Thèse en cours
Equipe : Informatique Centrée sur l'Humain
Cohérence spatiale entre les espaces de travail réels et virtuels pour les tâches individuelles et collaboratives dans les environnements virtuels
Début le 01/10/2017
Direction : FLEURY, Cédric
Ecole doctorale : ED STIC 580
Etablissement d'inscription : Université Paris-Saclay
Lieu de déroulement : LRI - HCC
Soutenue le 16/12/2021 devant le jury composé de :
Directeur de thèse :
- Patrick Bourdot, Directeur de recherche, Université Paris-Saclay, GS Informatique et science du numérique, France
Co-directeur de thèse :
- Cédric Fleury, Maître de conférences, Université Paris-Saclay, GS Informatique et science du numérique, France
Rapporteurs :
- Victoria Interrante, Professor, University of Minnesota, United States
- Thierry Duval, Professeur, IMT Atlantique, Bretagne-Pays de la Loire, France
Examinateurs :
- Daniel Mestre, Directeur de recherche, Université Aix-Marseille, France
- Weiya Chen, Assistant professor, Huazhong University of Science and Technology, China
- Ferran Argelaguet, Chargé de recherche, Hybrid team, Rennes, France
- Nicolas Sabouret, Professeur, Université Paris-Saclay, GS Informatique et science du numérique, France
Activités de recherche :
Résumé :
De nombreuses applications de réalité virtuelle (RV) se basent sur une parfaite mise en correspondance du positionnement de l'utilisateur entre l’environnement réel et celui virtuel. Cette cohérence spatiale est nécessaire pour maximiser l'espace de travail virtuel qui est accessible par les mouvements physiques dans le monde réel. Elle est également requise pour l'interaction tangible, mais aussi celle co-localisée dans le cadre de tâches collaboratives complexes. Cependant, dans certaines situations, la navigation individuelle de l'utilisateur induit une perte de cette cohérence spatiale. Afin d’éviter ce problème, la navigation dans les environnements virtuels à grande échelle est généralement exclue et les scénarios d'utilisation sont alors construits autour d’une séquence d'expériences virtuelles.
L'objectif de cette thèse est de permettre aux utilisateurs d'explorer un environnement virtuel à grande échelle tout en étant en mesure de rétablir la cohérence spatiale dans des zones appropriées de l'environnement virtuel là où les tâches à accomplir le nécessitent. La contribution principale de ces travaux est de proposer une solution générique pour rétablir cette cohérence spatiale lorsque les déplacements virtuels sont opérés par téléportation. Cette métaphore de navigation est l'une des plus utilisées dans les applications de RV et il a aussi été démontré qu'elle réduit le mal du simulateur du fait du déplacement instantané qu’elle opère. Ma thèse explore différentes techniques permettant de rétablir la cohérence spatiale après téléportation sur différents dispositifs immersifs (CAVE vs. HMD) et contextes interactifs (interaction individuelle, tangible et collaboration complexe en situation co-localisée). Elle présente aussi des résultats expérimentaux qui valident ces techniques. Tout d'abord, j'ai étudié deux techniques interactives qui aident les utilisateurs à optimiser l'utilisation de leur espace de travail physique dans des zones spécifiques de l'environnement virtuel, zones qui pour ces techniques sont prédéfinies par le concepteur d’applications. Ces techniques sont adaptées aux systèmes de RV dont les espaces de travail ont une forme et une taille bien déterminées, comme par exemple avec des systèmes de type CAVE. Ensuite, j'ai proposé deux solutions plus génériques, qui peuvent s'appliquer à une gamme des systèmes plus large, y compris les HMDs, pour lesquels l'espace de travail physique n’est pas forcément connu a priori. A la différence des techniques précédentes, elles permettent aux utilisateurs de positionner leur espace de travail physique dans l'environnement virtuel. Par ailleurs, j'ai aussi exploré comment rétablir la cohérence spatiale en alignant la position d'un objet du monde réel avec sa contrepartie virtuelle lors de la téléportation, afin de permettre une interaction tangible. Enfin, j'ai conçu et évalué deux stratégies permettant à des paires d'utilisateurs de gérer et de rétablir la consistance spatiale lors d'interactions co-localisées dans le cadre de tâches collaboratives complexes.
