Rendre des structures moléculaires 3D en VR : notes d'implémentation sur NexoPeek (Meta Quest)

Une actualité récente a rappelé pourquoi ce genre d'outil existe : des chercheurs rapportent avoir identifié des globules rouges fossilisés dans l'os d'un dinosaure vieux de 115 millions d'années, avec détection d'hème — la molécule qui permet à l'hémoglobine de transporter l'oxygène. Quand ce genre de sujet explose, la première demande de l'audience est toujours la même : « à quoi ça ressemble ? »

C'est une question de rendu 3D, pas de texte.

Contexte

NexoPeek est un laboratoire moléculaire VR pour Meta Quest, développé par Seven Sportz : 12 visites narrées réparties sur 6 piliers, plus une visionneuse PDB professionnelle. Voici les choix techniques qui ont structuré le produit, du point de vue de quelqu'un qui a dû faire tenir tout ça dans un casque autonome.

1. Résolution de structures multi-sources

Une barre de recherche intelligente résout un nom de gène à travers plusieurs bases : RCSB PDB, UniProtKB, AlphaFold DB, SWISS-MODEL et PDBe, avec résolution des synonymes de gènes UniProt et validation automatisée des modèles. Le résultat est chargé à taille humaine dans la scène.

Le point délicat n'est pas la requête, c'est la normalisation. Les identifiants ne sont pas alignés entre bases, et les modèles prédits (AlphaFold) n'ont pas le même statut épistémique que les structures expérimentales. L'interface doit rendre cette distinction visible sans noyer l'utilisateur. Concrètement, ça veut dire propager un flag de provenance jusqu'au rendu, pas seulement jusqu'à la fiche d'information.

2. Représentations Mol*

Six presets se changent en un tap : cartoon, ball-and-stick, spacefill CPK, surface moléculaire, carte de facteur B, trace en tube — des presets dérivés de concepts MolViewSpec. Le choix de représentation change complètement la lisibilité d'une poche de liaison, un point souvent sous-estimé dans les visionneuses 2D classiques.

En VR, ce n'est pas qu'un problème de rendu. Chaque preset implique un compromis différent entre fidélité géométrique et budget de triangles par œil. Une surface moléculaire et un spacefill CPK n'ont pas le même coût, et la cible tourne sur un SoC mobile, pas sur un GPU de bureau.

3. Fichiers locaux et volumes

Chargement de fichiers .pdb, .cif, .mol2, .gro, .xyz, .dx, .xtc, .py, avec superposition de cartes de lignes de champ électrostatique, de définitions de liaisons personnalisées et de volumes de densité électronique.

C'est la partie où la bande passante mémoire devient le facteur limitant : les volumes de densité sont volumineux et le rendu stéréo double le coût par image. Sur un casque autonome, la marge est mince — et elle se paie en latence si on la dépasse.

4. Interaction spatiale

Saisie, mise à l'échelle et rotation à mains nues ou aux contrôleurs VR.
Sélection de deux atomes par la gâchette pour obtenir la distance exacte en angströms.
« Pilules » de résidus tapées dans la séquence, projetant un halo 3D sur la structure ; épinglage d'atomes personnalisés et isolement de chaînes.

La sélection d'atomes en VR pose un problème d'ergonomie classique : la précision du pointage à distance est mauvaise. La solution retenue est un volume de sélection élargi avec confirmation visuelle immédiate — l'utilisateur voit ce qu'il vient de saisir avant de valider.

5. Aides à l'analyse

Prédiction de poches par IA : PrankWeb / P2Rank en cloud, ou moteur hors ligne intégré.
Superposition d'homologues via un pipeline Foldseek intégré, pour évaluer la conservation de fonction d'un domaine.
Inspecteur de ligands : évaluation des réseaux de liaisons hydrogène, import d'un ligand 3D depuis PubChem.

Ces appels externes doivent être traités comme des dépendances réseau non fiables : mise en cache, dégradation gracieuse quand le cloud ne répond pas, et surtout distinction claire entre « prédiction » et « résultat validé ». Un utilisateur en salle de classe n'a pas la même tolérance à l'échec qu'un chercheur en session d'analyse.

Mixed reality

Un basculement « Room View » fait flotter la structure directement dans la pièce physique de l'utilisateur, tout en gardant le menu mural opérationnel. Techniquement, c'est le passthrough du Quest qui fait le travail — mais l'intérêt pédagogique est réel : la molécule cesse d'être un objet abstrait dans le vide.

Limites à assumer

NexoPeek est un logiciel éducatif et de visualisation scientifique. Ce n'est ni un avis médical, ni un diagnostic, ni un traitement. Les aides à l'analyse soutiennent le raisonnement ; elles ne remplacent jamais des pipelines scientifiques validés ni le jugement professionnel. Vérifiez toute conclusion contre la littérature primaire et des méthodes validées avant d'agir dessus.