Calcul des efforts et détermination des réponses

Après que le système ait détecté le besoin de rendre un toucher, il doit encore en calculer les propriétés. Des efforts enregistrés par la détection de collision, un algorithme déduit quelle est la réponse nécessaire et comment la combiner au mieux avec le matériel haptique dont l’on dispose.

C’est ici que le calculateur définit comment le retour est reproduit dans le virtuel, avec quels retours cutanés et/ou kinesthésiques, quels compléments et métaphores de toucher, quelles astuces algorithmiques. Autant les étapes d’acquisition des données et de détection des collisions sont toujours à peu près semblable, autant les réponses déterminées dépendent des systèmes, des scénarios, et surtout des intentions des concepteurs.

Réponse réaliste ou symbolique

 La fidélité psychologique n’a pas de lien direct et simple avec les autres niveaux de fidélité. [Burkhardt et al., 2003]

Citation

Cette phrase de Burkhardt amène à s’interroger sur la pertinence des rendus haptiques réalistes, en revenant aux sources de la démarche. Le rendu haptique, comme il est recher- ché aujourd’hui, peut répondre aux besoins avec deux philosophies bien différentes, mais pas incompatibles.

• Améliorer la présence virtuelle et mieux immerger les sujets en ajoutant un nouveau moyen de perception de l’environnement. On essaie dans ce cas de produire un retour réaliste

• Grandir les possibilités des simulateurs par des capacités d’interaction, c’est-à-dire permettre aux utilisateurs d’être acteurs et plus seulement spectateurs. Le retour haptique répond à des critères d’utilisabilité avant ceux de réalisme, on essaie dans ce cas de produire un retour symbolique.

Le réel étant connu et efficace, il est normal de s’en inspirer, et il est aussi particulièrement intéressant de réfléchir à la réelle relation entre présence et qualité du toucher. Certains aspects du toucher réaliste ne sont pas indispensables à toutes les applications et peuvent être pourtant les plus compliquées à mettre en place. Le développement du moteur de rendu comprend le choix difficile de se focaliser plutôt sur le réalisme ou plutôt sur un besoin bien précis et à la façon d’y répondre le plus efficacement possible. Bien entendu, les deux préceptes sont parfois compatibles, mais un compromis peut être nécessaire lorsque le réalisme est trop difficile à atteindre.

Il existe de nombreuses méthodes de production de rendus symboliques. Notamment, les systèmes de substitution sensorielle optimisent beaucoup leur efficacité par la symbolique et les affordances. Il est aussi possible d’utiliser de la symbolique avec des systèmes cutanés ou kinesthésiques. Un bon exemple est celui de l’application d’une vibration cutanée suivant le principe du sonar pour détecter la proximité des pièces.

Une méthode rigoureuse de développement de symboliques consiste à se concentrer sur une division évènementielle des actions [Kuchenbecker et al., 2006]. En traitant séparément l’approche, le contact, la pénétration faible et la pénétration forte, on peut ajouter à chaque évènement des réponses très variées. Ainsi, on répond au mieux aux besoins des utilisateurs, besoins qui peuvent n’être ciblés que sur quelques évènements particuliers.

2.3. Rendu haptique

Choix des modalités

 Tactile cues, such as those conveyed via vibrations or varying pressures, are effective as simple alerts. Kinesthetic devices are advantageous when tasks involve hand–eye coordination (for example, object manipulation), in which haptic sensing and feedback are key to performance. [Hale & Stanney, 2004]

Citation

Choix contextuel – Les modalités haptiques les plus pertinentes sont rarement les mêmes suivant les différents cas d’usage. On l’a dit précédemment, le réalisme ne maximise pas toujours la performance, et il est souvent complexe à reproduire. À travers des substituts sensoriels, on peut parfois ajouter une dimension interactive efficace à moindre coût, tandis que certaines applications sont irréalisables sans modalités kinesthésiques. C’est bien le contexte et le but recherché qui guident la nature des retours, et non l’inverse.

Discret ou continu, temporellement, spatialement – Les modalités cutanées clas- siques sont plus performantes lorsqu’il s’agit de transmettre des informations ponctuelles comme des alertes, tandis que les modalités kinesthésiques trouvent leur intérêt lorsque de réels efforts continus sont à reproduire [Hale & Stanney, 2004]. Il existe malgré tout des modalités cutanées qui reproduisent des évènements continus, plus symboliques, par exemple en utilisant des systèmes chauffants, ou en combinant le principe d’un sonar avec un système vibrotactile. Les substituts sensoriels peuvent reproduire plus ou moins tous types d’évènements, mais certains sont plus adaptés que d’autres. Par exemple, les signaux auditifs continus sont rapidement intrusifs, tandis que les indices visuels ont le défaut de nécessiter visibilité et attention.

De plus, la différenciation entre discret et continu ne s’applique pas seulement au domaine du temporel mais aussi à celui de l’espace. Il est utile que le sujet sache précisément où il a touché l’objet et avec quel décalage plutôt que de savoir seulement qu’un contact a eu lieu, car cette confirmation supplémentaire (et absente du réel) rassure. On envisage parfois aussi de fournir un rendu haptique progressif pour symboliser l’approche et l’éloignement qui encadre un toucher, pour guider les utilisateurs et améliorer les performances.

Critère de performance – Les différentes modalités n’offrent pas les mêmes perfor- mances dans les mêmes situations, et les différents scénarios n’ont de toute façon pas les mêmes besoins. Il est important de sélectionner les modalités d’interaction qui fournissent les performances recherchées dans le contexte recherché. Certains contextes peuvent d’eux- même améliorer la performance des utilisateurs, et ainsi ne pas nécessiter une modalité si performante, et inversement [Lassagne et al., 2017a; Lohse et al., 2010]. La performance du visuel est aussi à considérer, puisqu’un visuel peu précis requiert un modalité haptique d’autant plus performante.