • Possibilité de faire des exercices validants (avec points / récompenses / badges ...) ; • Possibilité de faire une évaluation objective et automatisée du comportement de l’apprenant ; • Forte économie (coût immobilisation & déplacement du personnel, réduction des frais de structure, …) ; • Logistique simplifiée pour des formations déportées hors de l’école (transport, formateur, …) ; • Progression au rythme de l’apprenant. Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 8
Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019 Les gains / avantages sur le plan pédagogique : • Contribue à améliorer la motivation des apprenants ; • Favorise la mémorisation des informations ; • Possibilité de rejeux pour observer et comprendre ses erreurs ; • Possibilité d’enregistrement et d’évaluation de l’activité de l’apprenant en temps-réel ou en différé, pour le formateur ; • Possibilité d’assistance pédagogique, automatisée ou non, pour l’apprenant ; • Adapté à l’enseignement de notions abstraites par représentations ; • Adapté à des situations demandant un accès sur le terrain ; • Partie intégrante du « blended learning »; • Expérience utilisateur enrichie par rapport à une pédagogie non immersive. Les scénariis déroulés dans une expérience VR peuvent avoir un impact variable en fonction du conditionnement de l’utilisateur, de sa préparation, du cadre dans lequel il joue l’expérience et enfin du contenu évoqué. Afin de circonscrire les recommandations aux usages les plus fréquents du marché, nous nous sommes concentrés, dans un premier temps, sur une charte de recommandations d’éthique à destination des commanditaires, des prescripteurs, des ingénieurs pédagogiques, des validateurs, des formateurs, des producteurs de contenu immersif, dans les usages de la formation professionnelle et de la prévention dans l’industrie. L’usage des techniques de réalité virtuelle peut poser divers problèmes de confort et de santé. Ces derniers peuvent être induits par certaines catégories d’applications, créant des malaises ou vertiges et risques de chute chez les plus âgés. Ils sont principalement dus : • à des incohérences physiques, c’est-à-dire sensorimotrices ; • à un interfaçage fonctionnel inadapté au schème sensorimoteur naturel ; • à des contenus inappropriés ; • à des perturbations de l’état psychologique et cognitif du sujet par l’environnement virtuel ; • à des mises en œuvre non accompagnées ou des dispositifs technologiques non sécurisés. Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 9
Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
2. Les effets négatifs dus aux
incohérences sensorimotrices*
Indépendamment des solutions techniques exploitées, même avec un visiocasque
« parfait », qui proposerait une même qualité de vision que celle du monde réel,
persisteront toujours des incohérences physiques (c’est-à-dire sensorimotrices) pour
certains types d’applications. Par principe, la création d’un nouveau monde artificiel
implique l’existence de nouvelles règles, limites et potentialités ; dont certaines
dépassent ou diffèrent sensiblement de celles du monde réel.
Ces incohérences sensorimotrices peuvent être, soit à l’intérieur d’un sens (par
exemple, incohérence entre accommodation et convergence des yeux en vision
stéréoscopique), soit entre plusieurs sens (par exemple, la locomotion sur un tapis
roulant entraînant une incohérence entre la vision et la proprioception vestibulaire),
soit entre sens et réponses motrices (souvent due à un décalage temporel entre l’action
et la perception en retour de cette action). L’exemple le plus connu est le temps de
latence entre le mouvement de rotation de la tête et l’affichage du point de vue correct
dans le visiocasque.
Dans le monde réel, l’homme «Ces incohérences sensorimotrices
construit une représentation peuvent être, soit à l’intérieur d’un sens,
cohérente depuis son enfance soit entre plusieurs sens, soit entre
à partir de tous les stimuli sens et réponses motrices»
sensoriels reçus. Dans le monde
virtuel, l’utilisateur cherchera en
conséquence à interpréter avec cohérence ce qu’il perçoit, par rapport à son vécu dans
le monde réel et malgré les incohérences sensorimotrices imposées par les techniques
VR. Mais il est encore difficile actuellement de déterminer pour tous les usagers, aux
comportements variables si, immergés dans tel ou tel environnement virtuel, ils arrivent
à percevoir sa cohérence et à surmonter les éventuelles incohérences sensorimotrices.
Certains seront plus sensibles que d’autres mais sans percevoir profondément pour
quelles raisons. Si des incohérences sensorimotrices peuvent provoquer une gêne,
quelquefois rédhibitoire, elles offrent aussi un résultat bénéfique quand le cerveau du
sujet arrive à rendre cohérent la perception de l’activité lors de la simulation virtuelle.
Un exemple classique : le sujet porte un visiocasque en restant en position fixe dans
un lieu. Si le point de vue du sujet dans l’environnement virtuel se déplace en limitant
les accélérations, le sujet se sent en mouvement, bien que ses systèmes vestibulaires
indiquent que son corps est sans mouvement.
* Les éléments de ce chapitre sont extraits de [Fuchs 2018]
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 10Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
Solutions pour contourner les effets négatifs des
incohérences sensorimotrices sur le confort de l’utilisateur
Pour chacune des incohérences sensorimotrices, quatre catégories de solutions permettent
de contourner les effets négatifs sur le confort de l’usager.
• Atténuation de l’impact de l’incohérence sensorimotrice sur l’inconfort ou le malaise de
l’utilisateur ;
• Suppression de l’incohérence sensorimotrice en modifiant le fonctionnement de l’activité
virtuelle ;
• Suppression de l’incohérence sensorimotrice en modifiant le fonctionnement de l’interface
ou en rajoutant une autre interface ;
• Adaptation de l’usager à l’incohérence sensorimotrice pour ne plus avoir d’inconfort ou
de malaise.
Cette dernière catégorie « d’adaptation individuelle » à ces incohérences n’est pas exposée
et reste un sujet de recherche actuelle.
Les trois incohérences sensorimotrices majeures
Tandis qu’une dizaine d’incohérences sensorimotrices perturbatrices sont connues, certaines
sont très spécifiques (voir chapitre 6 dans [Fuchs, 2018]). Les trois plus importantes sont la
latence d’affichage, l’incohérence oculomotrice et l’incohérence visuo-vestibulaire.
INCONFORT SM1 : INCOHÉRENCE ENTRE VUE ET MOUVEMENT DUE À LA
LATENCE D’AFFICHAGE
Exemple explicatif : Si le temps de latence Difficulté à diminuer l’inconfort : faible.
d’affichage entre tout mouvement de tête Cible : Développeurs de l’application
de l’observateur et l’affichage du bon point Bibliographie : [Fuchs, 2018], [LaValle,
de vue correspondant au mouvement est 2017], recommandation [Oculus]
trop important (plus de 50 millisecondes),
l’environnement virtuel ne sera pas perçu
immobile pour l’usager, qui le verra osciller
intempestivement.
Recommandations :
Atténuation de l’impact de l’incohérence par prise en compte dans le matériel et le logiciel :
Vérifier que le matériel choisi offre un temps de latence de l’ordre de 20 millisecondes
et que le programme informatique développé n’augmente pas ce temps de latence.
Suppression de l’incohérence en modifiant l’interface visuelle :
Remplacer l’immersion visuelle via un visiocasque par un écran parabolique, un écran
cylindrique ou avec un ensemble d’écrans plats, la tête de l’observateur devant être
immobile en translation par rapport aux écrans.
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 11Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
INCONFORT SM2 : INCOHÉRENCE OCULOMOTRICE
Exemple explicatif : en vision deux images.
stéréoscopique, que ce soit dans un Difficulté à diminuer l’inconfort :
visiocasque ou tout écran stéréoscopique moyenne.
(Cave, cinéma en relief « 3D », etc.), une Cible : Concepteurs et développeurs de
trop grande différence entre l’image de l’œil l’application.
gauche et celle de l’œil droit, imposée aux Bibliographie : [Shibata, 2011], [Fuchs,
observateurs, crée une fatigue oculaire, 2018], [LaValle, 2017].
voire une impossibilité de fusionner les
Recommandations :
Atténuation de l’impact de l’incohérence par prise en compte dans le contenu :
Limiter la différence entre les images stéréoscopiques gauche et droite (disparités
rétiniennes inférieures à un seuil de l’ordre de 1° à 1,5°), ce qui revient à positionner
les objets virtuels dans une certaine zone par rapport à la position de l’observateur. (Cf.
annexe) ;
Suppression de l’incohérence en modifiant l’interface visuelle :
Afficher en vision monoscopique (même images pour les deux yeux de l’observateur,
comme au cinéma classique). Ceci est à proposer systématiquement pour les quelques
pourcents de la population qui ne peuvent pas voir en vision stéréoscopique ou ceux
qui fusionnent les images stéréoscopiques avec un effort oculomoteur important et
donc avec une fatigue oculaire.
INCONFORT SM3 : INCOHÉRENCE VISUO-VESTIBULAIRE
Exemple explicatif : L’observateur Difficulté à diminuer l’inconfort :
étant immobile dans la pièce réelle, tout grande.
déplacement virtuel perçu par lui, dû à la Cible : Concepteurs et développeurs de
vision des mouvements de la scène observée, l’application.
va créer de l’inconfort, voire des nausées Bibliographie : [Kemeny, 2015],
(médicalement appelé cinétose), si les [Kennedy, 1993], [Kennedy, 2000], [Harm,
accélérations des mouvements virtuels sont 2002], [Stoffregen, 1991].].
trop fortes.
Recommandations :
Atténuation de l’impact de l’incohérence par prise en compte dans le contenu :
Il existe cinq solutions, les deux premières étant complémentaires et, les trois dernières,
également entre elles :
• Limiter les accélérations en translation et en rotation du déplacement de l’utilisateur
dans l’environnement virtuel ;
• S’assurer que les trajectoires ne soient pas être trop tortueuses, donc à rayons de
courbure assez élevés ;
• Diminuer le champ de vision observé par une occultation des images en vision
périphérique ;
• Injecter dans les images en vision périphérique, quelques références spatiales de
l’environnement réel pour stabiliser l’utilisateur ;
• Afficher des objets dans l’environnement virtuel qui soient immobiles par rapport à
l’environnement réel.
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 12Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
Suppression de l’incohérence en modifiant le fonctionnement de l’activité virtuelle :
Il existe deux solutions différentes :
• Le déplacement réel de la personne, debout en environnement réel, est le même
géométriquement que le déplacement en environnement virtuel ;
• Le déplacement en environnement virtuel se fait par téléportation d’un lieu à un autre,
l’utilisateur restant immobile dans l’environnement réel (ce mode de déplacement
peut s’avérer très peu ergonomique pour certaines personnes, notamment les
plus âgées qu’il est préférable d’assoir : nous n’avons pas constaté d’inconfort lié
à la téléportation, mais par contre de grandes difficultés de compréhension et de
manipulation)
Suppression de l’incohérence en rajoutant une interface à simulation de mouvement :
Pour solliciter correctement les systèmes vestibulaires de l’utilisateur, on exploite des
interfaces à simulation de mouvement (sièges, cabines, tapis roulant, etc.).
Synthèse des solutions à envisager pour traiter les trois principales incohérences
sensorimotrices
Atténuer l’impact Supprimer l’impact Supprimer
d’une incohérence par modification l’impact par ajout
du d’interface
fonctionnement de
l’activité virtuelle
SM1 : Diminution du temps Ecrans autour
Incohérence d’exécution du logiciel de la tête sans
due à la ou augmentation de la translation
latence puissance de calcul du
d’affichage dispositif
SM2 : Positionner les objets virtuels Vision Futurs
Incohérence dans une certaine zone monoscopique visiocasques à
oculomotrice accommodation
adaptative
SM3 : Limiter accélération et Environnement réel Interface à
Incohérence inclinaison et environnement simulation de
visuo- virtuel mouvement
vestibulaire Trajectoires douces géométriquement
identiques
Diminuer le champ de vision
Déplacement par
Traitements en vision téléportation
périphérique
Objets fixes / environnement
réel en vision périphérique
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 13Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
Les effets négatifs dus à la non-colocalisation
La colocalisation est la superposition de la perception visuelle avec la perception
proprioceptive du corps de l’usager. Concernant les mains, l’usager doit voir ses mains
au même endroit qu’il les perçoit proprioceptivement, c’est-à-dire avec ses récepteurs
sensoriels dans ses muscles, tendons et articulations. La non-colocalisation peut
être due à des défauts techniques (capteurs imprécis) ou à un choix de faire de
la téléopération : l’usager manipule des objets à distance de son corps. La non-
colocalisation est donc aussi une incohérence sensorimotrice (incohérence visuo-
manuelle). Celle-ci peut créer des difficultés cognitives pour manipuler des objets
virtuels mais ne crée pas de malaise ou de nausée.
INCONFORT SM4 : INCOHÉRENCE DE NON-COLOCALISATION
Exemple explicatif : Un cas particulier perturbant : l’observateur ressent une
d’erreur de colocalisation existe lors de incohérence proprioceptive, son corps
toute visualisation des prises de vue de étant enfoncé dans le sol ou ses pieds en
caméra 360°. Les prises de vue étant faites à l’air.
une certaine référence de hauteur des yeux
d’une personne, la restitution visuelle de la Difficulté à diminuer l’inconfort :
scène filmée sera faussée verticalement grande.
pour tout usager ayant une taille différente Cible : Concepteurs et développeurs de
que celle prise en référence, ce qui est l’application
Recommandation :
Atténuation de l’impact de l’incohérence par la prise en compte dans le contenu :
Traiter le sujet à la troisième personne, c’est-à-dire voir la scène sans en faire partie.
Les effets négatifs dus à la déformation du champ visuel
INCONFORT SM5 : INCOHÉRENCE DE DÉFORMATION DU CHAMP VISUEL
Exemple explicatif : Le champ visuel réel Difficulté à diminuer l’inconfort :
de 180° est compressé et ramené dans un grande.
champ plus étroit (celui du visiocasque). Cible : Développeurs de l’application
Recommandation :
Atténuation de l’impact de l’incohérence par la prise en compte dans le logiciel :
Diviser le champ visuel réel de 180° en plusieurs secteurs correspondants aux champs
de vision des visiocasques utilisés. Par exemple, si le visiocasque ne permet de ne
voir qu’un champ de 120°, l’environnement virtuel ne devrait représenter que 120° de
champ de vision réel.
Les autres incohérences sensorimotrices perturbatrices sont moins fréquentes. Certaines
sont dues au choix du concepteur de l’application VR de proposer une activité sensorimotrice
irréaliste (applications artistiques, recherches en neurosciences, etc.), comme de se déplacer
en se voyant en caméra objective (à la troisième personne), augmenter artificiellement son
champ de vision (ceux des visiocasques étant limités), voler dans les airs en voyant son
propre corps, etc.
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 14Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
3. Les effets négatifs dus à un
interfaçage fonctionnel inadapté au
schème sensorimoteur naturel
Pour interagir dans un environnement Plus précisément, si le concepteur
virtuel (observation, manipulation, souhaite se rapprocher des actions
déplacement, etc.), l’utilisateur exploite physiques réalisées dans le monde réel,
des interfaces sensorielles ou motrices (de il faut invoquer la notion psychologique
commande), telles qu’un visiocasque, des de schème telle que proposée par le
manettes, un tapis roulant, etc. Les gestes psychologue Piaget [Piaget, 1979] : un
fonctionnels à mettre en œuvre font appel schème est « l’organisation mentale des
à deux types de processus cognitifs pour actions telles qu’elles se généralisent lors
permettre une interaction et une immersion de la répétition de cette action en des
efficaces : soit un processus naturel, soit circonstances analogiques ». Dans ce cas,
un processus métaphorique. Ces gestes l’être humain fait appel dans ses activités
fonctionnels peuvent se rapprocher des sensorimotrices à des automatismes qu’il
actions physiques réalisées dans le monde a assimilés dans le monde réel depuis son
réel, comme marcher sur un tapis roulant, enfance. A l’inverse, comme dans le cas de
manipuler un objet. Ils peuvent être, à la téléportation, c’est via une métaphore
l’opposé, totalement artificiels, comme le qu’il exécute son action et non pas par
fait d’indiquer avec une manette une zone une copie plus ou moins automatique
où l’on veut se déplacer et s’y retrouver d’un schème. Au lieu d’exploiter un
instantanément par une simple commande comportement sensorimoteur et acquis de
binaire sur un bouton (mécanisme de la la personne, on lui propose, visuellement
téléportation). en général, une image symbolique de
l’action ou de la perception souhaitée.
INCONFORT CG1 : INADAPTATION À UN GESTE FONCTIONNEL ARTIFICIEL
Exemple explicatif : Le déplacement Difficulté à diminuer l’inconfort :
effectué en indiquant avec une manette une moyenne.
zone où l’on veut se déplacer et s’y retrouver Cible : Développeurs de l’application et
instantanément par une simple commande formateur.
binaire sur un bouton : la téléportation. Bibliographie : [LaValle, 2017], [Fuchs,
2018]
Recommandation :
Dans le cas d’un schème sensorimoteur artificiel, l’utilisateur novice exploite d’abord
une ou des actions métaphoriques qu’il mettra un certain temps à assimiler par
apprentissage avant qu’il devienne pour lui-même un schème sensorimoteur naturel…
en environnement virtuel. Il conviendra de faire suivre un tutoriel à l’utilisateur.
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 15Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
4. Les effets négatifs provoqués par le
contenu
Le contenu regroupe différentes étapes de l’élaboration de l’expérience. Contrairement au
média classique, le contenu de réalité virtuelle possède une couche de réflexion supplémentaire
inhérente à sa capacité immersive. Au-delà du scénario stricto sensu qui représente le déroulé
de la trame narrative d’une expérience, une couche de conceptualisation est donc à envisager
dans le même temps, voire en amont de l’élaboration du scénario, en fonction du ressenti ou de
l’effet désiré chez l’utilisateur.
Ce travail de conceptualisation prend en compte un certain nombre de paramètres qui peuvent
provoquer de l’inconfort dans l’expérience à dessein ou pas.
Les études scientifiques montrent (Cf. Chap.5 : État psychologique et cognitif) que la grande
majorité des sujets immergés dans
un environnement virtuel immersif Ils vivent l’expérience virtuelle du
vivent cette expérience avec un
sentiment de présence (ils vivent visiocasque comme réelle et « oublient »
l’expérience virtuelle du visiocasque le monde tangible hors du casque.
comme réelle et « oublient » le
monde tangible hors du casque) et un engagement émotionnel plus important que pour un
contenu équivalent mais non immersif. Il serait cohérent que plus l’immersion est constituée par
un grand nombre de sens numérisés (toucher, retour d’effort, olfaction etc…), plus ce sentiment
de présence soit consistant et stable, résistant aux fluctuations qui le caractérisent.
Certains sujets sont potentiellement moins sensibles : ceux ayant une expérience ancienne
et/ou quantitativement importante des jeux vidéo, ceux ayant des profils de fonctionnement
cognitifs/sensoriels particuliers (par exemple, les personnes non-sujets aux vertiges par rapport
à ceux qui le sont). Néanmoins, des études doivent le confirmer.
INCONFORT CT1 : LE NIVEAU INAPPROPRIÉ D’IMMERSION CORPORELLE
Exemple explicatif : Le niveau d’immersion Difficulté à diminuer l’inconfort : grande.
corporelle peut être plus ou moins fort en Cible : Concepteurs et scénariste
fonction du réalisme (déplacement, hauteur d’expérience.
etc…) du point de vue que l’utilisateur a dans
l’environnement virtuel.
Recommandations :
Les points de vue dépendent de 3 grands types d’immersion corporelle dans
l’environnement virtuel :
● Omnipotente : Je me déplace sans enveloppe corporelle ni aucune contrainte de
vitesse ou de gravité ;
● Physique invisible : Je respecte des codes de taille, d’ampleur et de gravité
probable mais je ne suis pas visible par mon environnement ni par moi-même ;
● Physique présente : Je respecte des codes de taille, d’ampleur et de gravité
probable et je suis visible par mon environnement qui interagit donc probablement
avec moi.
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 16Charte de recommandation sur l’usage de la Réalité Virtuelle - octobre 2019
Le passage d’une immersion corporelle, donc d’un point de vue à un autre, peut être utilisé
en cours d’expérience pour minimiser les effets traumatisants dans des expériences
de sensibilisation à des risques graves. Par exemple, il est recommandé de laisser
l’utilisateur à un niveau d’immersion corporelle très élevé (physique présente) jusqu’au
moment de l’accident puis de le désincarner en le passant à l’immersion omnipotente
pour le laisser spectateur extérieur de l’accident sans le lui faire subir.
INCONFORT CT2 : LA SUGGESTION INAPPROPRIÉE D’ATTENTION
Exemple explicatif : Dans un un moment précis de l’environnement
environnement où l’utilisateur est libre de généralement pour faire avancer la
regarder où et quand il veut, la totalité narration.
de ce qui l’entoure et où le point de vue
d’un réalisateur ne lui est pas imposé (film Difficulté à diminuer l’inconfort : grande.
classique), les réflexes ancrés dans le Cible : Concepteurs, développeur et
cerveau reptilien sont activés pour attirer scénariste d’expérience.
l’attention de l’utilisateur à un endroit et
Recommandations :
● Le son spatialisé permet de forcer la personne par réflexe à regarder la source
sonore d’un bruit inédit par rapport à l’environnement visible ;
● Le « scintillement » joue avec la luminosité d’un objet ou la couleur par rapport
au reste de l’environnement et attire l’attention ;
● Le « défilement » : un objet se déplaçant à une vitesse supérieure à l’environnement
réaliste attirera forcément l’attention vers sa destination, d’abord, et son origine, ensuite.
INCONFORT CT3 : LA PROXIMITÉ EXCESSIVE
Exemple explicatif : L’entrée d’une entité Difficulté à diminuer l’inconfort : faible.
en mouvement (personnages, animaux, etc.) Cible : Concepteurs, développeur et
dans le cercle proche des 1m30 environ de scénariste d’expérience.
notre point de vue corporel peut être ressentie
comme menaçante et angoissante.
Recommandations :
Dans les films avec 3D précalculée, une fois une certaine zone de proximité franchie,
équivalente à la “bulle” sur laquelle les images sont posées autour de notre point de
vue, les représentations sont volontairement déformées pour réduire la probabilité de
l’environnement ainsi que le sentiment de présence et donc l’immersion.
Dans le cas d’expériences en 3D temps réel, comme toujours en réalité virtuelle, il
peut être très angoissant de voir des objets « dynamiques » et non contrôlables entrer
dans cette zone de 1,3m et à plus forte raison au-dessus des jambes, plus proche du
point de vue et des organes vitaux dans notre inconscient. Il est donc recommandé
d’éviter cette zone
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INCONFORT CT4 : LA REPRÉSENTATION INAPPROPRIÉE D’UN HUMAIN
Exemple explicatif : Plus une forme auront une résonance émotionnelle forte.
humanoïde est ressemblante à un humain Ainsi, une action violente appliquée à
(ne peut pas être, dans notre mémoire une forme humanoïde trop réaliste pourra
collective, rapportée à autre chose de donc provoquer un choc émotionnel chez
connu), plus l’empathie se fera vite et plus l’utilisateur.
ce qu’il arrivera à cette forme humanoïde
aura des conséquences importantes. Difficulté à diminuer l’inconfort :
Autrement dit, plus l’empathie est forte, plus moyenne.
les actions effectuées sur cet humanoïde Cible : 3D artist et scénariste d’expérience.
Recommandations :
N’utiliser les formes humanoïdes que pour générer confort et empathie.
Préférer des formes humanoïdes non organiques pour des actions violentes.
INCONFORT CT5 : LA PROGRESSION ASYMÉTRIQUE DANS LES NIVEAUX
D’IMMERSIONS
Exemple explicatif : On appelle niveau entre le nombre de niveaux d’entrée et
d’immersion les différentes couches de sortie peut provoquer un sentiment
d’environnement, imbriquées les unes d’incohérence.
dans les autres et non sur le même plan
géographique (poupées russes). On entre Difficulté à diminuer l’inconfort :
dans un espace, puis dans un autre, situé à moyenne.
l’intérieur du premier, puis de nouveau dans Cible : concepteur et scénariste
un autre, et ainsi de suite. Une différence d’expérience.
Recommandations :
Pour une immersion plus efficace et confortable, il convient de progresser avec une
probabilité croissante, accompagnée par des niveaux d’immersions successifs. Cela
permettra au cerveau de « lâcher » petit à petit et par la même d’augmenter la probabilité
dans l’immersion.
Chaque descente en immersion doit être remontée, dans le sens contraire, dans les
mêmes environnements pour un sentiment de cohérence et de douceur dans la sortie.
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INCONFORT CT6 : LES TRANSITIONS BRUSQUES
Exemple explicatif : Dès que la narration transition brusque qui peut provoquer un
exige un changement d’environnement qui inconfort.
n’est pas justifié par un déplacement visible
(de la même manière qu’une cristallisation Difficulté à diminuer l’inconfort : faible.
en littérature), il y a potentiellement une Cible : Concepteur.
Recommandations :
Quel que soit le type de transition (déplacement, changement de niveau d’immersion,
game over), il convient d’utiliser un fondu (au noir ou au blanc en fonction de
l’environnement) contrôlé par l’utilisateur et, si impossible, expliqué par l’histoire. Cela
permettra une transition douce.
Pour obtenir un effet plus violent, il est recommandé d’utiliser le fondu enchainé, puis
le « cut », puis le gel d’image (généralement utilisés en cas de « game over »)
Un fondu sortant doit toujours s’accompagner d’un fondu entrant.
Aussi l’ensemble des recommandations ci-dessus n’ont de sens qu’en fonction d’un effet
désiré pour l’expérience. Elles ne sont là que pour garantir le confort ou le renforcement
d’un impact chez l’utilisateur.
Il existe deux autres éléments conditionnant le confort de l’utilisateur sur lesquels nous
recommandons les pratiques suivantes :
INCONFORT CT7 : LES ENVIRONNEMENTS ANXIOGÈNES
Exemple explicatif : Les environnements improbable, …
virtuels peuvent être anxiogènes s’ils
ne respectent pas les règles probables Difficulté à diminuer l’inconfort : faible.
naturelles ; éclairage irréel, immobilisme Cible : Concepteur.
Recommandations :
Pour créer un environnement le plus rassurant possible il convient de laisser un horizon
libre ainsi qu’une lumière éclairant de manière égale (du dessus).
Le changement d’environnement sans transition peut se faire de manière extrêmement
simple au moment où la personne ne regarde pas (lorsque la 3D n’est pas calculée).
Il doit toujours se passer quelque chose dans l’ensemble de l’environnement (extérieur)
pour le rendre probable.
Les codes de création graphique, réalistes ou non, se rapprochent des codes de
graphisme propres aux films d’animation.
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INCONFORT CT8 : LA GESTION DU TEMPS
Exemple explicatif : Le contrôle du temps, Difficulté à diminuer l’inconfort : faible.
s’il est mal réalisé, peut causer une gêne Cible : Concepteur.
voire une perturbation chez l’utilisateur et
les effets sont encore mal connus.
Recommandations :
Ne pas donner, autour de l’utilisateur, de facteur de temps à moins qu’il ne soit très
contrôlé (compte à rebours ou chronomètre). C’est, en effet, comme pour les rêves, un
facteur de baisse de probabilité.
Le contrôle du temps en réalité virtuelle peut cependant avoir des effets formidables et
pédagogiques, mais il s’agit d’un domaine encore mal étudié.
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5. État psychologique et cognition
Introduction
Une expérience (dans le monde physique ou virtuel) se caractérise, entre autres, par des
perceptions. Ces dernières émanent des signaux externes (venant de l’environnement)
et internes (venant du corps). Ces signaux sont traités par le système (notamment le
cerveau) en tenant compte des connaissances préalables et de l’expérience antérieure
de l’individu (système cognitif).
La cognition (pensée) émane de la boucle interactive perception/action. Autrement
dit, la cognition naît de l’action que l’individu effectue dans l’environnement perçu.
Mais aussi des modifications de l’environnement par ces actions et réciproquement
des influences de l’environnement sur l’individu. C’est ce qu’on appelle la cognition
incarnée.
«L’efficacité de la thérapie par réalité virtuelle
Sur le plan de la cognition, le vécu
d’une expérience en visiocasque dans le traitement de l’ensemble des troubles
de réalité virtuelle ne diffère donc anxieux dont notamment les phobies est
pas significativement de celui établie dans la littérature scientifique.»
d’une expérience dans le monde
réel (excepté les incohérences sensorimotrices générées : voir chapitre 2).
C’est à ce titre que certains hôpitaux utilisent la réalité virtuelle dans la thérapie, sous
la supervision généralement d’un psychiatre, contre les phobies. La réalité virtuelle est
dans ce contexte utilisée pour confronter de manière progressive le patient à l’objet de
sa peur, selon les principes de la thérapie cognitivo-comportementale, traitement de
référence selon l’HAS (Haute Autorité de Santé). La réalité virtuelle est donc proposée
comme modalité d’exposition. L’efficacité de la thérapie par réalité virtuelle dans le
traitement de l’ensemble des troubles anxieux dont notamment les phobies (peur du
vide, peur des araignées, peur d’être enfermé, peur de l’avion, …) est établie dans la
littérature scientifique.
Concepts clés issus des sciences cognitives et sollicités lors
d’une immersion dans un environnement virtuel
Le concept du sentiment de présence est le phénomène central lors de l’immersion dans
un environnement virtuel qui fait réagir les utilisateurs comme si le virtuel était un monde
réel.
Définition de la présence
Il n’existe pas de définition consensuelle de la présence. De nombreux auteurs ont
essayé de décrire la présence. D’après Lombard, la présence est « l’illusion perceptive
de l’absence de médiation » (Lombard and Ditton , 1997). D’autres auteurs définissent
la présence comme « un état psychologique dans lequel les objets virtuels sont
expérimentés comme des objets réels » (Lee, K.M., 2004). Certains font référence à la
présence comme la sensation subjective d’être là (dans l’environnement virtuel).
Publication libre du Comité d’Ethique VR à l’initiative du GIE VR Connection 21Vous pouvez aussi lire
