Collaboration in Multi-user Immersive Virtual Environment

par Weiya Chen

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Patrick Bourdot.

Le président du jury était Michel Beaudouin-Lafon.

Le jury était composé de Patrick Bourdot, Michel Beaudouin-Lafon, Thierry Duval, Betty Mohler, Victoria Interrante.

Les rapporteurs étaient Thierry Duval, Betty Mohler.

  • Titre traduit

    Collaboration en Environnement Virtuel Immersif Multi-utilisateur


  • Résumé

    Les Environnements Virtuels Immersifs (EVI) peuvent être utilisés pour amener des utilisateurs, répartis géographiquement ou co-localisés, à partager un même monde virtuel pour collaborer. Si l’on compare aux situations distantes, les utilisateurs d’une immersion co-localisée collaborent aussi dans le monde virtuel, mais a contrario, partagent physiquement un même espace de travail. Cette co-localisation facilite le travail collaboratif en permettant des communications directes et des interactions sans médiation informatique entre les utilisateurs.Avec le développement de l'affichage multi-utilisateur et de la technologie de tracking, les dispositifs immersifs classiques basés sur la rétroprojection (ex. CAVE) peuvent offrir maintenant l'immersion pour plusieurs utilisateurs co-localisés en affichant différentes vues stéréoscopiques sans distorsion visuelle pour chacun d’eux. Dans ce contexte, la coexistence de l'information du monde virtuel et réel, en particulier lorsque les utilisateurs ne partagent pas un référentiel spatial commun, offre aux utilisateurs une nouvelle expérience perceptive et cognitive. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés à la façon dont les utilisateurs se perçoivent et communiquent entre eux pour atteindre un contexte commun pour la collaboration, et aux moyens permettant d’élargir des scénarios collaboratifs déjà pris en charge dans ce type de dispositifs, basés sur des techniques de contrôle plus flexible des points de vue des utilisateurs. Cette thèse de doctorat traite donc principalement des problèmes perceptifs et de cohabitation que nous avons identifiés dans l’objectif d’assurer la sécurité et l’efficacité des collaborations co-localisées dans les environnements virtuels immersifs. Tout d'abord, nous avons mené une étude de cas pour examiner comment les conflits perceptifs modifieraient la communication entre les utilisateurs et leur performance. Deuxièmement, nous avons conçu et évalué des paradigmes de navigation appropriés pour permettre la navigation virtuelle individuelle tout en résolvant les problèmes de la cohabitation dans un espace de travail partagé physiquement limité. Enfin, sur la base des résultats de ces travaux, nous avons proposé un modèle dynamique générique qui intègre des contraintes de l'espace de travail physique et aussi ceux du monde virtuel pour gérer la collaboration co-localisée dans les systèmes immersifs multi-utilisateurs.


  • Résumé

    Immersive virtual environment can be used to bring both geographically distributed and co-located users to the same virtual place for collaboration. Compared to remote situations, co-located users collaborate in the same virtual world on top of a shared physical workspace. This collocation allows direct user communication and interaction without computer mediation which facilitates collaborative work. With the development of multi-user display and tracking technology, classical projection-based immersive setups (e.g. CAVE) can now support group immersion for co-located users by offering individual stereoscopic views without visual distortion. In this context, the coexistence of information from the virtual and real world, especially when users do not share a common spatial reference frame, provides users with a new kind of perceptual and cognitive experience. We are interested in how users perceive and communicate with each other to achieve a shared context for collaboration, and how we can broaden supported collaborative scenarios with more flexible viewpoint control.This PhD thesis mainly addresses perceptual and cohabitation issues that we identified in the aim of supporting safe and efficient co-located collaboration in immersive virtual environment. First, we conducted a case study to examine how perceptual conflicts would alter user communication and task performance. Second, we concentrated on the design and evaluation of appropriate navigation paradigms to allow individual virtual navigation while solving cohabitation problems in a shared limited physical workspace. At last, based on the results of previous studies, we designed a generic dynamic navigation model which integrates constrains from the physical workspace and also the virtual world to enable co-located collaboration in multi-user immersive systems.


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