Balade en forêt - Scène 2 - Forêt Hybride

Balade en forêt - Scène 3 - Vidéo à 360 degrés

Résumé de l’étude

L'objectif principal de cette étude était d'évaluer si le fait d'expérimenter un environnement
naturel par le biais d'une technologie virtuelle immersive pourrait aider les individus à
promouvoir un état affectif positif chez eux. Il existe une relation étroite entre la promotion
d'un état affectif positif et la réduction du stress, car la réduction du stress implique des
changements positifs dans les états psychophysiologiques et souvent dans le comportement
et le fonctionnement, y compris les performances cognitives.
En outre, la composante psychologique de la réduction du stress implique des changements
positifs dans les états affectueux, tels que la réduction des niveaux de sentiments à tonalité
négative (comme la peur ou la colère) et l'augmentation des niveaux d'affect à tonalité
positive. De plus, il semble synchronisé avec sa contrepartie physiologique, de sorte que la
mesure de l'affect par des mesures physiologiques semble justifiée à la fois par les théories
de réduction du stress (Ulrich, R. S., et al., 1991) et les théories de restauration de l'attention
(Kaplan, S., 1995).

La conception de notre expérience nous a permis de comparer l'effet de différents environnements de restauration reproduits selon différentes méthodologies. Nous avons reproduit trois environnements virtuels différents en termes de réalisme, de dynamisme, de contenu de scène et de mode d'exploration, qui sont
décrits ci-dessous. Nous avons émis l'hypothèse que, étant donné que les trois
environnements virtuels sont différents les uns des autres par leur nature et composition, il y
aurait un effet réparateur relatif sur les marqueurs de l'état affectif basés sur l'Activité
cérébrale des participants, quantifiée par électroencéphalogramme.

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Environnements virtuels

Les environnements virtuels présentés ici sont trois reproductions fidèles de forêts naturelles
situées autour de la ville de Québec, au Canada : la forêt de Duchesnay et le mont
Stoneham. Tous les environnements virtuels ont été reproduits dans des conditions
météorologiques similaires, partiellement ensoleillées et sans brise, afin de garantir que
toutes les scènes présentent la même constitution et la même structure de feuillage.
Bien que les scans lidar et la vidéo immersive à 360 degrés n'avaient pas été capturés au
même moment de l'année (les scans lidar au printemps et la vidéo immersive en automne),
on a fait en sorte que la végétation, comme l'herbe et le feuillage de la canopée, ne soit pas
obscurcie par le temps sec et apparaisse homogène parmi les trois scènes.
En termes de contenu, les trois scènes se caractérisent par l'absence de personnes proches
de la caméra, des configurations spatiales fermées mais définies, la présence prédominante
d'espèces d'arbres natifs, l'exclusion d'espèces animales et une perspective à la première
personne.

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La forêt lidar
La forêt lidar est une forêt virtuelle entièrement reconstruite à partir de données lidar ;
jusqu'à 21 scans différents d'un scanner lidar terrestre ont été combinés pour reconstruire
une zone d'environ 5 hectares (ha).
Après avoir fusionné les scans et coloré le nuage de points à partir des images, les données
ont été sous-échantillonnées et le plugin lidar d'Unreal Engine a été utilisé pour visualiser et
transmettre le nuage de points au visiocasque de réalité virtuelle.
L'environnement final est un environnement statique (c'est-à-dire sans mouvement de
feuilles ou de branches) mais complexe et avec une résolution spatiale de 1 point par demi-
centimètre carré.

Les participants ont expérimenté une exposition active à cette scène, car ils pouvaient
tourner librement la tête, observer leur environnement et explorer volontairement le chemin
forestier délimité à l'aide du joystick.

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La forêt hybride
La forêt hybride a été conçue à l'aide d'une procédure innovante et personnalisée qui
combine l'utilisation de données lidar et de modèles tridimensionnels pour reproduire des
environnements virtuels.
Pour ce faire, la surface du sol a été reconstruite en utilisant uniquement les données lidar
jusqu'à une hauteur d'environ 50 cm, de sorte que les éléments adjacents au sol, tels que
les rochers, les feuilles mortes, les branches et même les petits buissons et les troncs
sectionnés, puissent être représentés par des nuages de points.
Une carte des troncs a fourni les positions et les diamètres des arbres présents dans la forêt
où les scans ont été pris ; ces données ont été utilisées pour placer les arbres dans leurs
positions originales à travers l'environnement virtuel.
Des modèles tridimensionnels d'érable à sucre, de tilleul, de sapin baumier et de bouleau à
papier ont été dessinés à l'aide du logiciel SpeedTree 3D, puis importés dans le moteur de
jeu Unreal.
L'environnement final consistait en un environnement forestier avec environ 500 arbres dans
le champ de vision ; la cime de ces arbres réagissait aux variations du vent simulé et
l'interaction de la lumière avec les branches des arbres pouvait être appréciée. Les
participants, comme dans l'environnement précédent, ont vécu une exposition active à cette
scène, pouvant tourner librement la tête et se déplacer librement le long du chemin forestier
délimité à l'aide du joystick.

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La forêt à 360 degrés
La forêt à 360 degrés est une vidéo à 360 degrés produite à l'aide d'une caméra d'action
haute définition GoPro Max et d'un drone DJI Mavic Pro.
La vidéo simulait une marche au ralenti d'environ 10 minutes au cours de laquelle on pouvait
voir un cours d'eau, des troncs d'arbres et un couvert arboré d'espèces natives. Pour
masquer le bruit des hélices du drone, un deuxième panoramique, cette fois le long du
même chemin, a été enregistré pour capturer les sons de la forêt et de l'eau qui coule. Les deux vidéos ont été traitées avec l'utilitaire GoPro Player et montées avec Adobe Premier
PRO.
La scène finale consistait en une vidéo immersive d'une résolution de 5,7k, encodée avec le
codec h.264 et présentée aux participants avec l'application VIVEPORT VIDEO. Une
attention particulière a été accordée au montage sonore immersif, où dominent le bruit
constant de l'eau et de l'air, ainsi que le mouvement de la cime des arbres.

Les participants ont pu expérimenter cette scène de façon passive car, bien que le
participant puisse bouger la tête et observer librement son environnement, le mouvement de
la caméra était involontaire et sa vitesse ne pouvait pas être modifiée ; par conséquent,
l'utilisateur ne pouvait pas non plus se déplacer à volonté.