Immersion visuelle tridimensionnelle haute performance par suivi du mouvement des yeux

3D visual augmented immersion with eyes tracking

• Auteur / Autrice : David Aurat
• Direction : Philippe Fuchs
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique temps réel, robotique et automatique
• Date : Soutenance le 30/05/2016
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de robotique (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Zoï Kapoula
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Fuchs, Andras Kemeny, Laure Leroy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Malik Mallem, Daniel Mestre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Perception des formes

Réalité virtuelle

Vision artificielle (robotique)

Mots clés libres

Oculomètre

Immersion

Fatigue visuelle

Perception formes

Eye-Tracking

Immersion

Eye strain

Visual perception

Résumé

Les simulateurs sont de plus en plus intégrés dans le milieu industriel car ils facilitent les processus de fabrication et de test des objets. Dans ces simulateurs, comme dans d’autres domaines d’application de la réalité virtuelle, des écrans stéréoscopiques sont utilisés afin de rapprocher la vision sur écran de la vision naturelle. Toutefois, l’ajout de la stéréoscopie pose des problèmes au niveau physiologique, comme le conflit vergence-accommodation. Ce conflit est une des causes majeures de fatigue visuelle en vision stéréoscopique.Dans une première partie nous allons nous intéresser aux différentes méthodes permettant de réduire les effets du conflit vergence-accommodation. Puis, nous proposerons, expérimenterons et validerons un nouveau traitement : l’ajout d’un flou en vision périphérique. Ce traitement nous a permis de réduire la fatigue visuelle. Nous avons de plus trouvé que plus la zone nette est petite, plus le traitement est efficace.La deuxième partie de ce manuscrit sera consacrée à l’amélioration de la perception des formes en vision stéréoscopique artificielle. L’apport principal sera la prise en compte du point de regard dans le processus de rendu afin de reproduire l’impact de la direction du regard sur la perception de l’environnement et ainsi améliorer la perception de l’environnement virtuel. Cela génère des parallaxes verticales en vision périphérique. Cette nouvelle méthode de rendu permet d’améliorer la perception des formes lorsque celles-ci sont proches de l’utilisateur.

Simulators are more and more used in industry because they help for making and testing objects. Like in other domains, simulators use stereoscopic screen to get closer natural vision and artificial vision. However, stereoscopy create some physiological problems like vergence-accommodation conflict. This conflict is one of the main cause of visual strain while viewing stereoscopic contents. In a first part, we will see some methods to reduce visual fatigue due to vergence-accommodation conflict. Then, we will propose, test and validate a new method: a blur in peripheral vision. This treatment reduce eye strain. In addition, we found out that the smaller the sharp area is, the more effective the treatment is. In the second part, we will focus on the shape perception in stereoscopic vision and how to improve it. The main contribution will be to take into account the user’s gaze point in the rendering process to reproduce the effect of the gaze direction in natural vision and improve the perception of the virtual environment. This camera convergence create deformations – called vertical parallaxes – on the screen in peripheral vision. This new method improve shape perception if objects are located close to the user.