Pourquoi les actionneurs linéaires remplacent l’haptique traditionnelle dans les jeux vidéo ?

Depuis que les premières manettes de console dotées de la fonction « rumble » sont tombées entre les mains des joueurs, nous pouvons littéralement ressentir le monde de l’autre côté de l’écran. Les actionneurs linéaires sont la dernière évolution de cette technologie immersive.

Comment fonctionne le Rumble traditionnel

L’effet de grondement que nous connaissons et aimons tous utilise une méthode simple mais ingénieuse pour créer des vibrations dans la manette. Il y a généralement deux moteurs électriques, un dans chaque poignée, qui font tourner un poids déséquilibré. On les appelle des rotors excentriques et le principe est le même que celui d’une machine à laver déséquilibrée. Lorsque le poids déséquilibré tourne, il oscille, ce qui fait gronder le contrôleur. En faisant varier la vitesse du moteur, on peut faire varier l’intensité et la fréquence des vibrations.

Dans les manettes modernes qui utilisent cette conception, comme la manette Xbox One illustrée ci-dessous, les deux moteurs de grondement ont des poids de taille différente.

Cela permet une plus grande variété de types de grondements et de mélanges de types de grondements. Les moteurs eux-mêmes sont également devenus beaucoup plus puissants et plus précis au fil des ans, de sorte que l’expérience haptique d’une manette moderne telle que les manettes de la série Xbox est beaucoup plus raffinée et puissante que celle d’une manette DualShock de la PlayStation 2, par exemple.

Toutefois, les manettes VR, la PlayStation 5 DualSense et les Joy-Cons de la Nintendo Switch ne sont pas équipées de ces moteurs de grondement. À la place, ils utilisent un dispositif appelé actionneur linéaire, également connu sous le nom d’actionneur résonnant linéaire, ou parfois de « moteur à bobine mobile ».

Comment fonctionnent les actionneurs linéaires résonnants

Un actionneur linéaire tire son nom de la façon dont il déplace sa masse. Alors que le moteur traditionnel fait tourner sa masse, un actionneur linéaire déplace sa masse en avant et en arrière le long d’un axe. Les actionneurs linéaires sont généralement étiquetés en fonction de l’axe sur lequel ils sont alignés. Ils sont couramment utilisés dans les smartphones pour le retour haptique.

Les actionneurs linéaires utilisent une bobine mobile identique à celle que l’on trouve dans un haut-parleur. Une bobine mobile est essentiellement un électro-aimant. Dans un haut-parleur, la bobine mobile entraîne le cône du haut-parleur grâce au magnétisme. En modifiant la fréquence à laquelle la bobine mobile entraîne le cône, le son peut être reproduit dans l’air.

Dans un actionneur linéaire, la bobine mobile entraîne un ressort qui a une fréquence de résonance. Lorsqu’il est entraîné à sa fréquence de résonance, le ressort déplace une masse dans l’actionneur avec une force maximale. Plus la bobine est éloignée de cette fréquence de résonance, moins elle est efficace. Les actionneurs linéaires ne peuvent être commandés que dans une plage de fréquences spécifique centrée sur la fréquence de résonance optimale du ressort. Si l’on sort trop de cette plage, la vibration nécessite trop de puissance pour être utilisable.

Dans cette gamme de fréquences, les actionneurs linéaires peuvent recréer des vibrations avec des niveaux de détail étonnants. En fait, les développeurs de jeux pour la Nintendo Switch convertissent littéralement les fichiers audio en fichiers de grondement pour la fonction HD Rumble de la console.

Dans la manette DualSense de la PlayStation 5, le haut-parleur intégré peut être utilisé pour augmenter les actionneurs linéaires aux limites de leur plage de fréquences. Le haut-parleur sert donc à la fois à augmenter les vibrations haptiques et à produire un son audible.

Pourquoi les actionneurs linéaires sont la nouvelle référence en matière d’haptique ?

Les actionneurs linéaires semblent en passe de devenir le choix le plus populaire pour le retour haptique. Parmi les consoles de la génération actuelle, les consoles de la série Xbox de Microsoft sont les seuls systèmes à conserver des moteurs de vibration excentriques. Dans le monde de la RV, les contrôleurs de la génération actuelle utilisent tous des actionneurs linéaires, et dans les appareils mobiles, ils constituent la seule option pratique grâce à leur taille compacte et à leurs faibles besoins en énergie.

Plus que tout, nous pensons que l’engouement pour les actionneurs linéaires est motivé par d’autres avantages que leur coût, leur puissance et le raffinement des détails. Les logiciels que nous utilisons étant devenus si détaillés et sophistiqués, une nouvelle génération de technologie haptique est nécessaire.

L’électronique devenant de plus en plus solide, avec moins de pièces mobiles ou de composants mécaniques, les actionneurs linéaires sont le choix logique pour les systèmes fins et légers. Bien qu’ils ne puissent pas rivaliser avec la puissance des moteurs de grondement traditionnels, il n’y a rien de tel que de sentir sa main « cogner » contre quelque chose dans la RV, de sentir des gouttes de pluie tomber à travers votre contrôleur, ou d’être capable de voir la texture de la route à travers vos mains lorsque vous faites une course dans une simulation.