Deux interfaces tangibles reconfigurables à 4 points L’implémentation logicielle employée pour le triangle reconfigurable, qui est décriteL’implémentation logicielle employée pour le triangle reconfigurable, qui est décrite

au chapitre 6, permet d’utiliser plus de 3 points de manipulation. Toutefois, les mou-vements obtenus selon 6 degrés de liberté sont naturels si une condition est respectée : la structure supportant ces points ne doit pas changer de forme. Si les utilisateurs modifient les positions des points au cours d’une manipulation, les axes de rotation deviennent difficiles à prévoir (ceci provient de l’implémentation des contraintes em-ployée dans Bullet). C’est cette limitation qui nous empêchait d’employer 4 points de manipulation avec uniquement des mains virtuelles au chapitre 4. L’utilisation d’une interface tangible rigide fait disparaître cette limitation.

Une interface tangible reconfigurable offrant 4 points de manipulation est nom-mée RTD-4. Deux versions ont été développées : l’une est plane, l’autre non-plane.

5.4.1 Une version plane

Une interface plane est l’extension la plus immédiate de l’interface triangulaire pour une version à 4 points. Le RTD-4 utilise des bras rigides télescopiques (du même type que ceux employés pour l’interface triangulaire) reliés entre eux par des pivots. Un bras

supplémentaire est placé sur une diagonale pour pouvoir fixer la forme de l’ensemble. Si ce bras en diagonale était absent, le RTD-4 constituerait un système sous-contraint au niveau des degrés de liberté de rotation des quatre pivots. Dans ce cas, des efforts exercés par les utilisateurs sur l’interface produiraient des rotations autour des pivots qui entraîneraient des déformations involontaires de l’interface pour les utilisateurs. Les formes pouvant être obtenues par le RTD-4 sont nombreuses : carré, rectangle, paral-lélogramme, trapèze ou quadrilatère d’une façon plus générale. La figure 5.12 montre diverses configurations possibles. Une des configurations est proche d’un triangle, ce qui peut permettre de l’employer d’une façon similaire à l’interface triangulaire. La fi-gure 5.11 illustre une manipulation collaborative entre deux utilisateurs grâce au RTD-4 où chacun utilise ses deux mains.

Fig. 5.11 – Manipulation d’un capot virtuel grâce au RTD-4.

5.4.2 Une version non-plane

Afin de mieux adapter la forme du maillage constitué par l’interface tangible recon-figurable, une version non-plane du RTD-4 a été créée : les pivots reliant les branches ont été remplacés par des articulations. En plus des formes proposées par la version plane, cette version non-plane permet d’obtenir des tétraèdres. Différentes configura-tions possibles sont illustrées par la figure 5.13.

5.5 Conclusion

Nous avons proposé un nouveau concept d’Interface Tangible Reconfigurable : une interface physique universelle qui peut correspondre à beaucoup de formes d’objets vir-tuels pour des manipulations virtuelles collaboratives. Cette interface repose sur l’usage

Conclusion 125

Fig. 5.12 – Différentes configurations du RTD-4 plan. Les dimensions ainsi que l’allure générale varient. En particulier, il est possible d’obtenir quasiment un triangle.

Fig. 5.13 – Différentes configurations du RTD-4 non-plan. Les dimensions ainsi que l’allure générale varient. La forme en 3D de cette interface lui permet de mieux corres-pondre à des objets virtuels ayant un volume.

Perspectives 127

de points de manipulation reliés entre eux par une structure rigide reconfigurable. Le maillage obtenu par ces points esquisse la forme de l’objet virtuel manipulé. Pour mieux faire correspondre ce maillage à l’objet à manipuler, les branches peuvent être étirées ou raccourcies par les utilisateurs.

Nous avons conduit une expérimentation visant à comparer l’interface tangible re-configurable triangulaire (RTD-3) avec des techniques d’interaction collaboratives clas-siques : la Moyenne et la Séparation. Les résultats montrent que le RTD-3 fournit une meilleure sensation d’immersion et de réalisme. Selon les utilisateurs, le RTD-3 fournit un meilleur transfert de connaissances du virtuel vers le réel. Cependant, le RTD-3 conduit à des temps de manipulation plus longs que la Moyenne, probablement dus à plus de mouvements des corps des utilisateurs.

Globalement, nos résultats suggèrent que le RTD-3 est une bon candidat à l’en-traînement de personnes accomplissant des tâches collaboratives à deux personnes. Le RTD-3 pourrait être utilisé dans plusieurs applications collaboratives telles que le pro-totypage virtuel ou l’entraînement aux procédures d’assemblage ou de maintenance dans des environnements virtuels.

Le RTD-4 permet à deux utilisateurs d’utiliser leurs deux mains pour interagir. Deux versions ont été présentées : l’une plane, l’autre non-plane. Le RTD-4 non-plan peut permettre de mieux faire correspondre le maillage physique obtenu par les points de manipulation à la forme 3D d’un objet virtuel à manipuler.

5.6 Perspectives

Comparaison du RTD-4 à des techniques classiques de manipulation collabo-ratives. Nous souhaiterions évaluer le RTD-4 (versions plane et non-plane) pour des manipulations collaboratives face à des techniques classiques de manipulation comme la moyenne ou la séparation des degrés de liberté.

Comparaison entre différents types de RTD. Il serait intéressant de comparer le RTD-4 au RTD-3 selon différents critères : vitesse d’exécution d’une manipulation, précision, ou encore impression de partage de la manipulation pour les utilisateurs.

Amélioration de l’impression d’immersion. Nous souhaiterions améliorer l’im-pression de co-localisation des utilisateurs du RTD afin qu’ils aient une meilleure impres-sion de tenir réellement l’objet virtuel incarné par un RTD. L’usage d’HMD⁴ pourrait aider en ce sens. Par ailleurs, nous pensons que le sentiment de l’utilisateur de tenir réellement l’objet virtuel pourrait être renforcé par l’usage de morceaux de l’objet réel au niveau des points de manipulation. Par exemple, si les utilisateurs doivent transpor-ter un capot virtuel de voiture, les 4 points de manipulation d’un RTD-4 pourraient être des morceaux d’un vrai capot.

4

Adaptation des RTD à différents scénarios. L’instance de RTD-3 ainsi que les deux instances de RTD-4 présentées dans ce chapitre ont d’abord été créées dans le but de déplacer des objets virtuels rigides composés d’un seul bloc à deux utilisateurs. Nous souhaiterions utiliser les RTD dans d’autres scénarios :

– manipulation d’objets articulés. En attrapant un bout articulé d’un objet, le mouvement est transmis au reste de l’objet virtuel par le biais de l’articulation qui relie ces deux parties ;

– manipulation d’objets déformables. Il s’agirait d’objets tels que des vête-ments ou des flexibles employés sur des voitures ;

– déformation d’objets. La manipulation consisterait à modifier le maillage d’un objet virtuel. Dans ce contexte, les sommets du RTD-3 pourraient correspondre aux sommets d’une facette du maillage, ou bien un RTD pourrait permettre d’agrandir ou de rétrécir l’ensemble d’un objet virtuel ;

– manipulation d’outils d’interaction ou de widgets de contrôle. Les RTD pourraient servir à manipuler des outils d’interaction. Par exemple, la taille et la position d’un outil pour réaliser des plans de coupe pourraient être asservies à un RTD. Le rôle de certains points de manipulation pourrait être étendu. Des points pourraient servir d’emplacement pour afficher des menus de sélection ou de moyen pour contrôler des widgets. Ainsi, plusieurs facettes pourraient être sélectionnées pour leur appliquer une tesselation afin de modifier plus finement la forme de l’objet virtuel. Par ailleurs, une branche d’un RTD pourrait être vue comme un widget sur lequel un bouton peut glisser — cette idée est à faire correspondre avec un widget utilisé pour le défilement d’une fenêtre. Le bouton glissant serait réalisable par une sorte d’anneau dont les déplacements seraient suivis (par exemple par un système optique).

Pour exécuter ces cas de figures, il faudra peut être prévoir différentes tailles de RTD. Des représentations visuelles (ou autres) devront également aider les utilisateurs à in-teragir selon ces différents modes.

Ajout de points de manipulation. Le nombre de points de manipulation pourrait être porté à plus de 4 pour deux raisons. D’abord, cela permettrait à plus de deux utilisateurs d’employer leurs deux mains. Ensuite, certains points pourraient être dédiés au déplacement de l’objet tandis que d’autres serviraient à des opérations de contrôle de l’interaction comme nous l’avons déjà signalé.

Chapitre 6

Architecture du couplage avec un