Base visuelle

2.4.1. Besoins

Nous nous int´eressons aux moyens n´ecessaire `a mettre en œuvre pour visualiser des ´el´e-ments virtuels 3D ou 2D `a partir de l’espace communicatif de la table.

Facteurs ergonomiques : souhaitant une visualisation d’´el´ements virtuels 3D dans un espace r´eel, le dispositif de visualisation doit s’approcher des caract´eristiques de visualisa-tion d’objets r´eels. D’une part, fournir la restituvisualisa-tion des signaux perceptuels 3D classiques : parallaxe de mouvement, vision st´er´eoscopique. Il faut alors supporter les caract´eristiques

physiologiques de notre syst`eme visuel (figure 4.5) : vision binoculaire (accommodation,

vergence), r´esolution (1 arc/minute), champ de vue (150x135 degr´es par œil, 120x130 de-gr´es de champ binoculaire) et plages de couleurs visibles (380 `a 730 nm). D’autre part, fournir des dispositifs l´egers et confortables, voir non intrusifs.

Facteurs collaboratifs : la visualisation devra ˆetre faite de fa¸con simultan´ee dans le temps et dans l’espace pour tous les utilisateurs. Le syst`eme doit permettre la restitution d’un espace de visibilit´e commun entre utilisateurs : il doit fournir la possibilit´e de visua-liser les gestes indicatifs des autres utilisateurs (geste d´eictique). Le syst`eme devra assurer une vue personnelle `a chaque utilisateur poss´edant leur propre angle de vue. Le syst`eme

IPD (6-7mm)

Horizontal fov (150 degrees)

Overlap fov (Stereo Vision) (120 degrees)

spatial resolution (0,5-1 arc/minute)

Total Horizontal fov (180 degrees) on verg Vertical fov (135 degrees) top view side view

Fig. 4.5: Caract´eristiques du syst`eme visuel humain et valeurs quantitatives (´echelle non respect´ee ici).

devra permettre l’affichage d’information priv´ee pour chaque utilisateur (pouvant n’ˆetre affich´e que pour une seule personne).

Facteurs interaction : le dispositif ne devra pas ˆetre en conflit avec un quelconque dispositif d’interaction. Le syst`eme devra conserver la totale libert´e de mouvements de l’utilisateur (dans la configuration assise, pour la tˆete et les mains).

2.4.2. Approche

Nous avons choisi de pouvoir fournirune visualisation de contenu 3D dans l’espace

paral-l´el´epip´edique d´efini sur la table, le plan inf´erieur reposant sur le dessus de la table (figure

4.6). Cette solution semble la plus ´evidente pour conserver l’espace de communication lors

d’une r´eunion et peut coupler dans un mˆeme r´ef´erentiel spatial contenu r´eel et virtuel. De ce fait, une interaction directe, similaire au contexte de r´eunion, est alors envisageable avec les objets virtuels 3D (et 2D positionn´e sur la base de l’espace c.`a.d le dessus de la table). Espace 3D public Champ de vue utilisateur Espace 3D privé (a) (b)

Fig. 4.6: (a) Espace de visualisation souhait´e et (b) syst`eme de visualisation 3D «id´eal» : table de jeu

Comme le rappelle Halle [Hal97], il reste techniquement impossible de projeter du contenu directement dans l’espace sans m´edium. De ce fait, apr`es avoir ´etudi´e diverses solutions

(voirfigure 4.7) nous avons choisi une approche par casques ´equip´es d’un capteur de suivi

ayant de nombreux avantages :

– affichage non contraint `a un espace physique : le contexte de visualisation est d´efini dans le rep`ere de l’utilisateur, des informations peuvent ˆetre alors positionn´ees et visualis´ees dans tout l’environnement (hormis les consid´erations de suivi) ;

– totale libert´e de visualisation de l’utilisateur : le point de vue d’un utilisateur n’est pas contraint, visualisation suivant son propre angle de vue ;

– persistance temporelle de la visualisation : le casque reposant sur la tˆete de l’utilisateur l’information 3D est persistante, limitant la fatigue induite par les solutions que l’on tient `a main ;

– possibilit´e d’afficher des informations personnelles : l’association d’un p´eriph´erique priv´e `a un unique utilisateur donne la possibilit´e `a celui-ci de visualiser des informations priv´ees ;

– pas de modification de l’environnement r´eel : l’espace de communication et d’interaction reste identique `a une situation r´eelle, l’utilisateur ´etant augment´e. Les approches de type

Reachin[Rea] ou bras articul´e nous semblent trop contraignantes car elles modifient

l’espace de travail et de communication ;

– support efficace de mixage des deux mondes : nous n’avons pas de conflit r´eel vers virtuel, l’information virtuelle ´etant toujours affich´ee avant le r´eel (mais il reste un conflit virtuel vers r´eel comme ´etudi´e au chapitre suivant).

D’un point de vue ergonomique nous choisirons un dispositif l´eger, adapt´e `a la morpho-logie des utilisateurs. Chaque utilisateur ´etant ´equip´e de casque, nous pouvons alors leur restituer une impression de contenu virtuel 3D dans l’espace de la table.

Fig. 4.7: Diverses solutions non retenues : (a) multiples Reach-In (d’apr`es une id´ee initiale de Gilles

Debunne et d´emontr´ee r´ecemment dans [MB04]) (b) multiples RABoom Chameleon[TFK+02] ou (c)Virtual Showcase[BES03] h´emisph´erique.

Dans le mˆeme esprit que la d´emonstration Sheep (chapitre 3, figure 3.12) nous

propo-sons une solution h´et´erog`ene de visualisation en utilisant des dispositifs de visualisation

compl´ementaires au casque semi-transparent (voir annexe A). Nous reprenons la

d´ecom-position propos´ee par Rekimoto [RS99] pour les diff´erents espaces de travail dans un cadre

de r´eunion : espace de visualisation personnel, de groupe et public en introduisant dans notre cas une h´et´erog´en´eit´e 2D/3D.

Vue personnelle : les casques nous offrent une restitution tridimensionnelle au dessus de la table. Un utilisateur peut souhaiter acc´eder `a des documents 2D ou avoir la possibi-lit´e de visualiser un contenu 3D avec une vue suppl´ementaire. Pour cela il nous a sembl´e utile d’adjoindre un dispositif physique suppl´ementaire avec une bonne r´esolution (au lieu d’afficher ces informations directement sur le casque). Nous proposons dans ce cas

l’utili-sation d’une approche de RA «bas´e ´ecran semi-transparent» reposant sur un ordinateur

fournir une visualisation de contenu 2D en haute r´esolution et est faiblement intrusif.

Vue de groupe : elle doit permettre un acc`es `a courte distance de contenu 2D ou 3D ou sert `a d´efinir une vue publique pour un petit nombre de personnes autour d’une table. Nous avons retenu deux solutions : ´ecran orientable et ´ecran statique positionn´es sur la table. L’´ecran orientable peut fournir une vue partag´ee entre utilisateurs (en mode RA) mais aussi servir comme surface collaborative pour des documents 2D (visualisation page web, r´esultats, simulation etc.). L’´ecran statique ne sera utilisable que comme surface d’affichage de contenu 2D en haute r´esolution, ou de visualisation en 2D d’´el´ements virtuels 3D (avantages d’une meilleur r´esolution par rapport au casque). Par exemple, dans un cadre architectural, un projet de construction pourra ˆetre affich´e dans l’espace de la table, l’affichage de documents techniques ou d’un mod`ele 3D s´electionn´e sur l’´ecran de groupe.

Vue publique : elle se caract´erise par l’utilisation d’une vue commune pour tous les utilisateurs. Un suivi n’est alors pas n´ecessaire. Ses propri´et´es sont le support d’un grand champ de vue et un affichage en haute r´esolution pour l’affichage de contenu sp´ecifique. On pourra l’utiliser pour afficher des sc`ene de grande taille, du contenu 2D (cartes ou grand ensemble de documents) ou une autre vue 3D commune de la sc`ene. Nous avons choisi une approche par affichage murale avec une visualisation 2D (pas de compl´ementarit´e d’utilisation des techniques st´er´eo avec les contraintes du casque).

Surface 2D (Publique) Espace 3D Partagé (personelle) Surface 2D (Groupe) Surface 2D (groupe ou personelle)

Fig. 4.8: Sch´ema de notre approche avec les diff´erents espaces et surfaces retenus.

L’approche propos´ee s’inscrit dans les espaces naturels de travail collaboratif (personnel, groupe, publique) tout en fournissant une h´et´erog´en´eit´e sur le type de contenu adapt´e aux possibilit´es des dispositifs.