Interaction à distance en environnement physique augmenté

par William Delamare

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Laurence Nigay et de Céline Coutrix.

Soutenue le 02-11-2015

à l'Université Grenoble Alpes (ComUE) , dans le cadre de École doctorale mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble) , en partenariat avec LIG - Laboratoire d'Informatique de Grenoble (laboratoire) et de Laboratoire d'informatique de Grenoble (laboratoire) .

Le président du jury était Michel Beaudouin-Lafon.

Le jury était composé de Laurence Nigay, Céline Coutrix, Radu-Daniel Vatavu, Kris Luyten.

Les rapporteurs étaient Martin Hachet, Géry Casiez.


  • Résumé

    Nous nous intéressons à l'interaction dans le contexte d'environnements physiques augmentés, plus précisément avec les objets physiques qui les composent. Bien que l'augmentation de ces objets offre de nouvelles possibilités d'interaction, notamment celle d'interagir à distance, le monde physique possède des caractéristiques propres rendant difficile l'adaptation de techniques d'interaction existantes en environnements virtuels. Il convient alors d'identifier ces caractéristiques afin de concevoir des techniques d'interaction à la fois efficaces et plaisantes dédiées à ces environnements physiques augmentés. Dans nos travaux, nous décomposons cette interaction à distance avec des objets physiques augmentés en deux étapes complémentaires : la sélection et le contrôle. Nous apportons deux contributions à chacun de ces champs de recherche. Ces contributions sont à la fois conceptuelles, avec la création d'espaces de conception, et pratiques, avec la conception, la réalisation logicielle et l'évaluation expérimentale de techniques d'interaction :- Pour l'étape de sélection, nous explorons la désambiguïsation potentielle après un geste de pointage à distance définissant un volume de sélection comme avec une télécommande infrarouge par exemple. En effet, bien que ce type de pointage sollicite moins de précision de la part de l'utilisateur, il peut néanmoins impliquer la sélection de plusieurs objets dans le volume de sélection et donc nécessiter une phase de désambiguïsation. Nous définissons et utilisons un espace de conception afin de concevoir et évaluer expérimentalement deux techniques de désambiguïsation visant à maintenir l'attention visuelle de l'utilisateur sur les objets physiques.- Pour l'étape de contrôle, nous explorons le guidage de gestes 3D lors d'une interaction gestuelle afin de spécifier des commandes à distance. Ce guidage est nécessaire afin d'indiquer à l'utilisateur les commandes disponibles ainsi que les gestes associés. Nous définissons un espace de conception capturant les caractéristiques comportementales d'un large ensemble de guides ainsi qu'un outil en ligne facilitant son utilisation. Nous explorons ensuite plusieurs options de conception afin d'étudier expérimentalement leurs impacts sur la qualité du guidage de gestes 3D.

  • Titre traduit

    Distant interaction in an augmented physical environment


  • Résumé

    We explore interaction with augmented physical objects within physical environments. Augmented physical objects allow new ways of interaction, including distant interaction. However, the physical world has specificities making difficult the adaptation of interaction techniques already existing in virtual environments. These specificities need to be identified in order to design efficient and enjoyable interaction techniques dedicated to augmented physical environments. In our work, we split up distant interaction into two complementary stages: the selection and the control of augmented physical objects. For each of these stages, our contribution is two-fold. These contributions are both theoretical, with the establishment of design spaces, and practical, with the design, the implementation and the experimental evaluation of interaction techniques:- For the selection stage, we study the disambiguation potentially needed after a distal pointing gesture using a volume selection such as an infrared remote controller. Indeed, although the volume selection can facilitate the aiming action, several objects can fall into the selected volume. Thus, users should disambiguate this coarse pointing selection. We define and use a design space in order to design and experimentally evaluate two disambiguation techniques that maintain the user's focus on the physical objects.- For the control stage, we study the guidance of 3D hand gestures in order to trigger commands at a distance. Such guidance is essential in order to reveal available commands and the associated gestures. We define a design space capturing specificities of a wide range of guiding systems. We also provide an online tool, easing the use of such a large design space. We then explore the impact of several design options on the quality of 3D gestures guidance.


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