De prototype à technologie du futur : les origines du PS VR2

Lors de sa sortie en début d’année, le PlayStation VR2 a offert aux joueurs la possibilité de découvrir des mondes virtuels fourmillant de détails et de fonctionnalités immersives. Le PS VR2 est l’aboutissement de plusieurs années de travail, marqué par de nombreux prototypes et essais.

Pour en savoir plus, nous avons interrogé Yasuo Takahashi, chef de produit du PS VR2, sur le processus créatif derrière ce casque novateur et la manette PlayStation VR2 Sense, ainsi que sur les différents prototypes créés dans le cadre du projet.

Yasuo Takahashi, Sony Interactive Entertainment, département Stratégie et Gestion de produits ; Section n° 1, Chef de produit principal

Développement du casque PS VR2

PlayStation Blog : Quand a débuté le développement du casque PS VR2 ?

Yasuo Takahashi : Avant même le lancement du premier PlayStation VR, nous menions des recherches sur le futur de la technologie VR dans le cadre de nos activités au département de recherche et développement. Ce n’est qu’après le lancement du PS VR en 2016 que les discussions sur la prochaine génération de VR ont réellement pris de l’ampleur. Nous avons repris les conclusions de notre département et nous avons commencé à tester différentes technologies dès le début de l’année 2017. Au début de cette même année, nous avons entamé des discussions approfondies sur les fonctionnalités nécessaires à ce nouveau produit. Nous avons également réfléchi aux technologies spécifiques qu’il convenait d’explorer plus avant.

De prototype à technologie du futur : les origines du PS VR2

Pour en savoir plus, visionnez la vidéo de démontage du casque PS VR2, qui décrit en détail les caractéristiques du casque et son fonctionnement interne.

PSB : Quelle fonctionnalité ou quel concept vous a demandé le plus de temps ?

YT : Dès la phase conceptuelle, nous avons envisagé d’introduire de nouvelles fonctionnalités qui représenteraient un véritable saut générationnel par rapport au PS VR. Il s’agit notamment du suivi du mouvement des yeux, du retour d’information du casque et d’un système de cordon unique. Nous devions également intégrer ces fonctionnalités au casque tout en conservant un design aussi léger que compact. Pour y parvenir, il était important de concevoir un système capable de gérer efficacement toutes les fonctions. Dès le début, nos équipes ont étroitement collaboré afin d’obtenir des estimations techniques détaillées et parvenir à une conception optimisée. Il s’agissait d’une partie cruciale de la phase initiale du projet. Bien que la recherche en elle-même n’ait pas pris beaucoup de temps, nous n’avons cessé d’optimiser le produit, même après la construction du prototype.

Nous avons également veillé à ce que le casque soit confortable à porter et à tenir.

PSB : Au vu des premiers prototypes, je suppose que le poids a été considérablement réduit en cours de route ?

YT : Oui, le prototype initial était axé sur l’évaluation des fonctionnalités et non sur le poids, car nous cherchions à incorporer de nouvelles fonctions dans le design original du PS VR. Nous avons également étudié le meilleur système de suivi et, avec notre premier prototype extérieur-intérieur/transparence, nous avons expérimenté la vue transparente de la caméra.

Après avoir procédé aux analyses fonctionnelles, nous avons intégré les composants dans le système proprement dit. Le « prototype d’étude du système de suivi » était un prototype créé juste avant l’intégration. Ainsi, malgré son poids et sa taille, il a joué un rôle important dans l’évaluation.

Prototype extérieur-intérieur/transparence : « Le premier prototype qui allait devenir le PS VR2 comportait des LED infrarouges pour le suivi extérieur-intérieur et une caméra de vue transparente à l’avant et au centre du casque. »

Prototype extérieur-intérieur « Un deuxième prototype a été créé en marge du prototype extérieur-intérieur/transparence. Celui-ci comportait plusieurs LED infrarouges pour le suivi extérieur-intérieur, placées à l’avant du casque pour tester ses capacités. « Un deuxième prototype a été créé en marge du prototype extérieur-intérieur/transparence. »

Prototype intérieur-extérieur. « Ce prototype, équipé de quatre caméras pour le suivi intérieur-extérieur, a été créé pour évaluer les nouvelles capacités du casque. »

Prototype de positionnement de la caméra de suivi
« Prototype utilisé pour étudier la position et les angles des quatre caméras. La position et l’angle de chaque caméra sont ajustés avec précision à l’aide d’une molette. »

Prototype de système de suivi
« Prototype permettant de tester les quatre caméras situées à l’avant du casque en les connectant à un panneau d’évaluation. Cette opération a été menée avant la production du système embarqué (SoC), qui est responsable de l’intégration de tous les composants. »

Parallèlement, nous avons également évalué le confort et la portabilité du casque. Comme nous savions déjà quel serait son poids final, de nombreuses configurations de port du casque ont été évaluées afin de respecter cette estimation. Nous avons ajouté de nombreuses fonctionnalités, mais au final, les matériaux et la forme ont fait l’objet d’une attention particulière pour que le casque donne une impression de légèreté. Chaque composant a été allégé, le design a été simplifié au maximum et l’épaisseur du plastique a été réduite au strict minimum tout en conservant sa résistance. Les ingénieurs chargés de la mécanique ont travaillé d’arrache-pied pour trouver le juste équilibre entre la réduction du poids et la durabilité.

PSB : La fonctionnalité de suivi du mouvement des yeux du PS VR2 est vraiment impressionnante. Pouvez-vous nous parler de son développement ?

YT : Nous voulions repousser les limites de la jouabilité avec le PS VR2, c’est pourquoi nous avons exploré la piste de l’intégration du suivi du mouvement des yeux en tant que nouvelle fonctionnalité de l’interface utilisateur. La technologie de suivi du mouvement des yeux existe depuis un certain temps et nous savions qu’elle convenait parfaitement à la VR. Nous voulions donc l’exploiter de manière appropriée. Nous avons également étudié le rendu fovéal pour obtenir une expérience visuelle extrêmement fidèle. Il s’agit d’une technique qui optimise la résolution selon l’endroit où le joueur regarde, tout en réduisant les performances de rendu de la vision périphérique.

PSB : Avez-vous rencontré des difficultés lors des tests de suivi en question ?

YT : Certaines personnes portent des lunettes et tout le monde possède des yeux de couleurs différentes, c’est pourquoi le dispositif devait s’adapter à tous les types de joueurs. Pour nous assurer de la fiabilité de la fonctionnalité, nous l’avons longuement testée et optimisée auprès d’un grand nombre d’utilisateurs.

PSB : Le retour d’information du casque est propre au PS VR2. Comment cette fonctionnalité a-t-elle été implantée pour la première fois et comment a-t-elle vu le jour ?

YT : Des ingénieurs en conception mécanique ont retiré le moteur de vibration d’une manette sans fil DualShock 4 et l’ont fixé au PS VR à des fins expérimentales. Ils ont constaté qu’elle augmentait effectivement le sentiment d’immersion et la sensation de réalisme. L’intégration de cette fonctionnalité dans le casque a toutefois représenté un véritable défi. C’est pourquoi nous avons créé le prototype suivant, « Prototype d’évaluation du suivi du mouvement des yeux, 2e partie », avec un moteur intégré. Il était nécessaire de tester l’influence du moteur sur le suivi du mouvement des yeux et la détection des mouvements de tête.

Prototype d’évaluation du suivi du mouvement des yeux, 2e partie
« Les testeurs ont été invités à regarder différents écrans pour tester le suivi du mouvement des yeux. Les flancs de l’appareil peuvent être ouverts, ce qui permet aux développeurs de vérifier visuellement la distance entre l’objectif et les yeux. En effet, sans confirmation visuelle, il était difficile de savoir si le dispositif était à bonne distance de la lentille. »

Nous avons travaillé en étroite collaboration avec PlayStation Studios pour évaluer quel type de retour d’information du casque pouvait s’avérer efficace, sur la base de ce que nous avons pu apprendre grâce aux prototypes. Nous avons compilé nos conclusions dans un guide pratique afin que d’autres développeurs puissent en bénéficier. De nombreux développeurs l’ont utilisé comme référence.

PSB : Quels sont les retours des PlayStation Studios que l’équipe a pris en compte dans la version finale du casque PS VR2 ?

YT : L’emplacement de la caméra de suivi a été ajusté en fonction de leurs commentaires et l’amplitude des mouvements de la main observée en jouant a été validée. Quand les membres de PlayStation Studios se sont réunis à San Francisco dans le cadre d’un événement, nous avons apporté des prototypes du Japon et nous avons fait des ajustements en fonction de leurs avis.

Prototype Skeleton
« Il s’agit d’un prototype qui permet de voir la structure interne du casque depuis l’extérieur. »

Développement de la manette PS VR2 Sense

Regardez la vidéo de démontage de la manette PS VR2 Sense pour en savoir plus sur la structure interne de la manette..

PSB : Quand le développement de la manette PS VR2 Sense a-t-il commencé ?

YT : Comme pour le casque, nous avons entamé les discussions en 2016 et commencé le prototypage en 2017. La méthode « extérieur-intérieur » est une technologie de suivi associée au casque. Nous l’avons donc envisagée dès le début du projet. Nous avons également discuté des autres fonctionnalités que nous souhaitions ajouter : le nombre de touches que la manette devrait comporter et la possibilité d’intégrer les fonctionnalités de la manette sans fil DualSense de la PlayStation 5.

Parmi les membres figuraient des représentants des secteurs de la conception électrique, de la conception mécanique, ainsi que de la recherche et développement. L’équipe de conception mécanique a joué un rôle essentiel dans le développement. Elle a exploré différentes configurations pour la manette.

PSB : Quelles caractéristiques ou quels éléments de conception ont pris le plus de temps ?

YT : La manette PS VR2 Sense intègre les fonctionnalités majeures de la manette sans fil DualSense, comme le retour haptique et les gâchettes adaptatives. Nous avons également ajouté un capteur pour la détection tactile. La manette a été ajustée afin de la rendre plus facile à utiliser et plus légère en main. Nous avons par ailleurs procédé à des tests approfondis auprès des utilisateurs. Les PlayStation Studios disposent d’équipes dédiées aux contrôles par les utilisateurs, et nous avons travaillé en étroite collaboration avec l’équipe européenne pour veiller à ce que le plus grand nombre possible de personnes teste la manette.

PSB : Comment êtes-vous parvenus à la conception et à la forme définitives de la manette Sense ?

YT : Pour le premier prototype, nous avons utilisé une méthode de suivi différente. La sphère de la manette PlayStation Move a également été retenue. Il comprenait des fonctionnalités telles que des gâchettes adaptatives, un retour haptique, la détection tactile et des touches L1/R1. Nous avons équipé le prototype de ces fonctionnalités pour vérifier quelles étaient les plus importantes.

Prototype 1
« Voici l’un des premiers prototypes. Il s’agissait d’un prototype destiné à tester l’efficacité des gâchettes adaptatives, du retour haptique et de la détection tactile des manettes VR. Le suivi a été rendu possible grâce à la sphère de la manette de détection de mouvements PlayStation Move. »

Le prototype suivant utilisait le suivi intérieur-extérieur. C’est ainsi que nous avons déterminé où les LED infrarouges devaient être placées. Nous avons alors expérimenté plusieurs formes pour la manette.

Prototype 2
« Ce prototype a été conçu pour étudier les capacités de suivi, en évaluant les performances lorsque les LED infrarouges (pour le suivi) sont placées séparément en haut et en bas de la manette.”

Prototype 3
« Un prototype pour l’étude des capacités de suivi. Ce prototype a été utilisé pour évaluer les performances lorsque les LED infrarouges étaient placées sur un anneau au dos de la main. »

Ce prochain prototype est proche de la forme finale, mais la principale différence se situe au niveau de la taille du grip. Cette forme résulte de l’ajout de diverses fonctionnalités, telles que les gâchettes adaptatives, le retour haptique et, bien sûr, la batterie. Cependant, l’ensemble était trop volumineux pour être manipulé lors de sessions de jeu prolongées. C’est pourquoi nos ingénieurs en mécanique et en électronique ont travaillé sans relâche pour optimiser le grip afin de le rendre plus mince et plus confortable une fois en main.

Prototype 4
« Un autre prototype pour l’étude des capacités de suivi. Il s’agissait d’évaluer les performances lorsque les LED infrarouges étaient placées autour de la manette en tenant compte à la fois de la conception et des fonctionnalités. »

PSB : Quel type de processus d’évaluation avez-vous appliqué pour ajouter des fonctionnalités nouvelles telles que la détection tactile ?

YT : Nous avons créé un prototype qui intègre des fonctionnalités telles que des gâchettes adaptatives, un retour haptique, la détection tactile et d’autres éléments qui renforcent le sentiment d’immersion dans les expériences VR. Nous avons envisagé différentes formes de détection tactile, y compris celles qui nécessitaient d’appuyer sur une touche.

Chaque fois que nous créions un prototype, nous demandions l’avis des PlayStation Studios et nous utilisions leurs retours pour poursuivre les tests. Nous leur demandions comment ils souhaitaient utiliser la manette dans leurs jeux. C’est ainsi que nous avons déterminé les fonctionnalités que nous souhaitions inclure, et leur intégration. Le nombre optimal de touches, par exemple, est un point sur lequel les développeurs de jeux ont un avis pertinent. Nous avons donc écouté attentivement leurs commentaires pendant le développement.

PSB : Dans sa forme finale, la prise en main de la manette semble tout à fait naturelle. Pourquoi et comment avez-vous opté pour cette conception finale ?

YT : Notre objectif était de trouver un point d’équilibre entre poids et centre de gravité afin de rendre la manette plus facile à saisir et à manipuler lors de sessions de jeu prolongées. Pour parvenir à un résultat optimal, nous avons développé des prototypes et effectué des tests auprès des utilisateurs. Il ne suffisait pas d’assembler les composants, nous devions également modifier radicalement la structure interne. Le prototype suivant est proche du produit final, mais l’ajustement n’est pas encore totalement optimisé.

Prototype 5
« Ce prototype est équipé de toutes les fonctionnalités finales et incorpore la forme unique de l”orbe’. Il a également été utilisé pour évaluer la fonctionnalité de suivi, qui était proche de sa version finale à ce stade. La conception du grip et le confort n’ont pas encore été totalement optimisés. »

PSB : Il semble que l’équipe ait consacré beaucoup d’énergie au suivi par infrarouge au cours du développement. Lors de la création des prototypes, avez-vous dû changer radicalement vos plans initiaux ?

YT : Au début du projet, nous n’étions pas sûrs de savoir si le suivi intérieur-extérieur était préférable. Nous avons donc exploré les deux possibilités simultanément. Nous avons formé deux équipes et chacune d’entre elles travaillait sur ses propres prototypes. Par la suite, nous avons décidé de nous concentrer sur la méthode intérieur-extérieur et continué à optimiser le suivi. Le prototype conçu pour tester l’emplacement de la caméra de suivi du casque nous a permis de régler avec précision la position et les angles des quatre caméras à l’aide d’une molette. Il a également été utilisé pour vérifier la portée des caméras.

PSB : Avez-vous pris part au développement de logiciels lors de la phase de recherche initiale ? Quels retours avez-vous pris en compte ?

YT : Nous ne pouvions pas totalement imaginer le comportement et les performances de la manette en situation réelle, c’est pourquoi les équipes de PlayStation Studios nous a fait part de leurs commentaires sur les spécifications du produit dès le début du processus d’examen technique. Par exemple, si le joueur est debout et saisit un objet au niveau de la taille, la tête doit rester orientée vers l’avant. Nous avons donc veillé à ce que la caméra puisse détecter un objet situé sous le casque. En revanche, si vous sortez un arc et des flèches de votre dos, votre bras ne sera pas dans le champ de la caméra. Dans des cas comme celui-ci, lorsque la manette était hors de portée de la caméra, nous avons procédé à des ajustements sur la base des retours. L’objectif était que le suivi soit le plus naturel possible.

Optimiser l’ergonomie tout en incorporant des gâchettes adaptatives et un retour haptique était un véritable défi. Nous n’avons jamais baissé les bras, car l’équipe de développement du logiciel a beaucoup insisté sur ces points. Les gâchettes adaptatives doivent être situées près des doigts, tandis que le retour haptique doit être intégré là où le joueur tient la manette. Les modules des gâchettes adaptatives sont relativement grands, si bien que si vous ajoutez la batterie, les différents composants finissent par encombrer la zone de grip. Cela n’est pas idéal du point de vue ergonomique, sans parler de la perte de confort. À l’origine, nous avions l’intention de réutiliser les composants de la manette sans fil DualSense pour les gâchettes adaptatives, mais nous avons fini par créer un module personnalisé et dédié à la manette PS VR2 Sense.

Tous les prototypes du casque PS VR2 et des manettes PS VR2 Sense

PSB : Enfin, quelle est votre plus grande fierté en ce qui concerne le casque PS VR2 final ?

YT : Le premier PS VR a été utilisé par de nombreux développeurs de jeux pour élargir le monde des jeux VR, et nous pensons que le PS VR2 permettra de repousser encore plus les limites. Le PS VR2 est capable de restituer des images 4K HDR époustouflantes (2000×2040 par œil), et le suivi du mouvement des yeux permet d’obtenir des graphismes de haute qualité grâce à des techniques de rendu efficaces. Grâce au contrôleur, au casque et au design confortable, les joueurs pourront s’immerger totalement dans les mondes VR à couper le souffle créés par les développeurs de jeux. Notre catalogue de jeux VR continuera de s’étoffer à l’avenir, et nous espérons que les joueurs en profiteront pleinement.