Ecole des mines de Paris
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Disponible - 681.7 TRA
Niveau 3 - Informatique
Le traité de la réalité virtuelle. vol. 2 , Interfaçage, immersion et interaction en environnement virtuel
Résumé
Décrit les techniques informatiques pour la création des environnements virtuels et expose les applications professionnelles de la réalité virtuelle.
- Contributeur(s)
- Éditeur(s)
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Date
- 2006
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Langues
- Français
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Description matérielle
- 1 vol. (XXX-522 p.) : ill. ; 24 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 2-911762-63-0
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Indice
- 681.7 Intelligence artificielle, systèmes experts
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Quatrième de couverture
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Cet ouvrage en 4 volumes constitue la troisième édition, plus complète et interdisciplinaire, du traité de la réalité virtuelle. Sous la direction de Philippe Fuchs et la coordination générale de Guillaume Moreau, il est rédigé par 74 auteurs, chercheurs ou professionnels français, spécialistes du domaine. Les trois premiers volumes de ce traité correspondent aux problématiques de la réalité virtuelle et le dernier aux applications.
Volume 1 : L'homme et l'environnement virtuel.
Volume 2 : L'interfaçage, l'immersion et l'interaction.
Volume 3 : Les outils et les modèles informatiques.
Volume 4 : Les applications.
L'interfaçage, l'immersion et l'interaction en environnement virtuel
Ce volume sous la coordination de Jean-Marie Burkhardt et Sabine Coquillart aborde la problématique de l'interfaçage de l'homme à un monde virtuel, aussi bien sous les aspects matériels, logiciels qu'ergonomiques.
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Tables des matières
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Le traité de la réalité virtuelle
Volume 2 Interfaçage, immersion et interaction en environnement virtuel
Claude Andriot/Mohamed Benali-Koudja/Patrick Bourdot/Jean-Marie Burkhardt/Sabine Coquillart/Lionel Dominjon/Philippe Fuchs/Florian Gosselin/Jérôme Grosjean/Martin Hachet/Moustapha Hafez/Anatole Lécuyer/Hervé Mathieu/Jean-Paul Papin/Laurence Perron/Patricia Plénacoste/Paul Richard/Damien Touraine/Nicolas Tsingos/Jean-Marc Vézien/Olivier Warusfel
- I Interfaçage 1
- 1 Introduction à la réalité virtuelle 3
- 1.1 Fondement de la réalité virtuelle3
- 1.1.1 Introduction3
- 1.1.2 Définitions de la réalité virtuelle5
- 1.2 Modèle de référence pour l'immersion et l'interaction10
- 1.2.1 L'approche «instrumentale» pour l'immersion et l'interaction10
- 1.2.2 Le modèle de référence en RV12
- 1.3 Structuration du traité de la réalité virtuelle13
- 1.3.1 L'Homme et l'environnement virtuel15
- 1.3.2 Les outils et les modèles informatiques des environnements virtuels15
- 1.3.3 Les applications de la réalité virtuelle16
- 1.4 Présentation du contenu du volume «L'interfaçage, l'immersion et l'interaction en environnement virtuel»16
- 1.4.1 L'interfaçage, l'immersion et l'interaction en environnement virtuel16
- 1.5 Références bibliographiques18
- 2 Approche théorique et pragmatique de la réalité virtuelle 19
- 2.1 Comportement de l'homme dans un environnement réel19
- 2.2 Les interfaces comportementales20
- 2.2.1 Conception matérielle20
- 2.2.2 Transparence d'une interface23
- 2.2.3 Interfaces commercialisées et interfaces spécifiques23
- 2.3 L'approche «instrumentale» pour l'immersion et l'interaction24
- 2.3.1 Les concepts fondamentaux pour l'interfaçage comportemental24
- 2.3.2 Interfaces comportementales, schèmes et métaphores27
- 2.3.3 Cohérence et incohérence de l'environnement virtuel30
- 2.3.4 Interfaçage et multimodalité32
- 2.4 Méthode de conception et d'évaluation d'un environnement en réalité virtuelle32
- 2.4.1 Le modèle de référence en RV32
- 2.4.2 Les Primitives Comportementales Virtuelles34
- 2.4.3 Les Aides Logicielles Comportementales36
- 2.4.4 Démarche de conception38
- 2.4.5 Démarche de l'évaluation41
- 2.5 Exemples de conception et d'évaluation d'un environnement en réalité virtuelle42
- 2.5.1 Magasin virtuel d'expérimentation commerciale42
- 2.5.2 Formation en réalité virtuelle sur des infrastructures ferroviaires48
- 2.6 Discussion sur notre approche pour l'immersion et l'interaction du sujet51
- 2.7 Le réalisme en fonction des types d'application53
- 2.7.1 Introduction53
- 2.7.2 Simulation de certains aspects de la réalité54
- 2.7.3 Simulation d'un monde symbolique57
- 2.7.4 Simulation d'un monde imaginaire57
- 2.7.5 Conclusion sur le réalisme en fonction des types d'application58
- 2.8 Perspectives et conclusions du chapitre58
- 2.9 Références bibliographiques58
- II Dispositifs matériels des interfaces motrices 61
- 3 Les capteurs de localisation 63
- 3.1 Généralités63
- 3.1.1 La localisation spatiale63
- 3.1.2 Capteur de localisation et interface de commande64
- 3.2 Principes de positionnement65
- 3.2.1 Principe par mesures de distance entre points65
- 3.2.2 Principe de mesure avec source émettrice66
- 3.2.3 Principe de mesure sans source émettrice artificielle66
- 3.2.4 Principe de mesure de caractéristiques du mouvement66
- 3.2.5 Principe par mesures d'angles entre solides67
- 3.3 Traqueurs mécaniques67
- 3.3.1 Traqueurs mécaniques mesurant des distances67
- 3.3.2 Traqueurs mécaniques déterminant une orientation, une vitesse ou une accélération68
- 3.4 Traqueurs électromagnétiques70
- 3.4.1 Traqueurs électromagnétiques à champ alternatif70
- 3.4.2 Traqueurs électromagnétiques à champ impulsionnel73
- 3.4.3 Caractéristiques des traqueurs électromagnétiques74
- 3.4.4 Compas75
- 3.5 Traqueurs acoustiques ou traqueurs à ultrasons77
- 3.6 Traqueurs optiques79
- 3.6.1 Introduction79
- 3.6.2 Principe79
- 3.6.3 Classification des traqueurs81
- 3.6.4 Quelques systèmes récemment commercialisés82
- 3.6.5 Conclusion85
- 3.7 Comparaison entre les différents types de traqueurs85
- 3.8 Annexe : Calcul des paramètres du capteur électromagnétique Fastrak86
- 3.8.1 Principe86
- 3.8.2 Détermination des courants dans le récepteur87
- 3.8.3 Détermination des changements en position et orientation88
- 3.9 Références bibliographiques90
- 4 Les interfaces spécifiques de la localisation corporelle 93
- 4.1 Introduction93
- 4.2 Interfaces de localisation du corps «motion capture»94
- 4.2.1 Deux principes de «motion capture»94
- 4.2.2 Interfaces portables de localisation du corps95
- 4.2.3 Interfaces de localisation optique97
- 4.3 Interfaces de localisation des membres supérieurs ou inférieurs101
- 4.4 Interfaces spécifiques de locomotion103
- 4.4.1 Interfaces de locomotion par patins104
- 4.4.2 Interfaces de locomotion par tapis105
- 4.4.3 Interfaces de locomotion en position assise107
- 4.5 Interfaces de détection de l'expression du visage ou des lèvres109
- 4.5.1 Détection optique de l'expression du visage ou des lèvres109
- 4.5.2 Détection mecanique de l'expression du visage ou des lèvres111
- 4.5.3 Conclusion sur la détection du visage ou des lèvres111
- 4.6 Oculomètres112
- 4.6.1 Introduction112
- 4.6.2 Oculomètres électromagnétiques114
- 4.7 Capteurs physiologiques114
- 4.8 Conclusion115
- 4.9 Références bibliographiques115
- 5 Les interfaces manuelles motrices 119
- 5.1 Introduction119
- 5.1.1 Capteur de localisation et gant de données119
- 5.1.2 Capteur de localisation et interface de commande119
- 5.2 Gants de données120
- 5.2.1 Gants à fibres optiques120
- 5.2.2 Détection par caméras des mouvements de la main122
- 5.2.3 Gants à variation de résistances122
- 5.2.4 Gants à effet Hall123
- 5.2.5 Cas particulier : gant de commandes binaires124
- 5.2.6 Conclusion124
- 5.3 Interfaces de commande126
- 5.3.1 Souris 3D127
- 5.3.2 Souris 3D avec retour d'effort128
- 5.3.3 Interface de commande à six degrés de liberté pour grand écran130
- 5.3.4 Interfaces non-manuelles de commande131
- 5.4 Références bibliographiques131
- III Dispositifs matériels des interfaces sensori-motrices 133
- 6 Les dispositifs matériels des interfaces à retour d'effort 135
- 6.1 Introduction135
- 6.2 Problématique et classification des interfaces à retour d'effort136
- 6.3 Conception des interfaces à retour d'effort140
- 6.3.1 Critères de performances et cahier des charges140
- 6.3.2 Modélisation et dimensionnement147
- 6.3.3 Contraintes techniques156
- 6.4 Les différentes interfaces à retour d'effort162
- 6.4.1 Les interfaces à retour d'effort à réaction externe163
- 6.4.2 Les interfaces à retour d'effort à réaction interne183
- 6.5 Bilan194
- 6.6 Références bibliographiques194
- 7 Commande d'une interface à retour d'effort 203
- 7.1 Introduction203
- 7.2 Description intuitive du couplage haptique205
- 7.3 Modélisation de la commande haptique par un formalisme réseau208
- 7.3.1 Passivité209
- 7.3.2 Stabilité210
- 7.3.3 Application au problème à un degré de liberté211
- 7.4 Conclusion213
- 7.5 Annexe : éléments de théorie des réseaux213
- 7.6 Références bibliographiques215
- IV Dispositifs matériels des interfaces sensorielles 217
- 8 Les interfaces tactiles 219
- 8.1 Introduction219
- 8.2 L'intérêt des interfaces à retour tactile en réalité virtuelle220
- 8.3 L'essentiel pour la conception d'une interface tactile221
- 8.4 Etat de l'art des interfaces tactiles222
- 8.4.1 Technologies d'excitation tactile223
- 8.4.2 Classification des interfaces tactiles suivant le domaine d'application224
- 8.5 Synthèse de l'état de l'art232
- 8.6 Conclusion234
- 8.7 Références bibliographiques235
- 9 Les interfaces visuelles 241
- 9.1 Introduction aux interfaces visuelles241
- 9.2 Interfaces visuelles à support fixe242
- 9.2.1 Écrans d'ordinateur monoscopiques242
- 9.2.2 Écrans d'ordinateur stéréoscopiques243
- 9.2.3 Fenêtre immersive248
- 9.2.4 Systèmes à projection sur grands écrans248
- 9.2.5 Exemples de systèmes à projection sur grands écrans261
- 9.3 Interfaces visuelles portables269
- 9.3.1 Architecture d'un visiocasque270
- 9.3.2 Visiocasques avec écrans à tube cathodique271
- 9.3.3 Visiocasques avec écrans à cristaux liquides273
- 9.3.4 Modèle optique d'un visiocasque et problèmes connexes274
- 9.3.5 Vidéolunettes276
- 9.3.6 Visiocasque et dispositif semi transparents279
- 9.4 Critères de choix d'une interface visuelle279
- 9.5 Tests visuels sur les interfaces283
- 9.5.1 Tests visuels sur les écrans stéréoscopiques283
- 9.5.2 Tests visuels sur les visiocasques283
- 9.5.3 Comparaison des solutions à un écran285
- 9.5.4 Comparaison entre les écrans des visiocasques285
- 9.6 Conclusion286
- 9.7 Annexes287
- 9.7.1 Restitution par images volumiques287
- 9.7.2 Dispositifs pour la polarisation de lumière287
- 9.7.3 Modélisation d'un visiocasque289
- 9.8 Références bibliographiques293
- 10 Les interfaces à simulation de mouvement et l'interface à simulation de climat 297
- 10.1 Généralités297
- 10.2 Sièges de simulation pour mono-utilisateur299
- 10.2.1 Généralités299
- 10.2.2 Les différents produits de simulation mono-utilisateur300
- 10.3 Cabines de simulation pour multi-utilisateurs304
- 10.3.1 Évolution des simulateurs304
- 10.3.2 Plates-formes mobiles306
- 10.3.3 Les différentes cabines de simulation309
- 10.4 Conclusion sur les interfaces à simulation de mouvement313
- 10.5 Interface à simulation de climat313
- 10.6 Références bibliographiques314
- 11 Les interfaces olfactives 317
- 11.1 Introduction317
- 11.2 Les interfaces olfactives commercialisées318
- 11.2.1 L'interface olfactive de Olfacom318
- 11.2.2 L'interface olfactive de Ruetz318
- 11.2.3 L'interface olfactive de AromaJet319
- 11.2.4 L'interface olfactive de Aerome319
- 11.2.5 L'interface olfactive de Osmooze321
- 11.2.6 L'interface olfactive de MDS-System322
- 11.3 Applications exploitant la diffusion d'odeurs322
- 11.3.1 Introduction322
- 11.3.2 Applications de France Télécom (Exhalia)322
- 11.3.3 Applications développées dans les laboratoires académiques325
- 11.4 Conclusion327
- 11.5 Références bibliographiques327
- V Les techniques d'interaction 329
- 12 Les techniques d'interaction pour les primitives comportementales virtuelles 331
- 12.1 Introduction331
- 12.1.1 Rappel sur notre démarche en réalité virtuelle331
- 12.1.2 Interaction332
- 12.2 Primitives Comportementales Virtuelles d'observation333
- 12.2.1 Classification333
- 12.2.2 Observation visuelle333
- 12.2.3 Observation acoustique337
- 12.2.4 Observation tactile337
- 12.3 La recherche d'itinéraire337
- 12.3.1 Introduction337
- 12.3.2 Fondements théoriques338
- 12.3.3 La recherche d'itinéraire en environnement virtuel341
- 12.3.4 Conclusion348
- 12.4 Déplacement349
- 12.4.1 Introduction349
- 12.4.2 Contrôle continu351
- 12.4.3 Contrôle discret356
- 12.4.4 Contrôle planifié357
- 12.4.5 Evaluations357
- 12.4.6 Conclusion358
- 12.5 Sélection et Manipulation358
- 12.5.1 Introduction358
- 12.5.2 Techniques d'interaction359
- 12.5.3 Précision365
- 12.6 Contrôle d'application et entrée de symboles366
- 12.6.1 Contrôle d'application366
- 12.6.2 Entrée de symboles373
- 12.6.3 Conclusion376
- 12.7 Références bibliographiques377
- 13 Les techniques d'intégration multimodale en environnement virtuel 381
- 13.1 Introduction381
- 13.2 Fusion multimodale382
- 13.2.1 Description exhaustive de l'interaction382
- 13.2.2 Intégration à base de règles382
- 13.2.3 Fusion multimodale en RV&A383
- 13.3 Multimodalité en sortie384
- 13.3.1 Modèles issus des IHM385
- 13.3.2 Fission multimodale en RV&A385
- 13.4 Conclusion386
- 13.5 Références bibliographiques386
- VI Aspects particuliers de l'interaction en réalité virtuelle 389
- 14 La restitution visuelle stéréoscopique 391
- 14.1 Création d'images stéréoscopiques391
- 14.1.1 Principe391
- 14.1.2 Choix des paramètres stéréoscopiques398
- 14.1.3 Création d'images en relief pour la téléopération399
- 14.1.4 Limitation de la fatigue oculaire en vision stéréoscopique403
- 14.1.5 Création d'images en vision orthostéréoscopique pour une revue de projet406
- 14.2 Évaluation des techniques stéréoscopiques407
- 14.2.1 Intérêts de la vision en relief407
- 14.2.2 Choix des paramètres de la vision en relief408
- 14.3 Conclusion409
- 14.4 Annexes410
- 14.4.1 Perception du relief sur une feuille410
- 14.4.2 Formules de la vision stéréoscopique410
- 14.5 Références bibliographiques418
- 15 Dispositifs et interfaces de restitution sonore spatiale 421
- 15.1 Introduction421
- 15.2 Approches perceptives, illusion des «sources fantômes»422
- 15.2.1 Stéréophonie422
- 15.2.2 Généralisation aux systèmes multi-canaux423
- 15.3 Reconstruction du champ sonore physique424
- 15.3.1 Techniques binaurales424
- 15.3.2 Holophonie et Décomposition en harmoniques429
- 15.4 Comparatifs des différents dispositifs et intégration en réalité virtuelle435
- 15.4.1 Validité spatiale de la reproduction sonore436
- 15.4.2 Influence du lieu de restitution et compensation de contexte438
- 15.4.3 Latence et synchronisme avec d'autres modalités443
- 15.5 Librairies logicielles pour le rendu sonore spatial443
- 15.6 Références bibliographiques444
- 16 Le Retour Pseudo-Haptique 451
- 16.1 Introduction451
- 16.2 Concept du retour pseudo-haptique451
- 16.2.1 Objectifs451
- 16.2.2 Intégration vision-toucher452
- 16.2.3 Illusions visuelles et haptiques453
- 16.2.4 Propositions et définition455
- 16.3 Possibilités offertes par le retour pseudo-haptique456
- 16.3.1 Simulation pseudo-haptique du frottement456
- 16.3.2 Simulation pseudo-haptique de la raideur457
- 16.3.3 Simulation pseudo-haptique de la masse459
- 16.3.4 Simulation pseudo-haptique de la texture461
- 16.4 Généricité et application du retour pseudo-haptique462
- 16.4.1 Propriétés du retour pseudo-haptique463
- 16.4.2 Les applications actuelles du retour pseudo-haptique466
- 16.5 Conclusion468
- 16.6 Références bibliographiques469
- VII Ergonomie de l'interfaçage 471
- 17 Concevoir et évaluer l'interaction utilisateur-environnement virtuel 473
- 17.1 Introduction473
- 17.1.1 L'utilisabilité : un critère parmi bien d'autres en ergonomie473
- 17.1.2 D'une approche centrée sur la perception et la copie du «réel» vers une approche centrée sur l'utilisateur474
- 17.1.3 Organisation du chapitre475
- 17.2 Du 2D au 3D : trois aspects essentiels pour l'ergonomie des interfaces475
- 17.2.1 Dispositifs génériques ou interfaces personnalisées475
- 17.2.2 Interface 3D et interaction 3D476
- 17.2.3 Rôle et prise en compte du geste dans l'interaction478
- 17.3 Ergonomie pour la conception des interfaces et de l'interaction480
- 17.3.1 Quel paradigme pour l'interaction : exploitation du geste «naturel», de la métaphore ou les deux ?480
- 17.3.2 Dimensions pour la conception de l'interaction485
- 17.3.3 Quelques aspects relatifs aux choix et limites actuelles489
- 17.3.4 Rétroactions et représentations de l'utilisateur dans les mondes virtuels493
- 17.4 Evaluer l'interface et l'interaction : les études avec des utilisateurs506
- 17.4.1 Les objectifs et les modalités de l'évaluation avec des utilisateurs : la forêt cachée derrière le «test utilisateur»506
- 17.4.2 La démarche expérimentale : clef de voûte des études avec les utilisateurs509
- 17.4.3 Dimensions et types de mesures recueillies et analysées dans les études empiriques avec des utilisateurs511
- 17.4.4 La construction des études513
- 17.5 Conclusion516
- 17.6 Références bibliographiques517
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Origine de la notice:
- Electre
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Niveau 3 - Informatique
