Implémentation et développement logiciel

L’atelier de réalité virtuelle AReVi [Harrouet et al., 2006] s’étant révélé pertinent pour l’étude précédente, nous l’avons utilisé à nouveau pour l’étude présentée dans ce chapitre. AReVi a été employé pour l’implémentation des vues, la réalisation du logiciel permettant le déroulement de la passation et les logiciels de rejeu des interactions. Les développements auxiliaires, comme ceux liés la constitution des collections, ou à l’analyse des traces d’interaction, ont été réalisés en Java et en C++.

Afin de garantir à la fois la fluidité de l’affichage et la précision des photographies agrandies, nous avons utilisé 2 jeux de photographies : les premières, d’une résolution de 190x142 pixels sont plaquées sur les représentations ; les secondes, d’une résoluton de 512x384 pixels, sont affichées lors de l’agrandissement d’une photographie. Les changements de résolution et de noms ont été automatisés avec le logiciel XnView. La figure 7.5 représente cette différence de résolution.

(a) 190x142 (b) 512x384

Fig. 7.5 – Différence de qualité entre les 2 résolutions utilisées pour les photographies sous forme de vignettes (à gauche) et agrandies (à droite)

La possibilté d’importer des modèles 3dsMax a été exploitée pour la réalisation des boutons de défilement et d’éloignement-rapprochement, ainsi que pour le dispositif de repérage spatial. Tous ces objets graphiques ont été dessinés avec le logiciel Sketchup, puis exportés au format 3ds. Les images associées à l’animation terminant chaque recherche dans T1 ont également été produites avec ce logiciel.

Le matériel utilisé était composé d’un écran LCD Dell de 20 pouces (fonctionnant à la réso-lution de 1280x1024 pixels), associé à un ordinateur Dell Précision 390, équipé d’un processeur Intel Pentium 4 Dual Core à 3,4 GHz, de 2 giga-octets de mémoire vive et d’une carte graphique NVidia Quadro FX 3000. L’oculomètre utilisé, à optique sur tête, est le modèle 501 de la société ASL¹⁶ (enregistrement des données à 60 Hz). Le fonctionnement de ce dispositif sera détaillé dans le paragraphe 7.2.8.

La figure 7.6 présente les vues interne et externe du cylindre vertical, tandis que la figure 7.7 présente la vue 2D.

7.2 Protocole expérimental

7.2.1 Généralités

Afin que la durée totale de l’expérimentation ne dépasse pas 2h30, nous avons choisi un nombre de cibles, donc de tâches de recherche visuelle voisin de celui adopté pour l’étude précé-dente. Cette première étude faisait intervenir 24 cibles, 10 cibles + 2 cibles d’entraînement par vue ; l’augmentation du nombre de vues entraîne de fait une diminution du nombre de cibles par vue. Dans la seconde étude nous utilisons au total 22 cibles, soit 6 photographies par vue, 2 cibles d’entraînement pour la première vue testée, et une cible d’entraînement pour les deux autres vues dans T1. En effet, étant donné que l’interaction est identique dans les vues 3D et 2D, il n’est

16

7.2. Protocole expérimental 121

(a) vue interne (b) vue externe

Fig. 7.6 – Vues interne et externe de la représentation cylindrique

Fig. 7.7 – Représentation 2D

pas nécessaire de s’entraîner sur deux cibles, une fois que le fonctionnement de l’interface et les tâches à réaliser ont été assimilés. Dans T2, les mêmes cibles sont naturellement réutilisées, sans les cibles d’entraînement, car les représentations et les moyens d’interaction sont alors familiers aux participants. Si les cibles utilisées pour T1 et T2 sont identiques, leur ordre de présentation diffère d’un type de tâche à l’autre. L’ordre de présentation des vues est quant à lui identique, pour ne pas favoriser l’une ou l’autre vue.

7.2.2 Choix des cibles et descriptions textuelles

Les 6 cibles utilisées pour chaque vue sont présentées dans la figure 7.8 ; les 4 cibles d’en-traînement ne sont pas reproduites, car elles n’ont pas été prises en compte dans l’analyse des résultats des participants. Nous avons conservé l’égalité entre objets et paysages, en faisant un

(a) 3D interne

(b) 3D externe

(c) 2D

Fig. 7.8 – Cibles utilisées pour chacune des trois vues pendant T1 et T2

effort supplémentaire pour l’homogénéisation de la difficulté. Si, pour une même vue, les photo-graphies sont de difficulté variable, les niveaux de difficulté sont très proches d’une vue à l’autre. Mis à part pour la cible 2 des trois vues (voie s’étendant vers l’horizon), les photographies ont été choisies pour leur saillance visuelle, afin de limiter le temps de recherche et la fatigue des participants.

Ainsi, pour chaque vue, les 6 cibles sont choisies de la manière suivante :

1. une photographie présentant un contraste important entre l’objet au premier plan et l’arrière-plan (paysage) ;

2. une route s’étendant jusqu’à la ligne d’horizon (paysage) ;

3. un portrait en gros plan sur le visage d’une personne portant une tenue colorée (objet) ; 4. une photographie céleste, avec un élément saillant (paysage) ;

5. un gros plan sur un objet coloré (objet) ;

6. un gros plan sur la tête d’un animal, avec un contraste important entre celle-ci et l’arrière-plan (objet) ;

Comme dans l’étude précédente, les descriptions textuelles sont décomposées en 4 parties afin de faciliter le pré-filtrage et le filtrage des photographies de la collection courante lors de la recherche de la cible. La première partie indique le thème général et les caractéristiques visuelles globales, elle permet de construire une image mentale relativement précise de la photographie à chercher. L’impression en caractères gras met en valeur cette partie par rapport aux autres.

7.2. Protocole expérimental 123

7.2.3 Constitution des collections

Nous disposons pour cette étude de 4400 photographies, la base ayant été étendue par rapport à l’étude précédente pour tenir compte de l’ajout d’une condition dans l’expérimentation. Ces 4400 photographies sont réparties en 5 séries de 880, elles-mêmes classées thématiquement, chaque catégorie comprenant 20 images. Bien entendu, nous disposons d’autant d’objets que de paysages. Comme pour les deux études antérieures, nous ne disposons pas de suffisamment de photographies pour générer les 22 collections nécessaires, plus la collection permettant la prise en main de chaque vue. Notre stratégie est donc d’appliquer une disposition différente des photographies dans la représentation, ainsi qu’un renouvellement partiel des photographies.

Nous avons réservé une série de 880 photographies pour la phase de prise en main et les cibles d’entraînement. Les 4 autres séries ont été utilisées pour constituer les collections. Rappelons qu’une photographie utilisée comme cible ne peut apparaître que dans la collection où elle sert effectivement de cible, de même que les autres photographies du thème. De manière effective, nous disposons de 3160 photographies (4400-880-18*20) plus les 20 photographies du thème de la cible, pour constituer les 18 collections. Nous avons procédé de la manière suivante :

1. utilisation des 20 photographies du thème de la cible (dont la cible) ;

2. tirage aléatoire de 434 photographies parmi 1580 photographies représentant des objets (415 si la cible est un paysage) ;

3. tirage aléatoire de 434 photographies parmi 1580 photographies représentant des paysages (415 si la cible est un objet) ;

4. placement aléatoire des photographies sélectionnées ; 5. placement de la cible à l’endroit désiré dans la collection.

Pour la vue 2D, étant donné que le nombre de photographies composant la collection est lé-gèrement différent (858 contre 869), nous utilisons les 20 photographies du thème de la cible puis 409 photographies appartenant à la même catégorie que la cible (objet ou paysage) et 429 photographies appartenant aux autres thèmes.

7.2.4 Placement des cibles

Les positions des cibles sont réparties régulièrement, horizontalement et verticalement, sur la surface de chaque représentation, afin d’étudier la mémorisation par les sujets des coordonnées horizontales et verticales de ces positions. Aucune cible n’est visible initialement. L’association entre les coordonnées verticales et horizontales des cibles est aléatoire, ainsi que l’ordre dans lequel elles sont placées dans les représentations. Rappelons que l’ordre de présentation des cibles aux participants est différent pour une même vue entre T1 et T2. La figure 7.9 indique la position exacte des cibles dans chaque vue.

7.2.5 Conditions initiales

Pour les vues 3D, les conditions initiales sont identiques à celles adoptées lors des deux études précédentes : 176 photographies sont visibles simultanément (en comptant la colonne sans

(a) 3D interne (b) 3D externe (c) 2D

Fig. 7.9 – Position des cibles : la partie de la vue visible initialement est représentée en jaune, les cibles en rouge

photographie), soit 20,2% de la collection. La colonne sans image est sur la gauche de l’écran, laissant visible une colonne non vierge à sa gauche, pour souligner la continuité du cylindre. Dans la vue 2D, 169 photographies sont visibles simultanément, soit 19,6% de la collection. L’affichage initial représente le « début » de la collection, en partant de la gauche, car le défilement de gauche à droite (ou de haut en bas) de l’affichage est celui que est le plus communément utilisé dans les logiciels grand public. Pour les vues 3D l’affectation par défaut des boutons de défilement latéral est en accord avec la métaphore de la manipulation : le sens du mouvement de la souris nécessaire pour atteindre le bouton est identique au sens de défilement de la représentation.

7.2.6 Choix des participants

20 participants volontaires, 10 hommes et 10 femmes, ont participé à l’expérimentation. Tous étaient des utilisateurs expérimentés d’ordinateurs, avec un niveau d’étude BAC+2 minimum. Le nombre de participants étant relativement restreint, nous avons choisi une tranche d’âge étroite (moyenne : 23,9 - E.T. : 2,31) pour limiter l’hétérogénéité du groupe en termes de performances et de préférences. Aucun participant n’avait de problème visuel particulier d’après le test Bioptor de vision monoculaire et binoculaire (Stereo Optical Company, Inc.). Comme T1 imposait la lecture de descriptions textuelles, les participants avaient tous le français pour langue maternelle.

Les données extraites du questionnaire initial sont synthétisées dans le tableau 7.1.

7.2.7 Déroulement de l’expérimentation

Le déroulement global est similaire à celui de l’étude précédente, mis à part l’ajout d’une condition et la réduction du nombre de cibles par vue : 6 recherches sont donc à effectuer, par type de vue et par tâche. Les 18 recherches de type T1 précèdent les 18 recherches de type T2. Dans T1, 4 recherches supplémentaires (entraînement) permettent aux sujets de prendre en main l’interface et de se familiariser avec le type de tâche à effectuer. Pour la première vue dans T1, chaque participant réalise 2 recherches d’entraînement ; pour les 2 vues suivantes, il ne réalise plus qu’une seule recherche d’entraînement, l’interaction étant identique dans les 3 vues. Ces recherches d’entraînement s’effectuent dans les conditions de l’expérimentation, à savoir

7.2. Protocole expérimental 125 n° âge sexe formation n° âge sexe formation

1 30 F Thèse Info. 11 22 H EXIA

2 26 H Thèse Info. 12 21 H Ingénierie Logicielle

3 27 H Thèse Info. 13 22 F M2 Info.

4 25 F M2 Info. 14 23 F Ingénieur

5 26 H Thèse Info. 15 26 H M2 PRIM

6 24 H Thèse Info. 16 22 H M2 PRIM

7 22 F M1 Sc. Biologiques 17 23 H Ingénieur ESSTIN

8 22 H M2 PRIM 18 23 F Ingénieur

9 22 F M2 PRIM 19 22 F M1 IST-IE

10 26 F M2 PRIM 20 24 F M1 IST-IE

Tab. 7.1 – Identification des participants (20) : n° de passation, âge, sexe et formation universi-taire

avec un temps limité (3 minutes) et avec l’animation en fin de recherche présentant la cible à trouver et le parcours à effectuer pour l’atteindre, bien que les cibles d’entraînement ne soient pas à chercher lors de T2. Avant les cibles d’entraînement, chaque participant peut librement, et sans contrainte de temps, s’approprier les différentes fonctionnalités de l’interface, en présence de l’expérimentateur qui peut ainsi expliquer son fonctionnement et répondre aux questions éventuelles.

Le déroulement était le suivant :

– Questionnaire initial d’identification (formulaire en pdf) ; – Test de vision ;

– Présentation générale de l’expérience ;

– Présentation de T1 (tâches à effectuer et structure des descriptions textuelles) ; – Tâche 1, pour la première vue :

– présentation de l’interface et des modalités d’interaction ; – entraînement sur 2 cibles ;

– réalisation des 6 tâches de recherche ; – Tâche 1, pour les deux autres vues :

– présentation rapide de l’interface ; – entraînement sur 1 cible ;

– réalisation des 6 tâches de recherche ; – Pose de l’oculomètre et calibrage

– Présentation de T2 (tâches à effectuer) puis, pour chaque vue : – réalisation des 6 tâches de recherche ;

– Questionnaire d’évaluation de l’expérimentation et des 3 vues proposées (formulaire pdf) ; – Entretien post-expérience.

Pour T1, au cours de la présentation de l’interaction avec chaque vue, l’expérimentateur propose au participant d’inverser l’affectation des boutons de défilement. Comme dans l’étude précédente, une animation clôt chaque recherche de type T1, pour montrer au participant quelle

était la cible à chercher, sa position dans la collection ainsi que, pour les vues 3D, le sens optimal de rotation pour l’atteindre. Néanmoins, à la différence de l’étude précédente, nous affichons à la fin de l’animation l’indicateur de repérage spatial à côté de la cible agrandie, afin de faciliter la mémorisation de la position de la cible dans la représentation et , pour les vues 3D, celle du sens optimal de rotation (voir figure 7.10).

Fig. 7.10 – Indications données à la fin de chaque animation dans T1 : la cible agrandie, sa position dans la vue (en rouge) et le « chemin » le plus court pour l’atteindre (en vert)

L’utilisation d’AReVi permet d’automatiser la passation. Ainsi, l’expérimentateur n’est pas présent avec les participants (un contact téléphonique est possible), hormis durant les phases de présentation des tâches et des vues (au début de T1), ainsi que lors du calibrage de l’oculomètre et la présentation de T2. Les instructions concernant les tâches et l’interaction avec les vues sont présentées oralement aux participants et sont mises à leur disposition sous forme textuelle pendant toute la durée de l’expérimentation. Les participants peuvent ainsi les consulter en cas de besoin. Les consignes générales propres au déroulement de l’expérimentation sont très similaires à celles de l’étude préliminaire, elles peuvent être consultées dans l’annexe B. Les instructions relatives à l’interaction avec les vues sont présentées dans l’annexe C.