Contributions à l'utilisation du retour électrotactile pour les interactions basées sur la main en réalité virtuelle

Contributions to the use of Electrotactile Feedback in Hand-based Interactions in Virtual Reality

• Auteur / Autrice : Sebastian Vizcay
• Direction : Maud Marchal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes)
• Jury : Président / Présidente : Medhi Ammi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Strahinja Dosen, Ferran Argelaguet Sanz, Claudio Pacchierotti
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gilles Bailly, Hiroyuki Kajimoto

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réalité virtuelle

Électronique

Toucher

Mots clés libres

Retour électrotactile

Réalité virtuelle

Haptique

Interactions basées sur la main

Electrotactile Feedback

Virtual Reality

Haptics

Hand-Based Interactions

Résumé

Bien que nous soyons désormais capables de rendre des environnements virtuels réalistes en RV (Réalité Virtuelle), notre façon d'interagir avec eux n'a pas rattrapé les progrès réalisés en matière de visualisation. Le retour haptique est généralement négligé alors qu'il a été prouvé qu'il augmente le sentiment de présence et d'immersion dans la RV. De nombreuses interfaces haptiques ont été créées afin de rendre de retour haptique, mais la plupart d'entre elles sont chères, encombrantes ou contraignantes pour l'espace de travail. Le retour électrotactile est une technologie prometteuse, portable, pas chère, silencieuse et légère, capable de rendre des sensations tactiles assez riches, ce qui améliore la façon dont un utilisateur peut interagir avec les applications de RV.Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur l'utilisation du retour électrotactile comme mécanisme pour améliorer les interactions avec la main en RV. Nos principales contributions sont: l'utilisation des retour électrotactile pour améliorer la précision et l'exactitude lors du toucher d'objets virtuels; la proposition d'une technique d'interaction 3D pour accélérer la calibration de l'intensité de retour tout en étant immersif dans la RV; le développement d'un système pour la création de sensations électrotactiles personnalisées ; et la comparaison et l'évaluation de la cohérence de le retour de différentes techniques de rendu lors de l'exécution d'interactions courantes avec un seul doigt dans la RV.

Although we are now capable of rendering realistic virtual environments in Virtual Reality (VR), our way of interacting with them has not caught up with the progress made in the visualization. Haptic feedback is usually overlooked even though they have been proven to increase the sense of presence and immersion in VR. Multiple haptic interfaces have been created to render haptic feedback but most of them are expensive, bulky or constrain the workspace. Electrotactile feedback is a promising, wearable, cheap, noiseless, lightweight technology capable of rendering rich tactile sensation, thus, improving the way a user can interact with VR applications.In this thesis, we focused on the use of electrotactile feedback as a mechanism to improve hand interactions in VR. Our main contributions are: the use of electrotactile feedback for improving precision and accuracy when touching virtual objects; the proposition of a 3D interaction technique to accelerate the calibration of the intensity of the feedback while in VR; the development of framework for authoring custom electrotactile sensations; and the comparison and evaluation of coherence of the feedback of different rendering techniques while performing common single finger interactions in VR.