Sur le contexte spatial en gestion des fenêtres et interaction homme-machine.

par Guillaume Faure

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Michel Beaudouin-Lafon.

Soutenue le 15-12-2011

à Paris 11 , dans le cadre de Ecole doctorale Informatique de Paris-Sud , en partenariat avec Laboratoire de recherche en informatique (Orsay, Essonne) (laboratoire) .

Le président du jury était Chantal Reynaud.

Le jury était composé de Michel Beaudouin-Lafon, Chantal Reynaud, Emmanuel Dubois, Patrick Girard, Géry Casiez, Olivier Chapuis.

Les rapporteurs étaient Emmanuel Dubois, Patrick Girard.


  • Résumé

    Il est admis depuis quelque temps déjà qu’une interaction, pour être utile et efficace, doit être pensée “en contexte”. Cependant ce contexte reste une notion floue regroupant de nombreux concepts la rendant difficile à exploiter lors de la conception de techniques d’interaction. La présente thèse se concentre sur la partie spatiale du Contexte dans le cadre des environnements de bureau et de la gestion des fenêtres.Nous avons tout d’abord conçu et implémenté un ensemble de techniques d’interaction regroupées sous l’ap- pellation PowerTools. Ces interactions ont comme particularité de conserver la disposition des éléments à l’écran et de garder l’interaction localisée autour du point d’attention de l’utilisateur. Deux de ces techniques, DeskPop et StackLeafing s’intéressent plus particulièrement à la navigation entre les fenêtres (et le bureau) pendant une interaction de glisser-déposer. DeskPop permet de révéler et d’interagir avec l’espace du bureau sans pour autant déplacer ou cacher les fenêtres. StackLeafing elle, propose d’utiliser le non-chevauchement des fenêtres pour les regrouper en couches et ainsi pouvoir parcourir l’ensemble des fenêtres plus rapidement que par la simple inspec- tion individuelle. TimeShift pour sa part propose une méthode de déclenchement des historiques de copier-coller et glisser-déposer permettant de conserver l’interaction autour du point d’attention de l’utilisateur. La conception des PowerTools nous a conduit à effectuer trois études plus théoriques portant sur le contexte spatial et qui ont donné lieu à des expériences utilisateurs en laboratoire.La première de ces études considère l’acquisition de cibles surgissantes ou animées où nous faisons varier le délai d’apparition et d’animation. Il s’avère que l’animation ou l’apparition soudaine d’une cible reste très proche au niveau des performances du pointage classique (cible statique toujours affichée) pour des délais d’apparition ou d’animation très court (en dessous de 200 ms). Cependant, le cas non statique conduit à plus d’erreurs et, dès que le délai dépasse 200 ms, on observe des différences de performance avec le cas statique. Ces résultats montrent que des techniques telles que StackLeafing et DeskPop qui conservent les cibles potentielles statiques et visibles possèdent un avantage par rapport aux techniques classiques.La seconde étude porte sur la profondeur en gestion des fenêtres. Elle a pour but de déterminer si l’application d’un effet graphique sur les fenêtres peut aider les utilisateurs à mieux percevoir la profondeur de couches de fenêtres comme utilisé dans la technique StackLeafing. Cette étude compare trois effets, appelés indices visuels de profondeur : ombres, flou, et luminosité. Ces indices sont appliqués à des scènes composées de fenêtres disposées en couches (ensemble de fenêtres ne se recouvrant pas), les indices de flou et de luminosité étant appliqués de manière plus forte pour les couches plus profondes. Les sujets devaient alors déterminer le nombre total de couches de la scène. L’expérience montre que l’indice le plus efficace est la luminosité.Enfin, la conception de TimeShift à également porté à notre attention la difficulté d’intégrer de nouvelles tech- niques d’interaction dans un environnement existant. Dans le cas de l’implémentation des historiques de copier- ou-déplacer, nous avons utilisé des interactions “temporisées”. Pour généraliser ces interactions temporelles, nous proposons que l’utilisateur communique avec le système par la reproduction de motifs rythmiques. Nous avons défini un vocabulaire propice à l’interaction homme-machine puis nous avons mené des expériences utilisateurs pour évaluer les capacités de reproduction et de mémorisation d’association de rythmes à des commandes. Les ex- périences montrent que le type d’interaction rythmique que nous proposons est effectivement adapté à l’Interaction Homme-Machine.La proposition de départ de cette thèse était de modifier le moins possible la disposition des éléments affichés et de conserver l’interaction autour du point d’attention de l’utilisateur afin de conserver le contexte et la mémoire spatiale de ce dernier. Nous avons tout d’abord conçu et intégré un ensemble de techniques dans un environnement réel. Puis, nous avons élaboré et mené des expériences en laboratoire afin de mieux comprendre les implications des choix de conception.

  • Titre traduit

    About spatial context in window management and human-computer interaction


  • Résumé

    It is already well known that for an interaction to be useful, it must be thought “in context”. Unfortunately, this Context remains quite a blurry notion encompassing a lot of different concepts, making it hard to use when designing new interaction techniques. This thesis focus on the spatial part of this context in the field of window management and desktop usage.First, we designed and implemented a set of interaction techniques we called PowerTools. These interactions have the particularity of keeping the position and size of on-screen objects and to keep interaction around the user’s focus of attention. Two of these techniques, DeskPop and StackLeafing more precisely focus on the navigation between windows (and desktop) while using a drag-and-drop interaction. DeskPop allow to uncover and interact with the desktop’s content without requiring to hide or move opened windows. StackLeafing’s purpose is to use the non overlapping of windows to group them in layers, thus allowing to search through them by group instead of individually. On the other hand, TimeShift offer a triggering technique for copy-and-paste histories whose particularity is to keep the interaction around the user’s point of interest.The desing of these PowerTools brought us to conduct three more theorical studies on the spatial context which in turn led to controlled user experiments.The first of these studies looked at the the acquisition of popping and animated targets where we made the delay of apprarition or animation vary. It turns out that the cases where the target is animated or pops are really close to the traditionnal static case in term of pointing performance for small delays (under 200 ms). However, the non static cases lead to more pointing errors and once the delay goes above the 200 ms limit, we observe a drop in performance compared to the static case. These results show that techniques akind to StackLeafing and DeskPop that keep the potential target visible and static have an advantage over classic techniques.The second study looked at the depth dimension in window management. Its purpose was to see if applying some graphical effect on windows could help users better perceive the depth windows layers like the ones used in the StackLeafing technique. This study compared three depth visual cues: shadows, blur and luminance. These cues were used in scenes composed of windows group into layers (set of windows that does not everlap). The blur and luminance cues were applied more strongly on “distant” windows than on closer ones. Participants had then to guess the number of layers in the scene. This sudy shows that the luminance cue is a clear winner.Finally, the desing of TimeShift also brought our attention on the difficulty to integrate a new interaction tech- nique into an existing system. In the case of copy-and-paste histories conception, we used “timed” interactions. In order to generalise this temporal interactions we propose to use rhythmic patterns as a mean to communicate with interactive systems. We defined a vocabulary suited for human-computer interaction. We then evaluated through user studies the capacity for non experts to reproduce and memorise the association of such patterns and commands. These studies indeed show that the type of rhythmic patterns we defined are usable in the context of human-computer-interaction.the starting point of this thesis was to keep the on-screen elements static and to keep the interaction around the user’s locus of attention in order to preserve the user’s memory and spatial context. First, we integrated a set of techniques insite a real environment. Then, in order to better understand conception choices, we designed and ran controlled experiments.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud 11. Service commun de la documentation. Bibliothèque électronique.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.