L’évolution du domaine de l’Informatique Graphique (IG) vers celui de la Réalité Virtuelle (RV), tant au niveau national qu’international, est représentatif d’une tendance à un rapprochement et une intégration des problématiques et considérations traitées dans le domaine de l’IHM (cf. Figure 1). Nos contributions se situent donc à la frontière entre la RV et l’IHM, lors de la conception de techniques d’interaction pour les EV3D.
Nous organisons les principales avancées proposées en RV selon deux axes :
x le niveau opérationnel et conceptuel. Ces approches proposent des plateformes logicielles et des concepts 3D facilitant l’implémentation de l’interaction 3D. Elles fournissent par exemple des solutions au rendu 3D (graphe de scène), à la collaboration entre utilisateur (Duval, Tenier, and Christian 2004), aux comportements des objets 3D (Mollet 2005; Badawi 2006) ou encore à l’implémentation d’interactions 3D les plus indépendantes possibles des périphériques d’interaction (VRJuggler12, MiddlerVR13) ;
x le niveau interaction. Ces approches sont centrées sur la relation entre l’utilisateur et les EV3D. Des notions de présence, d’immersion et de métaphore d’interaction sont étudiées. Des approches de conception basées sur différents aspects de l’interaction 3D sont proposées (tâches de l’utilisateur, application donnée, domaine d’application ou groupe d’utilisateur spécifique).
En parallèle, nous avons proposé de catégoriser les approches de conception en IHM selon deux axes : x les approches concrètes guidant la combinaison et l’implémentation de techniques
d’interaction avancées (gestuelle, multimodale) et offrant des solutions pour accompagner la conception et la mise en œuvre rapide de nouvelles techniques d’interaction ;
x les approches abstraites permettant de raisonner avec un haut niveau d’abstraction sur un modèle de l’utilisateur, les dispositifs d’interactions ou encore sur la combinaison des différentes modalités mises en jeux. Ces approches apportent ainsi plus facilement au concepteur des moyens d’analyser et de comparer l’interaction conçue avant son implémentation logicielle.
Comme nous avons pu l’identifier, des approches et outils à priori semblable sont traités dans les domaines de l’IHM et des EV3D. À titre d’exemple, nous pouvons citer la libraire VRPN (du domaine des EV3D) qui est dans la continuité des libraires Phidghets ou Arduino (du domaine de l’IHM). Un autre exemple possible sont les approches de conception centrées utilisateur qui sont à la fois proposées et utilisées dans les démarches IHM et dans le domaine des EV3D mais sur des niveaux d’abstractions et de préoccupations différents.
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http://www.vrjuggler.org/
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Synthèse
Nos contributions théoriques s’inscrivent donc dans cette tendance au rapprochement entre les préoccupations de conception prises en compte dans les domaines des EV3D et de l’IHM pour agréger et de tirer profit des différentes approches existantes dans les deux domaines de recherche (cf. Figure 1). Elles aborderont un point de vue original qui vise à couvrir l’interaction dans son ensemble et de manière explicite, en particulier l’utilisateur et ses actions, afin d’offrir un support à la description et la conception des formes émergentes d’interaction pour les EV3D telles que les interactions gestuelles, tangibles ou spatiales. Pour ce faire, nous proposons un nouveau cadre de conception qui vise à combiner, articuler et enrichir les différents attributs des approches existantes qu’elles soient issues du domaine des EV3D ou de l’IHM. Nous nous appuierons également sur ce cadre conceptuel pour faire ressortir les spécificités de chacune des approches existantes mentionnées dans ce chapitre (cf. partie II.3.3 du Chapitre II, page 62).
Cette contribution théorique a donc pour objectif d’approfondir la combinaison des considérations traitées par les domaines EV3D et IHM lors de la conception de technique d’interaction 3D et participera à la promotion de l’utilisation d’interfaces utilisateur 3D dans un large panel d’applications dans le monde réel, besoin fortement souligné dans la littérature (Bowman et al. 2006).
Informatique Graphique RV opérationnelle RV orienté interaction IHM (concrète, abstraite) Nos contributions
CHAPITRE II : UN NOUVEAU CADRE
DE CONCEPTION POUR LES
TECHNIQUES D’INTERACTION
AVANCÉES AVEC DES EV3D
CHAPITRE II : TABLE DES MATIÈRES
II.1 INTRODUCTION ... 43 II.2 VUE GLOBALE ... 44 II.2.1 Cas d’étude : une situation interactive utilisant le dispositif CubicMouse ... 45 II.2.2 L’analyse des tâches ... 46
II.2.2.1 Illustration avec le cas d’étude ... 46
II.2.3 Le graphe de scène interactif ... 47
II.2.3.1 Le graphe de scène classique ... 47 II.2.3.2 Le graphe de scène interactif ... 48 II.2.3.3 Illustration avec le cas d’étude ... 49
II.2.4 Mise en évidence de paires (tâches, éléments 3D) dans l’interaction 3D ... 50
II.2.4.1 Illustration avec le cas d’étude ... 51
II.3 LA NOTATION 3DIM ... 52 II.3.1 Adaptation de la définition d’une modalité d’interaction à une situation 3D interactive ... 52
II.3.1.1 Illustration avec le cas d’étude ... 54
II.3.2 Spécification de chaque bloc de la notation 3DIM ... 55
II.3.2.1 Utilisateur ... 55 II.3.2.2 Action physique... 56 II.3.2.3 Objet physique... 56 II.3.2.4 Périphérique d’entrée ... 57 II.3.2.5 Comportement 3D ... 57 II.3.2.6 Objet 3D interactif ... 58 II.3.2.7 Illustration complète du cas d’étude ... 58
II.3.3 La notation 3DIM et les travaux existants ... 62
II.3.3.1 Utilisateur ... 63 II.3.3.2 Action physique... 63 II.3.3.3 Objet physique... 63 II.3.3.4 Périphérique d’entrée ... 64 II.3.3.5 Comportement 3D ... 64 II.3.3.6 Objet 3D interactif ... 65
II.1 Introduction
Dans ce chapitre, nous présenterons notre cadre de conception de techniques d’interaction avancées avec des environnements virtuels 3D. Le cadre que nous proposons est un cadre analytique ; à ce stade il n’est pas destiné à assister ou à aider le développeur lors de l’implémentation logicielle d’une nouvelle technique d’interaction. Ce cadre a pour objectif de guider le raisonnement du concepteur lors des premières étapes de conception, c’est-à-dire lors de la phase d’analyse et de génération d’idée ou idéation. Notre cadre de conception doit être utilisé en amont des étapes d’implémentation ou de prototypage logiciel, étapes classiquement utilisées lors de la conception centrée utilisateur d’un logiciel ou d’une technique d’interaction. Comme nous l’avons souligné dans le Chapitre I de ce manuscrit, les approches de conception de technique d’interaction avec les EV3D dans les domaines des EV3D et IHM (Interaction Homme-Machine) traitent de considérations complémentaires mais sur des niveaux d’abstractions et de préoccupations différents. Ces méthodes s’avèrent nécessaires dans ces deux domaines de recherche afin de contribuer au couplage de techniques d’interaction avancées et d’EV3D. Notre proposition de cadre de conception se justifie par le besoin de renforcer l’unification des considérations classiquement traitées par les communautés de recherche en EV3D et en IHM lors de la conception de techniques d’interaction avancées pour des environnements virtuels 3D.
Ainsi, nous allons tout d’abord détailler la vue d’ensemble de notre nouveau cadre de conception illustré sur un exemple de situation interactive utilisant le dispositif CubicMouse (Fröhlich et al. 2000). Ce dispositif d’interaction bien connu, tant du point de vue 3D (manipulation d’objet 3D) que du point de vue IHM (interaction tangible), est facile et suffisamment simple à comprendre. Son utilisation dans une situation d’exploration d’une scène 3D permet ainsi d’illustrer aisément les différents concepts présentés dans notre cadre de conception. Ensuite, nous définirons le principe d’une modalité d’interaction 3D permettant de décrire finement le cheminement de l’interaction entre une tâche utilisateur et son impact dans l’environnement virtuel 3D. Pour terminer, avant de résumer notre cadre de conception, nous illustrerons les liens possibles entre les approches de conceptions existantes et notre description d’une modalité d’interaction 3D, afin de montrer comment notre espace conceptuel permet de fédérer au maximum les travaux existants dans le domaine des EV3D et en IHM.
Vue globale