Témoignage Clarté
Nous avions un besoin très spécifique pour un casque VR très haute définition, le Varjo XR3, dans un usage de type Room Scale, à savoir non statique. Ces deux contraintes aboutissaient à un besoin d’une plateforme dotée d’une importante capacité de calcul.
La demande
Clarté est un centre de ressources technologiques spécialisé en réalité virtuelle, réalité augmentée et technologies immersives labellisé par le ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche. Clarté nous a missionnés pour créer une station de travail mobile, performante et autonome capable d’afficher des scènes 3D en réalité virtuelle sur un casque à très haute résolution Varjo XR-3 pour le compte d’un grand constructeur groupe automobile d’envergure internationale. L’objectif étant d’assurer une autonomie comprise entre 30 et 60 minutes à pleine puissance pour être exploité dans un contexte de réalité virtuelle interactive en temps réel au travers du logiciel Autodesk VRED.
Les contraintes
Les contraintes posées par cette étude furent les suivantes : pouvoir garantir un fonctionnement en toute autonomie énergique et Wifi ; ne pas dépasser 15 à 16 Kg ; pouvoir changer de batterie ou de mode d’alimentation tout en restant en fonctionnement ; créer un châssis ergonomique pour le porteur ; reposer sur une à deux cartes graphiques les plus performantes possibles. Dans le cadre de ce projet nous avons retenu deux GPU Nvidia RTX6000 ADA. De nombreuses pièces furent créées par nos équipes pour l’occasion : châssis usiné en aluminium, supports internes, interrupteur de charge, afficheur de niveau de batterie…
Les choix techniques
Pour respecter les contraintes du cahier des charges, nous avons procédé en plusieurs étapes. En premier lieu, nous avons testé plusieurs combinaisons de processeurs et de cartes mères pour nous assurer qu’elles délivrent un niveau de performance suffisant. Nous devions en outre rester dans une enveloppe thermique et de consommation retenues. Ensuite nous avons mesuré la consommation de chaque élément du backpack pour nous assurer que l’autonomie atteinte serait suffisante. Nous avons ensuite enfin testé différentes technologies et capacités de batteries pour garantir l’autonomie souhaitée.
La conception du backpack étant totalement modulaire, il est possible de ne conserver qu’un GPU sur deux, ce qui double l’autonomie pour des applications moins gourmandes en ressources. De la même façon, nous avons conçu un système d’alimentation par batteries amovibles et interchangeables avec trois capacités selon l’autonomie à atteindre. Le changement de batterie peut s’effectuer sans interrompre l’exécution de l’applicatif. Le backpack peut par ailleurs être raccordé au secteur au besoin lors des phases de mise en place.
Secrets de conception
Les caractéristiques de la configuration présentée sur cette page sont celles du modèle réalisé pour notre client. Outre la quantité de mémoire et la capacité de stockage embarquées, la conception entièrement modulaire du Backpack by Carri permet de jouer sur plusieurs paramètres :
• Plateforme : Le format de la carte-mère est ici de l’ATX, mais il est tout à fait possible d’intégrer une carte-mère d’un format plus compact (Mini ITX ou micro ATX par exemple, dans le cas d’une version adaptée pour le streaming / Cloud 3D.
• Processeur : le choix du processeur sera dicté par les besoins de l’applicatif, en fonction des deux paramètres : nombre de coeurs / threads, et fréquence de fonctionnement. Le backpack ayant été développé avec la contrainte d’une dissipation thermique importante, ce n’est pas un obstacle.
• Cartes graphiques : la version la plus puissante présentée contient deux GPU Nvidia RTX6000 ADA. Si l’applicatif n’exige pas autant de puissance, il est possible de n’en monter qu’un, voire changer de GPU pour un modèle différent. Nous privilégions les GPU issus des gammes professionnelles.
• Choix de batteries : le backpack peut accueillir plusieurs jeux de batteries de nouvelle génération à très forte densité énergétique : 12 Ah, 30 Ah, 45 Ah selon plusieurs combinaisons : 3 x 12 Ah, 1 x 30 Ah + 2 x 12 Ah, etc. afin d’atteindre l’autonomie maximale requise.
Introduction et contexte
Pouvez-vous vous présenter et expliquer comment votre entreprise a identifié le besoin d’une station de travail portable ?
Je suis responsable scientifique de Clarté, un centre de ressources technologiques basé à Laval spécialisé en technologies immersives et intelligence artificielle labellisé par le ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche. Nous avions un besoin très spécifique pour un casque VR très haute définition, le Varjo XR3, dans un usage de type Room Scale [à l’échelle de la pièce], à savoir non statique. Ces deux contraintes aboutissaient à un besoin d’une plateforme dotée d’une importante capacité de calcul. Une étude du marché actuel a démontré qu’il y avait une lacune dans l’éventail des solutions classiques disponibles sur le marché. L’option de recourir à une solution de streaming sans fil fut exclue du fait de l’importante bande passante nécessaire. Nous en avons conclu que nous avions besoin d’un développement spécifique, et avons par conséquent fait appel à Carri Systems.
Collaboration et développement
Quels sont les motifs qui vous ont convaincu de collaborer avec Carri Systems sur ce projet ?
Nous connaissions Carri depuis pas mal d’années, puisque l’entreprise avait équipé notre centre technique avec de puissantes stations de travail. Nous avions des antécédents commerciaux avec des stations de travail spécifiques conçues pour animer une salle immersive de réalité virtuelle et qui remplaçaient un gros cluster. C’est la première fois que nous collaborions avec Carri en mode projet.
Quels étaient vos principaux objectifs en termes de performance et mobilité ?
Les contraintes posées par cette étude furent les suivantes : garantir un fonctionnement en toute autonomie (énergétique et données) ; ne pas dépasser 15 à 16 Kg ; pouvoir changer de batterie ou de mode d’alimentation tout en restant en fonctionnement ; créer un châssis ergonomique ; exploiter les cartes graphiques les plus performantes possible. Pour ce projet nous avons retenu deux GPU Nvidia RTX6000 ADA. L’objectif était d’assurer une autonomie comprise entre 30 et 60 minutes à pleine puissance dans un contexte de réalité virtuelle interactive en temps réel au travers du logiciel Autodesk VRED.
Nous nous sommes appuyés sur les capacités de Carri à faire un développement sur mesure. A cet égard, je tiens à saluer l’accessibilité de l’équipe R&D de Carri, avec qui le dialogue a toujours été fluide et facile. Avoir la motivation commune de trouver une solution innovante et parler le même langage nous a fait gagner du temps, et conservé une qualité d’échanges élevée.
Défis et réalisations
Quels obstacles techniques ou logistiques avez-vous rencontrés, et comment les avez-vous surmontés ?
Lors des points d’étape successifs, les besoins suivants sont apparus, non prévus au départ :
• Prévoir la possibilité de changer les batteries à chaud sans interrompre le flux ni l’applicatif, afin de prolonger l’autonomie du backpack sans interruption
• Ajouter la possibilité d’un « retour au stand » et pouvoir commuter l’alimentation du backpack sur le secteur lors des changements de modèles 3D.
Ces deux obstacles furent franchis haut la main.
Y a-t-il eu des innovations ou moments clés marquants dans le processus de création ?
A mon sens, trois phases furent marquantes et décisives lors de la conception du backpack. En premier lieu, la mise au point de la plateforme computing dont le point d’équilibre idéal consistait à fournir un niveau de performances suffisant tout en contenant la puissance électrique exigée afin de préserver une consommation électrique contenue et ce faisant, une autonomie la plus optimale possible.
En second lieu, il a fallu identifier et valider la technologie de batterie offrant la meilleure densité énergétique possible, et obtenir la combinaison adéquate entre le nombre et la capacité des batteries sans grever le poids total du backpack, ce dernier ne devant pas dépasser un poids compris entre 15 et 16 Kg. Enfin, de nombreuses pièces furent créées par les équipes de Carri pour l’occasion : châssis usiné en aluminium, supports internes, interrupteur de charge, afficheur de niveau de batterie…
Résultats et Perspectives
En quoi cette solution a-t-elle transformé votre travail, et quels retours avez-vous reçus de vos équipes ou clients ?
La solution créée avec Carri nous assure de disposer d’une solution opérationnelle lorsque se présente le besoin, d’une station mobile et autonome dans un contexte de réalité virtuelle en très haute définition. Et cela dans un environnement marché qui privilégie des solutions embarquées ou filaires, mais qui se révèlent inadaptées à notre cas d’usage. Au terme de la réalisation de ce projet, nous avons pu créer une preuve de concept qui à ma connaissance, n’a pas d’équivalent ni de concurrence sur le marché.
Ce projet vous a-t-il permis d’envisager d’autres usages ?
Le backpack conçu avec Carri nous a permis de valider la possibilité de réaliser une plateforme mobile et autonome, capable d’afficher des modèles 3D complexes en VR très haute résolution dans des conditions satisfaisantes pour notre cas d’usage. Cela nous permet de disposer d’une solution pérenne capable d’embarquer l’applicatif Autodesk VRED et les modèles 3D directement sur la plateforme sans dépendre de coûteuses infrastructures Cloud, ni d’être gênés par des câbles du casque VR pouvant gêner les mouvements de l’opérateur. Si le besoin s’en faisait sentir, il serait aisé de partir de cette base pour aboutir à une déclinaison pouvant avoir des besoins de performance inférieurs, ou d’autonomie
différents. capable de répondre à des scénarios complémentaires.
Conclusion
En dernier lieu, quels sont en synthèse, les points-clés que vous retirez de la collaboration avec Carri Systems ?
Nous avons bénéficié de la part des équipes R&D de Carri Systems, d’une écoute très attentive de notre besoin, et d’une capacité à identifier les solutions techniques capables de satisfaire les fortes contraintes de ce projet afin de répondre aux objectifs fixés. J’ai particulièrement apprécié les points d’étape lors de la période d’étude et de réalisation qui ont permis à l’ensemble des interlocuteurs de se poser pour passer en revue les points d’avancement et réfléchir aux solutions successives à trouver en cours de route. Avec pour volonté commune le souhait de parvenir à la meilleure solution. Objectif atteint !