Manipulation par contrats de mouvement

Intérêt à utiliser les degrés de liberté pour l’abstraction du dispositif. La réali- sation par l’utilisateur de tâches à un ou plusieurs degrés de liberté permet la majorité des interactions avec le contenu d’un environnement 3D. Habituellement, on associe directe- ment à la manipulation des degrés de liberté d’un périphérique d’entrée, une manipulation des degrés de liberté d’un objet virtuel. Dès 1994, les travaux de R.J.K. Jacob & al. [43] ont montré que le dispositif, dont la structure de contrôle est la plus proche de la struc- ture perceptuelle de la tâche réalisée, est le plus adapté pour exécuter cette tâche. Dans des travaux plus récents, M. Veit & al [88] ont montré que les utilisateurs décomposent instinctivement certaines tâches complexes dans le but de les simplifier. De plus, cette décomposition varie au cours de la tâche en fonction de la vitesse d’exécution et/ou de la précision souhaitée(s) [89]. Enfin, il apparaît qu’une séparation de certains degrés de liberté lors de la conception de l’interaction conduit à de meilleures performances de l’uti- lisateur si cette décomposition est conforme à la manière dont l’utilisateur simplifierait de lui-même la tâche [88, 87]. L’ensemble de ces travaux nous pousse à penser qu’il serait possible de décrire la manipulation d’un objet 3D uniquement en décrivant la structure de la tâche par ses degrés de liberté. Il nous paraît par ailleurs approprié de compléter cette description par une information sur la manière dont les degrés de liberté doivent idéalement être intégrés/séparés lors de la réalisation de la tâche.

Brique Manipulation. La brique d’interaction manipulation, dont le fonctionnement est détaillé Figure 2.10 permet la manipulation d’objets 3D, ou plus généralement de paramètres à plusieurs degrés de liberté. Pour concevoir une tâche de manipulation, on associe une brique manipulation à un objet 3D de la scène qui définit le référentiel de la manipulation (1), ainsi qu’une réaction potentielle sur un ou plusieurs éléments de la scène

Chapitre 2 – UMI3D : Proposition d’un système de gestion d’interface utilisateur pour les

média 3D

Figure 2.11 – Manipulations à un degré de liberté.

(7). La configuration des degrés de liberté de la manipulation (2) permet d’une part de définir les degrés de liberté de la tâche, et d’autre part, de proposer plusieurs possibilités de séparation/intégration de degrés de liberté. Le fait que le support utilisateur soit supposé inconnu à la conception demande en effet de proposer des décompositions alternatives de la tâche pour le cas où le support serait incompatible avec un regroupement de degrés de liberté. Lors de la transmission de la brique au navigateur (3), des menus sont générés pour permettre à l’utilisateur d’activer l’outil (i.e. la manipulation) reçu. Lors de la sélection de l’outil (5), le navigateur associe, à la manipulation d’un périphérique, l’envoie au média 3D d’une demande de manipulation (6). Le média 3D réagit alors en manipulant un ou plusieurs éléments de la scène (7).

Exemple : manipulations à un degré de liberté. Le principal intérêt du modèle d’abstraction du support mis en place consiste à pouvoir décrire et réaliser une grande variété d’interactions à partir d’un nombre réduit de classes (i.e. les briques d’interaction). On peut donc comme présenté Figure 2.11 définir des réactions différentes pour l’activation d’une même brique d’interaction. Dans cet exemple, nous définissons deux média 3D contenant tout deux un plan P, et une manipulation à un degré de liberté définissant une translation orthogonale à P dans le référentiel de P. Dans le cas (1), le mouvement transmis par le support à l’activation de la manipulation est directement appliqué au cube C. Il en résulte une translation de C orthogonalement à P. Dans le cas (2) le mouvement transmis est utilisé pour contrôler la portée de la source de lumière L.

2.3. Modèle d’abstraction de UMI3D

Figure 2.12 – Brique d’interaction manipulation et contrôle de l’intégration et de

la séparation de degrés de liberté.

Intégration et séparation des degrés de liberté. Dans le but de permettre au concepteur du média 3D de contrôler l’intégration ou la séparation des degrés de liberté, la brique manipulation contient un système de regroupement des degrés de liberté à op- tions multiples présenté Figure 2.12. Ceci permet d’une part de demander la séparation de degrés de liberté, lorsque cette séparation implique un gain de performance comme avancé dans [88, 87]. Cela permet d’autre part d’indiquer aux supports, ne permettant pas d’intégrer tous les degrés de liberté requis, des alternatives pour la décomposition de ces degrés de liberté. Par exemple, on indique ainsi à un dispositif souris-clavier comment décomposer une translation à trois degrés de liberté en une translation 2D et une trans- lation 1D. On obtient alors le comportement présenté Figure 2.13. Dans cet exemple, la configuration souhaitée (option 1) est une intégration des trois degrés de liberté de la tâche de translation. Dans le cas de l’utilisation d’un périphérique à trois ou six degrés de liberté, le navigateur UMI3D associe à la translation en trois dimensions du périphérique, l’activation conjointe des trois degrés de liberté. Pour les périphériques à moins de trois degrés de liberté, l’intégration des degrés de liberté demandée par l’option 1 n’est pas réalisable. Le concepteur du média 3D définit donc une option 2 demandant l’intégration des degrés de la translation dans le plan horizontal, et la séparation de la translation verticale. Dans ce cas, le navigateur UMI3D génère un menu permettant de sélectionner soit la translation planaire, soit l’axe vertical.