Etude et conception des techniques d'interaction pour faciliter la sélection et la manipulation d'objets dans des environnements virtuels sur interface mobile

Study and design of interaction techniques to facilitate object selection and manipulation in virtual environments on mobile devices

• Auteur / Autrice : Siju Wu
• Direction : Samir Otmane, Guillaume Moreau, Mohamed-El-Amine Chellali
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 30/11/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Merienne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Arnaldi, Cédric Dumas
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Géry Casiez, Thierry Duval

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interaction humain-machine

Interfaces utilisateur (informatique)

Réalité virtuelle

Mots clés libres

Interfaces mobiles

Interaction 2D/3D

Résumé

Les avancées dans le domaine des NUIs (interfaces utilisateur naturelles) permettent aux concepteurs de développer de nouvelles techniques efficaces et faciles à utiliser pour l'interaction 3D. Dans ce contexte, les interfaces mobiles attirent beaucoup d'attention sur la conception de techniques d'interaction 3D pour une utilisation ubiquitaire. Nos travaux de recherche se focalisent sur la proposition de nouvelles techniques d’interaction pour faciliter la sélection et la manipulation d'objets dans des environnements virtuels s’exécutant sur des interfaces mobiles. En effet, l'efficacité et la précision de la sélection des l'objets sont fortement affectés par la taille de la cible et la densité de l’environnement virtuel. Pour surmonter le problème d'occlusion du bout des doigts sur les Smartphones, nous avons conçu deux techniques de sélection reposant sur le toucher. Nous avons également conçu deux techniques hybrides à main levée pour la sélection à distance de petits objets. Pour effectuer une manipulation d’objets contraints sur les Tablet-PC, nous avons proposé une technique bimanuelle basée sur un modèle asymétrique. Les deux mains peuvent être utilisés en collaboration, afin de spécifier la contrainte, déterminer le mode de manipulation et de contrôler la transformation. Nous avons également proposé deux autres techniques de manipulation à une seule main en utilisant les points de contacts identifiés. Les évaluations de nos techniques démontrent qu'ils peuvent améliorer l'expérience des interactions utilisateurs sur des interfaces mobiles. Nos résultats permettent aussi de donner quelques lignes directrices pour améliorer la conception de techniques d'interactions 3D sur des interfaces mobiles.

The advances in the field of NUIs (Natural User Interfaces) can provide more and more guidelines for designers to develop efficient and easy-to-use techniques for 3D interaction. In this context, mobile devices attract much attention to design 3D interaction techniques for ubiquitous usage. Our research work focuses on proposing new techniques to facilitate object selection and manipulation in virtual environments on mobile devices. Indeed, the efficiency and accuracy of object selection are highly affected by the target size and the cluster density. To overcome the fingertip occlusion issue on Smartphones, we have designed two touch-based selection techniques. We have also designed two freehand hybrid techniques for selection of small objects displayed at a distance. To perform constrained manipulation on Tablet-PCs, we have proposed a bimanual technique based on the asymmetrical model. Both hands can be used in collaboration, in order to specify the constraint, determine the manipulation mode, and control the transformation. We have also proposed two other single-hand manipulation techniques using identified touch inputs. The evaluations of our techniques demonstrate that they can improve the users’ interaction experience on mobile devices. Our results permit also to give some guidelines to improve the design of 3D interactions techniques on mobile devices.