Représentation de données immersives et situées : utiliser le monde physique comme canevas de visualisation

Immersive situated data representations : using the physical world as a visualization canvas

• Auteur / Autrice : Ambre Assor
• Direction : Martin Hachet, Pierre Dragicevic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/12/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire bordelais de recherche en informatique
• Jury : Président / Présidente : Fabien Lotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fanny Chevalier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Pietriga, Céline Coutrix

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interaction humain-machine

Visualisation

Réalité virtuelle

Réalité augmentée

Mots clés libres

Réalité Augmentée

Réalité Mixte

Visualisation

Interaction Humain-Machine

Augmented Reality

Mixed Reality

Visualization

Human-Computer Interaction

Résumé

Les affichages immersifs de type casques de réalité mixte permettent de visualiser du contenu numérique directement dans l’espace physique. Bien que cela rende possible l’affichage d’informations près d’objets, de personnes et d’espaces du monde réel auxquelles elles se rapportent, en faisant ainsi des visualisations dites situées, très peu de travaux en Réalité Mixte explorent les connexions entre monde physique et numérique pour la visualisation de données. Dans cette thèse, nous explorons ces connexions. Dans un premier temps, nous nous intéressons aux usages et effets de visualisations que nous nommons concrètes (c’est-à-dire dont la forme ressemble à des objets ou espaces physiques), affichées à l’échelle, en réalité augmentée et dans l’environnement direct des utilisateur·trices. En particulier, nous évaluons les réponses émotionnelles des sujets dans le cadre de données à caractère environnemental. Puis, nous explorons et évaluons des transitions animées entre visualisations concrètes et celles que l’on appelle abstraites (comme des diagrammes en barre ou des graphes), comme moyen de bénéficier des avantages de ces deux types de visualisation, en environnement immersif. Enfin, nous avons produit un espace de conception qui a pour but d’aider les concepteurs de visualisation à créer des visualisations situées lorsqu’un objet d’intérêt physique est non-visible temporairement ou de manière permanente. Les travaux présentés dans cette thèse contribuent à étendre les connaissances concernant la conception de visualisations immersives situées ainsi que d’identifier de nouvelles directions de recherches.

Immersive displays such as Mixed Reality headsets enable digital content to be viewed directly in the physicalêworld. Although this makes it possible to display information close to real-world objects, people, and spaces toêwhich it relates, thus making them so-called situated visualizations, very little work in Mixed Reality exploresêthe connections between the physical and digital worlds for data visualization. In this thesis, we explore theseêconnections. First, we investigate the usage and effects of visualizations that we call concrete (i.e., employingêmarks that resemble physical objects and/or that are positioned with respect to physical objects) displayedêat scale, in augmented reality, and in the user’s surroundings. In particular, we evaluate subjects’ emotionalêresponses to environmental data. Then, we explore and evaluate animated transitions between concrete and whatêwe name abstract visualizations (such as bar charts or graphs) as a way of benefiting from the advantages ofêboth types of visualizations in an immersive environment. Finally, we have produced a design space that aimsêto help visualization designers create situated visualizations when a physical object of interest is temporarily orêpermanently non-visible. The work presented in this thesis contributes to extending knowledge related to theêdesign of immersive situated visualizations, as well as identifying new research directions in the field.