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Outils à programmation non-visuelle

6.4 Prototypes interactifs : outils de prototypage

6.4.1 Outils à programmation non-visuelle

Nous présentons d’abord deux outils de prototypage multimodal à

programma-tion non-visuelle largement utilisés par la communauté de créateurs numériques,

Processing et OpenFrameworks.

Processing

Processing [Reas et Fry, 2003] est à la base un environnement de développement

d’interfaces graphiques pour le web. Par la suite, Processing a intégré des librairies

pour réaliser différents types d’interaction : l’installation par défaut de Processing

est accompagnée de librairies pour utiliser les entrées standard (souris, clavier),

pour faire de l’analyse vidéo (détection de mouvement, suivi de couleur,

distinc-tion de blobs) et audio en temps réel. L’utilisadistinc-tion de capteurs physiques (Phidgets

et Arduino) est également possible en installant des librairies additionnelles.

Pro-cessing est conçu pour des personnes ayant peu d’expérience en programmation.

Processing propose un environnement basé sur Java, avec des commandes

propres et une méthodologie simple de programmation basée sur l’utilisation de

deux méthodes principales :setup et draw. La méthode setup permet d’initialiser

la taille de la fenêtre graphique principale (commandesizeà la Figure 6.9), la

cou-leur du bord de la fenêtre (commandestroke à la Figure 6.9), sa couleur de fond

6.4. PROTOTYPES INTERACTIFS : OUTILS DE PROTOTYPAGE 137

(commandebackgroundà la Figure 6.9) ainsi que tous les autres éléments à

initia-liser selon le cas. La méthode de dessindrawest exécutée en boucle indéfiniment

et l’utilisateur peut spécifier à l’intérieur de cette méthode le code qui lui permet

de réaliser l’interaction en entrée (souris, clavier, caméra, microphone ou capteurs

physiques) et/ou en sortie (représentation graphique ou sortie sonore).

L’environ-nement de programmation (IDE) est composé d’une fenêtre d’édition du code

(fe-nêtre du milieu à la Figure 6.9) et d’une fe(fe-nêtre pour visualiser le résultat graphique

(fenêtre à droite à la Figure 6.9).

La Figure 6.9 montre un exemple de programme interactif simple dans

Proces-sing. La commandedrawest composée d’une seule ligne de code, qui dessine une

droite entre un point fixe (x,y) et un point défini par la position de la souris

(com-mandeline). Cette commandelineillustre bien le type de commandes offertes aux

utilisateurs : des abstractions simples de haut niveau.

void setup() { size(400, 400); stroke(255); background(192, 64, 0); } void draw() { line(150, 25, mouseX, mouseY); }

F

IGURE

6.9 – Exemple de programme interactif simple dans Processing.

Processing a donné lieu à un autre outil, Arduino, qui permet de programmer

des formes de capteurs physiques. Arduino permet de contrôler la

plate-forme physique du même nom, en écrivant (output) ou en lisant (input) sur les

ports physiques de la plate-forme. La plate-forme contient 12 ports et chaque

écri-ture/lecture d’un port correspond à un signal électronique de 5 V, correspondant à

l’intensité de fonctionnement des différents capteurs utilisables avec la plate-forme.

La Figure 6.10 montre un exemple d’interface bi-manuelle utilisant Arduino :

l’uti-lisateur joue de l’instrument musical avec des boutons de la main droite et un

cap-teur de pression de la main gauche.

Processing permet donc aux novices ou aux non-programmeurs de réaliser des

interactions innovantes facilement (plafond haut). Par contre les possibilités de

conception (les librairies) sont faiblement visibles, ce qui freine la conception

ex-ploratoire. Aussi le seuil est haut dès que l’on vise des prototypes un peu plus

complexes. De plus, lorsque le prototype est complexe, la visibilité du code est

très faible étant donné que le IDE est prévu pour des applications simples (faible

visibilité). Le Tableau 6.5 reprend les principales caractéristiques de Processing et

Arduino.

OpenFrameworks

OpenFrameworks (OF) [Lieberman et Watson, 2009] est une bibliothèque c++ de

programmation open source. OF est un projet issu de Processing et de la librairie

138CHAPITRE 6. ÉTAT DE L’ART DES OUTILS POUR LE PROTOTYPAGE D’INTERFACESMULTIMODALES

F

IGURE

6.10 – Interface bi-manuelle développée avec Arduino.

ID Création d’interfaces graphiques interactives

Multimodalité Plusieurs modalités en entrée et en sortie : caméra,

capteurs physiques, etc.

Notation Faible visibilité

Outil Seuil haut, plafond haut

T

ABLE

6.5 – Fiche-résumé de Processing, Arduino et MobileProcessing.

c++ ACU Toolkit, créée au MIT par Ben Fry (créateur également de Processing). OF

offre des méthodes simples qui permettent de créer rapidement et simplement des

applications interactives. OF a pour but de permettre à des artistes ou concepteurs

d’explorer et expérimenter des nouvelles formes d’interaction.

La méthode de programmation de OF est basée sur le même principe que

Pro-cessing : une méthodedrawqui s’exécute en boucle infinie. La principale différence

avec Processing réside dans sa performance et dans les librairies existantes,

beau-coup plus nombreuses que celles de Processing. En effet, l’utilisateur de OF peut

accéder à n’importe quelle librairie c++, comme des librairies pour réaliser de

l’ana-lyse vidéo temps réel. L’exemple illustré à la Figure 6.11 utilise une caméra qui

détecte des jetons et des gestes des mains afin de permettre d’interagir de façon

bimanuelle avec un système de visualisation de photos. OF permet également de

développer facilement des applications interactives sur iPhone.

Néanmoins, l’augmentation du pouvoir de génération grâce aux librairies c++

(plafond haut) a son contre-coût dans la difficulté supplémentaire d’apprentissage :

même si l’ensemble reste destiné à des programmeurs débutants, la

programma-tion est plus difficile que sur Processing (seuil haut). La notaprogramma-tion, basée sur C++,

offre moins de visibilité qu’une notation graphique. Le Tableau 6.6 reprend les

prin-cipales caractéristiques de OpenFrameworks.

Contrairement à Processing et OpenFrameworks, nous présentons deux autres

outils destinés à des programmeurs. Ces deux outils sont implémentés de

fa-çon conjointe et basés sur des approches différentes : une extension d’une boîte

à outils graphique, Java Swing MM, et une approche à agents, Hephais TK

[Dumaset al., 2008a].

6.4. PROTOTYPES INTERACTIFS : OUTILS DE PROTOTYPAGE 139

F

IGURE

6.11 – iDisplay, un système interactif implémenté avec OpenFrameworks basé sur

la manipulation de jetons et des gestes bimanuelles.

ID Applications graphiques interactives

Multimodalité Plusieurs modalités en entrée et en sortie : caméra,

capteurs physiques, etc.

Notation faible visibilité

Outil Seuil haut, plafond haut

T

ABLE

6.6 – Fiche-résumé de OpenFrameworks.

Java Swing MM

Java Swing MM [Dumaset al., 2008a] est une extension de Java Swing pour la

créa-tion d’interfaces multimodales. L’objectif principal de cette approche est de

pro-poser un outil pour le développement d’interfaces multimodales en utilisant une

plateforme d’interfaces graphiques standard. L’objectif est d’augmenter les widgets

de boîtes à outils graphiques, de façon à les rendre multimodales. Ainsi, cet outil

de développement peut être utilisé pour du prototypage.

Pour cela, l’architecture repose sur trois composants :

• Le GUI-Integrator crée les objets graphiques, sans avoir connaissance des

types d’entrées ;

• LeMedia-Integratorimplémente les entrées du système ;

• Le MMUI-Integrator étend le composant graphique afin d’intégrer les

en-trées.

Cette approche est illustrée par un bouton graphique, étendu afin de le rendre

multimodal (Figure 6.12) : l’utilisateur peut activer le bouton en utilisant les

Phid-gets, des manettes ou la voix.

Cette approche est donc peu inter-opérable en dehors de JavaSwing.

L’utilisa-tion de l’outil reste difficile pour des programmateurs débutants (seuil haut) et ses

possibilités sont améliorées par javaSwing (plafond haut). Le Tableau 6.7 reprend

les principales caractéristiques de Java Swing MM.

140CHAPITRE 6. ÉTAT DE L’ART DES OUTILS POUR LE PROTOTYPAGE D’INTERFACESMULTIMODALES

F

IGURE

6.12 – Bouton multimodal implémenté sous Java Swing MM. Illustration extraite

de [Dumaset al., 2008a] .

ID Boîte à outils Java

Multimodalité Phidgets, manettes et reconnaissance vocale

Notation Inter-opérabilité avec JavaSwing

Outil Seuil haut, Plafond haut

T

ABLE

6.7 – Fiche-résumé de Java Swing MM.

Hephais TK

Hephais TK [Dumaset al., 2008b] est un outil pour le développement d’interfaces

multimodales basé sur une approche à agents et implémenté en utilisant le langage

W3C EMMA [EMMA, 2010]. Le système est composé d’un "facteur" qui

centra-lise les informations venant des agents de "reconnaissance en entrée" (Figure 6.13).

Chaque agent de reconnaissance est assigné à un dispositif en entrée. Le facteur va

ensuite envoyer les messages reçus en entrée au module de fusion, qui va intégrer

les différents messages en entrée. La fusion des entrées dans Hephais TK est

défi-nie sous SMUIL (Synchronized Multimodal User Interfaces Modelling Language)

[Dumaset al., 2008c]

Les auteurs soulignent que leur solution est trop complexe pour la réalisation

d’interactions simples (seuil haut)

7

. Aussi même pour développer un prototype

simple, l’exercice sera difficile. L’absence d’un outil graphique pour ajouter des

en-trées et concevoir l’interaction résulte aussi dans une augmentation de la viscosité.

Le Tableau 6.8 reprend les principales caractéristiques de Hephais TK.

6.4. PROTOTYPES INTERACTIFS : OUTILS DE PROTOTYPAGE 141

F

IGURE

6.13 – Architecture de l’outil Hephais TK. Illustration extraite de

[Dumaset al., 2008a].

ID Outil pour le prototypage multimodal

Multimodalité Différentes modalités en entrée : parole, table

multi-utilisateurs et périphériques matériels.

Approche à agents

Notation Forte viscosité

Outil Seuil haut

T

ABLE

6.8 – Fiche-résumé de Hephais TK.