Thèse soutenue

Environnements de réalité physique et augmentée utilisés dans l'analyse visuelle collaborative
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Auteur / Autrice : Raphaël James
Direction : Anastasia Bezerianos
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 16/02/2023
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication
Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Informatique et sciences du numérique (2020-....)
Laboratoire : Laboratoire interdisciplinaire des sciences du numérique (Orsay, Essonne ; 2021-....)
Jury : Président / Présidente : Petra Isenberg
Examinateurs / Examinatrices : Gilles Bailly, Laurent Grisoni, Christophe Hurter, Valérie Gouranton
Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Bailly, Laurent Grisoni

Résumé

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La quantité de données produite chaque jour est en croissance constante. Cette masse d’information demande de trouver des solutions pour les analyser et les visualiser. Les murs d’écrans sont de bon candidat pour résoudre ce problème, car ils permettent d’afficher une grande quantité de données. Cependant, ce sont des écrans partagés, conçus pour plusieurs personnes, ce qui ne permet pas d’avoir des espaces de travail privés. De plus, un mur d’écran reste un périphérique d’affichage physique qui est coûteux à agrandir lorsque la quantité de contenu à afficher devient trop grande.Dans ce manuscrit, j’explore la combinaison de la Réalité Augmentée (RA) et d’un mur d’écrans, pour premièrement, ajouter un affichage d’informations personnalisées; et deuxièmement, étendre virtuellement l’espace de rendu. Nous concentrons nos efforts sur l’étude de la synergie de ces deux dispositifs à travers deux questions de recherche :QR1 - Comment la RA peut-elle aider à l’exploration et la navigation d’un réseau sur un mur d’écrans, en ayant un visuel et une navigation personnelle ?QR2 - Comment l’extension du mur d’écran avec la RA change-t-elle l’exploitation de l’espace par les utilisateurs durant une session de collaboration ?Pour RQ1, j’étudie le cas de l’utilisation de la RA avec un mur d’écrans pour la navigation de réseaux. Nous présentons 4 techniques, proposant différents mécanismes d’aide visuelle à la navigation. Nous évaluons ensuite ces 4 techniques lors de deux expériences, une de parcours de chemin de faible précision (sélection de chemin) et une autre de parcours de chemin de haute précision (tracé de chemin). Pour la tâche de sélection de chemin, une connexion persistante entre le curseur en RA et le réseau sur le mur permet de meilleur résultat.Dans le cas du tracé de chemin, nous observons qu’une connexion plus légère offre une meilleure performance. De plus, nous montrons la viabilité d’un système où l’interaction se fait en RA, pour la navigation de réseau sur des écrans partagés.Pour RQ2, je porte mon attention sur l’espace disponible devant le mur d’écrans, et envisage l’utilisation de cet espace pour étendre le mur d’écran avec de la RA. Je présente un système, étendant le mur d’écrans grâce à la RA en utilisant les dimensions de l’espace disponible devant le Mur. Nous comparons notre système avec un mur d’écran seul avec deux tâches collaboratives.Nous observons qu’avec notre système, les utilisateurs utilisent principalement l’espace virtuel. Bien que cela crée un surcoût pour l’interaction, nous n’observons aucune différence de performance avec le mur d’écran seul, et nous observons un vrai bénéfice à cet espace supplémentaire.La complexité de mise en place des systèmes précédemment étudiés nous a amené à étudier une manière moins coûteuse d’utiliser un mur d’écran: QR3 - Peut-on émuler un mur d’écran avec un casque de RV ?Cette question ayant plusieurs facettes, je me concentre sur la capacité des casques de RV d’atteindre la résolution nécessaire à répliquer l’expérience d’utilisation d’un mur haute résolution. Pour ce faire, nous étudions le modèle optique des casques de RV et le comparons au modèle de la vision humaine. Notre analyse indique que les casques actuels n’ont pas une résolution suffisante pour émuler un mur de haute résolution.Nous confirmons cette analyse avec une experience pilote qui compare un mur d’écrans, deux casques de RV et une émulation d’un casque de RV parfait.Je conclus ce manuscrit en discutant plus largement des différentes manières pour les murs d’écran d’être complétés par les casques d’AR et des implications de leur remplacement par des casques de VR/AR, et j’élabore sur les directions de recherches qu’ouvre cette thèse.