Réalité virtuelle EPFL: un logiciel pour explorer l'univers en 3D

Voyager aux confins de l’espace confortablement assis dans son fauteuil est désormais possible grâce à un logiciel mis au point par des astrophysiciens et informaticiens de l'EPFL. Appelé VIRUP, pour «VIRtual Universe Project», il est disponible en open source.

Ce puissant logiciel construit en temps réel un univers virtuel basé sur les données cosmologiques et astrophysiques contemporaines les plus détaillées, a indiqué mardi l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.

Les astronomes et astrophysiciens collectent depuis des décennies des données sur des milliards d’objets célestes, dans le ciel nocturne, avec des télescopes sur Terre et dans l’espace.

Générer une représentation en temps réel, comme si l’on se trouvait en tant qu’observateur à un point quelconque de l’espace et du temps, c’est ce qu’a entrepris de faire Yves Revaz, astrophysicien au Laboratoire d’astrophysique (LASTRO) de l’EPFL, secondé par l’ingénieur informaticien Florian Cabot.

Pour VIRUP, il s’agissait de générer 90 images par seconde, avec des teraoctets de données. Cette contrainte répond aux exigences de l’environnement de réalité virtuelle, pour fournir une expérience fluide et immersive.

«La visualisation des données astrophysiques est bien plus accessible que les graphiques et les chiffres. Elle contribue à développer notre intuition de ces phénomènes complexes», explique Yves Revaz, cité dans le communiqué.

«VIRUP peut justement rendre l’ensemble de ces données astrophysiques accessibles à tous. Cela deviendra de plus en plus important, alors que nous construisons des télescopes plus imposants encore, comme le Square Kilometer Array, qui vont générer d’énormes quantités de données», ajoute le chercheur.

Huit banques de données

Pour l’heure, VIRUP peut déjà visualiser les données issues de huit banques. Le Sloan Digital Sky Survey comprend plus de 50 millions de galaxies et 300 millions d’objets en général. Les données de Gaia contiennent plus de 1,5 milliard de sources lumineuses dans la Voie lactée.

La Mission Planck déploie un satellite qui mesure les premières lumières après le Big Bang, désignées sous le terme de fond diffus cosmologique, et l'Open Exoplanet Catalog agrège diverses sources de données sur les exoplanètes. D’autres banques incluent un répertoire d’environ 3000 satellites en orbite terrestre, ainsi que des textures pour représenter les objets.

VIRUP génère aussi des répertoires de données contemporains et de robustes simulations scientifiques. On peut contempler la future collision de notre Voie lactée avec Andromède, la galaxie voisine. On peut aussi voir d’énormes portions de la toile cosmique – les structures filamentaires à grande échelle qui s’étendent au travers de l’Univers – et leur formation pendant des milliards d’années.

L’un des défis principaux est d’assurer une transition fluide entre les diverses banques de données, note l'EPFL. «Nous pensions utiliser des moteurs graphiques pour visualiser les données, mais en fin de compte, j’ai dû en développer un spécialement pour ce projet», explique Florian Cabot.

Cette première version de VIRUP permet d'ores et déjà de visiter les 4500 exoplanètes découvertes à ce jour, même si leur apparence résulte d’une interprétation artistique, dérivée des observations. Les prochaines étapes prévoient l’inclusion de banques d’objets appartenant au système solaire, tels que des astéroïdes, ainsi que divers objets galactiques comme des nébuleuses et des pulsars.

Un environnement flexible et immersif

Pour une expérience totalement immersive, en 3D et à 360 degrés, il faut disposer d’un casque de réalité virtuelle et d’un ordinateur pour lancer le moteur de VIRUP, ainsi que d’un espace de stockage.

VIRUP peut aussi générer des univers virtuels dans d’autres environnements que le casque de réalité virtuelle, les dômes de planétariums, par exemple. Une transition rendue possible grâce à une collaboration entre le LASTRO et le Laboratoire de muséologie expérimentale de l’EPFL (eM+).

Pour faire l’expérience de VIRUP dans un dôme, il faudra patienter jusqu’à la prochaine exposition de l’EPFL, «Cosmos Archaeology: Explorations in Space and Time», qui s’ouvrira le 21 avril 2022 aux pavillons de l’Ecole. Le spectacle a été présenté en septembre au dôme Synra du Musée de la science de Tokyo et se tiendra à l'Exposition universelle de Dubai du 17 au 30 octobre dans le cadre du EPFL Virtual Space Tour.

https://www.youtube.com/watch?v=lq3fW7Z8p2c