Conception et évaluation d'un outil de revue de projet architectural en réalité virtuelle : problématique de la perception des distances en environnement virtuel

Design and evaluation of architectural project review tool in virtual reality : issue of distance perception in virtual environments

• Auteur / Autrice : Sabah Boustila
• Direction : Dominique Bechmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 25/05/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Indira Thouvenin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antonio Capobianco, Birgitta Dresp
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Dubois, Daniel Mestre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perception spatiale

Logiciels

Systèmes d'aide à la décision

Design thinking

Réalité virtuelle en architecture

Simulation par ordinateur

Projets d'architecture

Mots clés libres

Réalité virtuelle

Revue de projet architectural

Perception des distances

Visite virtuelle

Environnement virtuel

Profil cognitif VAK

Vitesse de navigation

Virtual reality

Architectural project review

Virtual visit

Distance perception

Virtual environment

Cognitive profile VAK

Navigation speed

Résumé

La réalité virtuelle (RV) va révolutionner de nombreux domaines comme le domaine médical, industriel, architectural, etc. C'est devenu un élément important dans la phase de développement d'une solution, notamment dans le domaine architectural. Que ce soit pour la commercialisation ou la revue de projet, la RV permet de faire des visites virtuelles de maisons visualisées à l'échelle réelle en environnement virtuel (EV). Aujourd'hui, l'architecte dispose d'un véritable outil de commercialisation en proposant aux acheteurs potentiels des visites virtuelles de maisons. Lors de ces visites virtuelles, le client peut avoir une idée de la maison. Avec la visualisation à l'échelle 1:1 le client a la possibilité d'explorer la maison et peut ainsi se projeter plus facilement dans la maison pour prendre plus facilement des décisions. L'espoir est que cette visite virtuelle puisse conduire plus rapidement à une signature de précontrat. Par ailleurs, lors du processus de conception, l'architecte peut effectuer une revue de projet en EV avec le client afin de le guider dans ses choix et d'affiner le recueil des besoins. À l'issue de cette revue, ensemble, ils valident le plan de la maison en termes de taille et d'agencement des pièces, de position des fenêtres, etc. Par conséquent, la RV permet un gain de temps et d'argent considérable aux architectes. Les décisions prises en EV sont généralement basées sur la perception des distances et des volumes. Par conséquent, l’efficacité des décisions prises dépend de la capacité des visiteurs à porter un jugement sans biais sur ce qu’ils voient dans l’EV par rapport à l’environnement réel correspondant. Plusieurs études ont montré que l'estimation des distances en EV est différente de l'estimation en environnement réel. De multiples facteurs peuvent être à l'origine de ce problème, comme le dispositif d'affichage, le champ de vision restreint, la qualité graphique, etc. Malgré les différentes études consacrées à cette problématique, les causes de ce phénomène restent diverses et mal identifiées. Notre travail s'inscrit dans le cadre d'un projet architectural : le projet CIMBEES. Ce projet vise à intégrer la RV dans le processus de vente/achat et de conception au travers de la visite virtuelle et de la revue de projet en EV. Notre travail consiste à concevoir et à évaluer l'outil de revue de projet architectural en EV. La phase de conception consiste à proposer un outil de revue de projet permettant la visualisation des maquettes numériques à l'échelle réelle et offrant une interaction qui répond aux besoins des architectes. Au cours de cette phase nous avons développé un outil de revue de projet et nous avons modélisé les maquettes numériques nécessaires à partir de plans réels de maison.Dans la phase d'évaluation de l'outil de revue de projet architectural, nous nous sommes intéressés à la problématique de la perception des distances en EV. L'objectif de cette évaluation est d'identifier et d'étudier les facteurs les plus importants pour l'outil afin de proposer des paramètres adaptés à notre contexte applicatif (les visites virtuelles). Pour ce faire, nous avons effectué une étude expérimentale qui porte sur l'étude de l'influence de trois facteurs sur la perception des distances : 1) le profil cognitif des utilisateurs, 2) le contexte environnemental et 3) la vitesse de navigation [...]

Virtual reality (VR) will revolutionize many fields such as medicine, industry, architecture, etc. It has become an important element in the development of a solution, particularly in the architectural field. Whether for marketing or project review, VR allows virtual visits of homes in virtual environment (VE) at real scale. Today, the architect has a real marketing tool by providing to potential customer virtual visits of homes. During these virtual visits, the customer can get an idea of the house. With the visualization at scale 1: 1, the customer has the opportunity to explore the house and he can easier project himself into the house to take decisions more easily. The hope is that, this virtual visit would more quickly lead to a signing agreement.Furthermore, during the design process, the architect can make a project review in VE with customer to guide his choices and refine the collection of needs. Following this review, together, they validate the plan of the house in terms of size and layout of rooms, window position, etc. Therefore, the VR allows considerable time and money saving for architects. Decisions taken in VE are generally based on the perception of distances and volumes. Therefore, the effectiveness of the decisions depends on the ability of customers to make judgments about what they see in the VE similar to the judgments they would have made in the corresponding real environment. Several studies have shown that the estimation of distances in VE is different from the estimation in real environment. Several factors can be the source of this problem such as the display device, the limited field of view, graphical quality, etc. Despite these studies, factors that cause this phenomenon remain unclear, and diverse. Our work is part of an architectural project: CIMBEES project. This project aims to integrate VR in the process of selling / buying and of the design through virtual visits and project review in VE. Our work is to design and evaluate architectural project review tool. The design stage is to suggest a project review tool for the visualization of digital mockups at real scale in VE and providing interaction that meets the needs of architects. During this stage we developed a project review tool and we modeled necessary digital mockups from real house plans. In the evaluation stage of the architectural project review tool, we were interested at the problem of the perception of distances in VE. The aim of this evaluation is to identify and to study the most important factors for the tool, to propose suitable parameters for our application context (virtual visits). To do this, we conducted an experimental study that focuses on the study of the influence of three factors on the perception of distances: 1) the cognitive profile of users, 2) the environmental context and 3) the speed of navigation. [...]