Approches visuelles pour l'amélioration de la présence en réalité virtuelle

par François de Sorbier de Pougnadoresse

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Gilles Bertrand.

Soutenue le 27-11-2008

à Paris Est , dans le cadre de Information, Communication, Modélisation et Simulation , en partenariat avec Laboratoire d'informatique de l'Institut Gaspard Monge (LabInfo IGM) (laboratoire) .

Le jury était composé de Gilles Bertrand, Jean-Pierre Jessel, Yannick Remion, Anatole Lécuyer, Guillaume Moreau, Venceslas Biri.

Les rapporteurs étaient Jean-Pierre Jessel, Yannick Remion.


  • Résumé

    Le sentiment de présence, but ultime de la réalité virtuelle, peut être atteint en stimulant ces quatre "piliers" que sont l'immersion, l'interaction, le maintien de la boucle action-perception et les émotions. Notre objectif est de proposer des méthodes visant à améliorer ce sentiment en s'intéressant plus particulièrement à la perception visuelle. Dans cette optique, nous proposons tout d'abord une solution appliquant le rendu stéréoscopique sur carte graphique. Traditionnellement effectué en deux passes, ce rendu se fait maintenant en une passe, grâce aux shaders et au regroupement de certaines phases de calculs. Nous étendons ce processus de rendu aux tout récents écrans auto-stéréoscopiques nécessitant plus de deux vues, améliorant d'autant plus les temps de calcul. Pour assurer l'immersion et l'interaction, voire l'émotion, nous avons aussi cherché à diminuer la fatigue oculaire induite par les images stéréoscopiques, en ajoutant un flou de profondeur de champ. Ce flou, obtenu en temps réel grâce aux shaders, permet également d'inviter l'observateur à focaliser son attention sur des objets précis au lieu de laisser son regard errer. Enfin, un objectif pour obtenir le sentiment de présence est de faire croire à l'utilisateur qu'il existe dans la scène virtuelle. Notre contribution à ce but, est d'intégrer de manière naturelle une représentation virtuelle de l'utilisateur. Pour cela, nous créons par visual hulls un avatar à l'aide de caméras. Finalement, cet avatar est employé pour illustrer la présence de l'utilisateur au travers de surfaces réfléchissantes virtuelles ou de la projection de son ombre

  • Titre traduit

    Visual approaches to increase presence in virtual reality


  • Résumé

    The feeling of presence is the ultimate goal of a virtual reality system. It can be achieved by stimulating its four pillars that are immersion, interaction, consistency of the action-perception loop and emotions. Our objective is submit methods which could increase this feeling of presence. We will especially focus on visual perception. First, we present a solution applying the stereoscopic rendering on GPU. Using the latest shaders extensions, we join the traditional two passes to a single that reduce redundant computation. Our method can also be applied on recent autostereoscopic screens which need about ten different view points. The second contribution refers to eyestrain caused when a user watches stereoscopic images during a long time. We propose to use the graphic cards to render, in real time, a blur on problematic areas thus the user will focus on the others. We also use blur to point out some objects of the virtual scene that we considerate as important and avoid to let user's eye wander. Finally, we propose a method to increase the presence of the user into the virtual environment. An avatar, based on images taken from several cameras and visual hull method, is first build. In a second stage, the avatar is integrated into the virtual scene so it seems natural to the user. Thus we use reflective surfaces like mirrors or virtual lights interactions like shadows


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