Param`etres Graphiques

Perception visuelle

La lumi`ere arrive dans l’œil par la pupille qui se situe au milieu de l’iris. La pupille se dilate et se contracte en fonction de la luminosit´e ambiante. Les rayons lumineux sont d´ecompos´es par les cˆones et les bˆatonnets situ´es sur la r´etine. Les cˆones sont utilis´es pour la vision diurne. Il en existe 3 types, qui r´eagissent chacun `a une bande de longueurs d’ondes. Les cˆones cyanolabe r´eagissent autour de la longueur d’onde 424nm, les cˆones chlorolabe autour de 530nm et les cˆones ´erytholabe autour de 560nm. Les bˆatonnets sont utilis´es pour la vision nocturne, ils d´etectent uniquement la lumi-nance. Ces signaux sont ensuite convertis en trois nouveaux types avant d’ˆetre envoy´es au nerf optique sous forme d’influx nerveux.

Param`etres perceptifs visuels

De la mˆeme mani`ere que la perception auditive, la perception visuelle est organis´ee de mani`ere hi´erarchique. Selon la th´eorie de l’int´egration des propri´et´es (Feature Inte-gration Theory) de Treisman [93], plusieurs param`etres sont trait´es en parall`ele. Ainsi, au niveau le plus bas, les tailles, orientation, textures, couleurs et mouvements sont d´etect´es. A un niveau sup´erieur, les motifs 3D sont d´etect´es, ainsi que les contours, les r´egions et les silhouettes. Finalement, se forme la perception de l’espace visuel 3D et les formes complexes 3D `a partir des primitives.

Beaucoup de ces propri´et´es sont trait´ees de mani`ere pr´e-attentionnelle. Elle sont ainsi d´etect´ees tr`es rapidement (moins de 200 `a 250ms) et pr´ecis´ement par le

3.2. COMBINAISON DE MAPPINGS AUDIOVISUELS 69 syst`eme visuel. Les tˆaches utilis´ees pour ´evaluer ces propri´et´es sont la recherche d’un objet parmi un ensemble, la recherche de fronti`eres, et le comptage d’objets. Ces propri´et´es pr´e-attentionnelles sont recens´ees par Healey et al. dans [65]. On trouve ainsi : orientation des lignes/blobs, fermeture, taille, courbure, densit´e/contraste, nombre/estimation, couleur/teinte, intensit´e, intersection, terminaisons, indices de profondeur/profondeur st´er´eoscopique, clignotement (jusqu’`a 50Hz), direction et vitesse du mouvement, direction d’´eclairage, orientation 3D. Les combinaisons de propri´et´es ne sont pas pr´e-attentionnelles bien que certaines ´etudes telles que celle de McLeod et al. [89] montrent que par exemple le mouvement et la forme sont d´etect´ees en parall`ele. A un plus haut niveau, les objets visuels sont finalement identifi´es et stock´es dans la m´emoire `a court terme. Selon Luck et al. [82], les objets sont stock´es de mani`ere int´egrale (les propri´et´es ne sont pas s´epar´ees). Il est ainsi possible d’utiliser jusqu’`a quatre propri´et´es par objet sans perte de performances.

Les propri´et´es de bas niveau, particuli`erement les propri´et´es pr´e-attentionnelles peuvent ˆetre utilis´es pour repr´esenter de mani`ere efficace de grands ensembles de donn´ees. Elle sont ainsi employ´ees dans le domaine de la visualisation d’informations qui s’appuie sur les recherches concernant la perception visuelle, comme le d´ecrit Ware [130] Dans cette mˆeme optique, elles sont combin´ees, par exemple sur les ”pexels” de Healey [63] ou les formes 3D d’Ebert et al. [45], afin de repr´esenter plusieurs dimensions simultan´ement. Nous allons maintenant d´etailler les caract´eristiques de certaines de ces propri´et´es, et les sp´ecificit´es li´ees `a leur utilisation.

– Couleur :

Il faut distinguer l’utilisation de la couleur pour repr´esenter plusieurs valeurs discr`etes, auquel cas on parle de codage nominal, de son utilisation sous forme d’´echelles de valeurs continues (codage ordinal). Pour un codage nominal, il est important de restreindre le nombre de couleurs utilis´ees, car au-del`a d’une di-zaine de valeurs la m´emorisation devient probl´ematique. De plus, alors que l’ˆetre humain ne peut d´etecter que quelques dizaines de niveaux de gris diff´erents, il est possible d’arriver `a des centaines de couleurs s´eparables en utilisant des ´echelles faisant varier plusieurs dimensions et bas´ees sur la perception. Ainsi l’encodage des couleurs doit se faire de pr´ef´erence sur des espaces colorim´etriques proches de la perception telles que le CIELUV d´efini par la Commission internationale de l’´eclairage en 1976, ou le CIELab. Ce dernier espace sp´ecifie les coordonn´ees de luminance L*, et de chrominance par a* et b*. a* d´efini la position entre les couleurs rouge/magenta et vert, et b* entre les couleurs jaune et bleu.

Ware introduit ainsi une ´echelle de couleurs qui forme une spirale autour de l’axe de luminance [129]. Healey [63] propose de choisir ces couleurs pour la visuali-sation en contrˆolant la distance de couleur, la s´eparation lin´eaire et la cat´egorie de couleur. Zhang et al. [138] d´efinissent plusieurs ´echelles, pr´esent´ees sur la figure 3.8. Leur ´etude r´ev`ele que les ´echelles s’appuyant sur la luminance L* et des variations de chrominance, et les ´echelles divergentes sont significativement pr´ef´er´ees pour la perception de d´etails.

per-70 CHAPITRE 3. REPR ´ESENTATION DE PROCESSUS SONORES

FIG. 3.8 – ´Echelles test´ees par Zhang et al. dans [138]. Du niveau de gris avec un espace de couleur RGB (1), puis avec luminance du CIELab (2), jusqu’`a une ´echelle spectralement divergente, en passant par des variations de luminance L* alli´ee `a des variations de chrominance (5).

mettent de visualiser deux dimensions `a partir d’une couleur. – Texture :

Comme d´ecrit par Ware [131] les textures poss`edent plusieurs dimensions, notamment la densit´e, la direction, la r´egularit´e. On peut ´egalement ajouter le contraste, la taille, la rugosit´e (pour un rendu de type bump-mapping).

– Position dans l’espace :

Selon [37], l’agencement spatial am´eliore la m´emorisation des donn´ees. Cer-taines ´etudes montrent un b´en´efice des repr´esentations 3D qui r´eduirait le nombre d’erreurs de m´emorisation et de perception structurelle, mais d’autres ´etudes [36] ne montrent aucune diff´erence avec les repr´esentations 2D.

La position dans l’espace est perc¸ue grˆace `a la vision st´er´eoscopique (vue diff´erente avec chaque oeil), et grˆace `a des indices tels que les ombres, les mouvements et les tailles relatifs. En effet, un objet plus gros et qui se d´eplace plus vite est perc¸u comme ´etant plus proche.

– Forme 3D :

La forme 3D est d´etect´ee en utilisant les informations de courbure des om-brages, les d´eformations de textures, et la vision st´er´eoscopique. Elle peut servir `a repr´esenter plusieurs dimensions, soit par la taille des ´el´ements d’une forme composite, soit par diff´erentes formes g´en´er´ees. Par exemple, Ebert et al. [45] pr´esente trois types de formes proc´edurales. Les superquadriques, repr´esent´ees sur la figure 3.9 permettent d’afficher une ou deux dimensions, les formes

frac-3.2. COMBINAISON DE MAPPINGS AUDIOVISUELS 71 tales de quatre `a six dimensions, et les surfaces implicites de huit `a 20 dimen-sions.

FIG. 3.9 – Exemples de formes superquadriques [45]