Etude du PFOV dans des applications de réalité virtuelle pour des sujets sains

Diverses études ont abordé la problématique de l’effet du champ visuel physique sur la performance dans une tâche virtuelle chez des sujets sains. Ces études ont été menées majoritairement dans des tâches relatives à la mémoire spatiale, en adoptant deux approches pour le choix du champ visuel.

La première approche consiste à garder un champ de vision constant face à des écrans de taille variable en ajustant la distance par rapport aux écrans. La Figure 4 illustre les conditions expérimentales adoptées dans cette approche.

Figure 4. Deux tailles d’écran pour un champ visuel constant (distance variable)

Il est important de signaler que cette configuration induit le même champ visuel quelle que soit la taille de l’écran. Il en résulte que les objets vus sous le même angle visuel ont

exactement la même taille sur la rétine quelle que soit leur grandeur réelle à l’écran (Rodieck 2003).

Ainsi, lors d’une séance d’expérimentation adoptant cette approche, l’utilisateur perçoit des informations de même taille sur la rétine sur les deux types d’affichage dans les deux configurations.

Dans la Figure 5, trois objets de tailles différentes O1, O2 et O3, sont vus sous le même angle de vision α, ce qui induit 3 objets de même taille sur la rétine.

Figure 5. Les objets vus sous le même angle visuel ont la même taille sur la rétine

Dans l'étude de Patrick et al., 48 personnes ont participé à une tâche de reconnaissance spatiale dans un environnement virtuel, puis de reproduction de la carte cognitive de cet environnement. Dans ces travaux, deux configurations ont été mises en œuvre qui aboutissent à un champ visuel de 42°. Dans la première configuration, les utilisateurs ont été placés à une distance de 0.69 m d’un écran de largeur 0.53 m. Dans la seconde configuration, les utilisateurs ont été placés à une distance de 2.66 m d’un écran de projection de largeur 3.35 m. Les résultats montrent une détérioration de l’appréciation des distances dans la condition petit écran que les auteurs expliquent par une variation du champ visuel en raison des mouvements de l’utilisateur lors de l’expérimentation (Patrick, Cosgrove et al. 2000).

Dans leurs travaux, Tan et al. (2006) avaient mis en œuvre deux conditions expérimentales voisines en plaçant les participants face à deux écrans de largeurs 0.36 m et 1.93 m à une distance de 0.64 m du petit écran et de 3.45 m du grand écran, conduisant à un champ visuel de 52°. Les participants ont réalisé deux tâches différentes : une tâche de navigation dans un environnement 3D complexe et une tâche de lecture et de compréhension. Les résultats montrent que lors de stratégies égocentriques (c.-à-d. que l’utilisateur doit imaginer son point de vue comme s’il était présent dans l’environnement), le grand écran permet d’améliorer la performance des utilisateurs dans des tâches d’orientation spatiale. En revanche, aucune différence n’a été notée dans la tâche de lecture et de compréhension entre les deux types d’affichage (Tan, Gergle et al. 2006).

taille des objets sur la rétine. Ainsi dans leurs travaux, Ni et al. (2006) aveint placé l’utilisateur à une distance de 0.61 m environ par rapport à deux écrans de largeurs respectives 0.50 et 1.20 m, faisant passer le champ visuel physique de 48° pour le petit écran à 90° pour le grand écran. La Figure 6 illustre les conditions expérimentales adoptées dans cette approche. Ni et al. ont pu montrer à travers leurs travaux que l’augmentation de la taille de l’écran, et donc du champ visuel, conduit à plus d’efficacité dans une tâche de navigation spatiale (Ni, Bowman et al. 2006).

Figure 6. Deux tailles d’écrans pour un champ visuel variable

7.

Conclusion

Dans cette partie de l’état de l’art, après avoir défini l’information avec ses facettes multiples, nous avons présenté l’échange de l’information entre l’utilisateur et le système virtuel ainsi que les interfaces comportementales assurant cet échange. Nous nous sommes intéressés en particulier à deux caractéristiques de l’information visuelle qui sont le champ visuel physique et le champ visuel logiciel. Ensuite, nous avons présenté des travaux étudiant l’impact des modalités d’émission de l’information visuelle (le PFOV et le SFOV) dans un environnement virtuel sur la performance dans une tâche virtuelle chez des sujets sains.

Nous pouvons constater à travers les travaux présentés qu’il est relativement facile de manipuler expérimentalement les différentes informations virtuelles délivrées aux sujets dans le processus d’interaction utilisateur-système virtuel. Cette facilité de manipulation peut être exploitée dans les applications de réalité virtuelle pour l’apprentissage et pour la rééducation chez des personnes saines mais aussi chez des personnes atteintes de lésions cérébrales. Dans le prochain chapitre, nous allons présenter comment les domaines de l’apprentissage et de la rééducation ont bénéficié des potentiels de la réalité virtuelle.

III.

L’USAGE DE LA REALITE VIRTUELLE DANS LE

DOMAINE DE LA REEDUCATION

1.

Introduction

Comme nous l’avons signalé dans le chapitre précédent, le domaine de l’apprentissage, et plus récemment le domaine de la rééducation, font partie des domaines à bénéficier des potentiels de la réalité virtuelle. L’usage des technologies de la réalité virtuelle dans ces domaines a offert de nouveaux paradigmes d’interaction « système virtuel-apprenant » et « système virtuel-patient », en procurant au participant un monde artificiel dans lequel il devient acteur. A l’encontre des applications de la réalité virtuelle pour l’apprentissage, qui sont destinées à des personnes saines, les applications de la réalité virtuelle pour la rééducation sont destinées à des patients avec des troubles pouvant être moteurs, cognitifs, sensoriels ou comportementaux. Dans le premier cas, il s’agit principalement de l’apprentissage de nouvelles habilités (e.g., gestes professionnels de soudure (Steib, L. Da Dalto et al. 2005)) alors que dans le second cas, il s’agit d’un réapprentissage des habilités perdues totalement ou partiellement par les patients (e.g., réhabilitation à la marche (Kaminsky, Dudgeon et al. 2007)).

Dans les applications de la réalité virtuelle pour des patients, nous allons nous intéresser principalement aux applications dédiées aux patients avec des troubles cognitifs.

2.

Méthodes classiques pour la prise en charge de patients

cérébrolésés

Cette partie est consacrée à l’exposition des méthodes classiques pour la prise en charge de patients cérébrolésés et en particulier des personnes atteintes de dysfonctionnements exécutifs. Cette introduction va permettre de mieux souligner les avantages et les apports de la réalité virtuelle dans ce domaine. Nous avons choisi de faire un focus sur les fonctions exécutives car les troubles affectant les fonctions exécutives participent très largement aux difficultés d’adaptation familiale, sociale et professionnelle rencontrés par les patients. Dès lors, les fonctions exécutives jouent un rôle important dans l’adaptation des patients aux différentes situations de la vie quotidienne (Allain, Aubin et al. 2006). En conséquence, la prise en charge des troubles des fonctions exécutives est indispensable pour maximiser le retour à la vie en communauté des patients.