Soutenance publique de thèse de doctorat en informatique : Maxime CAUZ

Determining Design Guidelines for Interface Elements for Immersive Augmented Reality

La quatrième révolution industrielle tente de répondre au besoin de produits et de services innovants et spécifiques dans un marché concurrentiel en intégrant les technologies numériques [Barata, 2021; Davies, 2015]. D’autres domaines ont également connu une transformation semblable à celle du monde industriel, tels que les secteurs de l’art et de la culture, de la médecine et de l’administration. Néanmoins, la nature volumineuse et la structure complexe des données nécessitent l’adoption de nouvelles méthodologies de visualisation et d’interaction, communément appelées les défis associés au “Big Data”. En outre, le contexte dans lequel l’information se produit devient essentiel pour la comprendre. Ce contexte peut être partiellement ou totalement réel. Par conséquent, l’un des défis consiste à réduire la frontière entre le virtuel et le réel afin de fournir l’information au bon endroit et au bon moment [Barata, 2021]. À cette fin, les technologies de la Réalité Augmentée (RA) ont participé à ces transformations pour combiner les mondes virtuel et réel. Il s’agit de superposer un monde virtuel au monde réel vu par l’utilisateur afin d’afficher des informations supplémentaires en relation ou non avec son environnement. En d’autres termes, elle permet un accès immédiat aux informations contextuelles de l’utilisateur en plaçant des informations directement dans le monde réel.

L’un des principaux défis posés par les technologies de RA est l’interface utilisateur, avec le changement de paradigme en termes d’espace de travail [Billinghurst, 2021; Kim et al., 2018; Ong et al., 2008]. Alors que sur les ordinateurs de bureau et les téléphones portables, l’espace de travail est en 2D et limité à la taille de l’écran, dans l’environnement immersif de la RA, l’espace de travail est en 3D et limité à l’ensemble de l’environnement (c’est-à-dire illimité en termes d’espace, mais limité par les murs et les autres éléments qui composent l’environnement) [Chandler et al., 2015]. Bien que cela présente certains avantages, comme la réduction de la charge cognitive sur la visualisation 3D, cela implique de repenser la place et l’utilité des interfaces 2D et 3D, en incluant de nouvelles contraintes liées à l’environnement réel, comme la profondeur, l’occlusion, et les visualisations situées et embarquées [Ens et al., 2021]. En effet, le principe de la RA est de placer l’information directement dans l’environnement réel. Il est donc essentiel d’identifier les bonnes et les mauvaises pratiques en matière de conception afin de prévenir la surcharge cognitive et visuelle, ainsi que la création d’environnements accablants.

Dans le cadre des possibilités de recherche offertes par ce défi, la recherche présentée dans cette thèse de doctorat se concentrera davantage sur la visualisation en tant que soutien à la tâche de l’utilisateur par le biais de la RA immersives avec des casques montés sur tête. Cet objectif principal a été poursuivi en examinant quatre niveaux de conception, conscients des facteurs contextuels (par exemple, les utilisateurs, l’environnement, les tâches) intrinsèques au déploiement de l’application. Au niveau des entités (par exemple, texte, image, vidéo et modèles 3D), nous avons procédé à une revue de la littérature afin d’identifier les paramètres du texte, les contraintes contextuelles ayant un impact sur ces paramètres et, par conséquent, les lignes directrices à respecter pour garantir la lisibilité du texte. Au niveau des tâches canoniques (c’est-à-dire les tâches indivisibles en sous-tâches), nous avons effectué une deuxième revue de la littérature pour déterminer les idiomes de visualisation, les tâches pour les évaluer et, par conséquent, les meilleurs idiomes de visualisation par tâches pour les tâches de navigation vers des points d’intérêt réels et virtuels hors-écran. Au niveau applicatif, nous avons étudié deux cas d’utilisation : d’une part, le soutien d’une application web pour l’analyse de texte avec des experts en sciences humaines utilisant des métaphores et, d’autre part, une application de collaboration à distance totalement immersive dans le domaine de la maintenance industrielle. Enfin, au niveau inter-applications, nous avons exploré des stratégies pour réduire l’encombrement de l’information dans un scénario de RA permanente. En fin de compte, cette thèse apporte quinze contributions à la recherche et à divers domaines de pratique. En outre, cette thèse est rédigée à partir de sept publications et de cinq travaux d’étudiants, qu’elle prolonge.

 

Mots clés : Réalité Augmentée, Réalité Mixte, Texte, Lisibilité, Navigation, Métaphores, Collaboration, Encombrement de l’information, Réalité Augmentée permanente.

Contact : Isabelle Daelman - isabelle.daelman@unamur.be
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