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Production scientifique
Doctorat de SERENO Mickael
SERENO Mickael
Doctorat
Equipe : Informatique Centrée sur l'Humain

Exploration et Discussion Collaborative des Données Grâce à la Réalité Augmentée

Début le 06/04/2020
Direction : ISENBERG, Tobias

Ecole doctorale : ED STIC 580
Etablissement d'inscription : Université Paris-Saclay

Lieu de déroulement : LRI - HCC

Soutenue le 14/12/2021 devant le jury composé de :
Rapporteurs:
- Tim DWYER, Monash University
- Michael SEDLMAIR, University of Stuttgart

Examinateurs:
- Ferran ARGELAGUET, Inria Rennes
- Jeanne VEZIEN, LISN, Université Paris-Saclay
- Caroline APPERT, LISN, Université Paris-Saclay

Superviseur de thèse:
- Tobias ISENBERG, INRIA Saclay, Université Paris-Saclay

Activités de recherche :

Résumé :
J’étudie les avantages et limitations des casques de réalité augmentée (RA) pour l’exploration collaborative de données 3D. Avant d’entamer mes travaux, je voyais dans ces casques des avantages liés à leurs capacités immersives : ils fusionnent les espaces interactifs, de visualisation, de collaboration et physique des utilisateurs. Plusieurs collaborateurs peuvent voir et interagir directement avec des visuels 3D ancrés dans le monde réel. Ces casques reposent sur une vision stéréoscopique 3D qui fournit une perception de profondeur accrue par rapport aux écrans 2D, aidant les utilisateurs à mieux comprendre leurs données 3D. Laissant les utilisateurs se voir les uns les autres, il est possible de transitionner sans effort d’une phase de discussion à une phase d’exploration. Ces casques permettant aux utilisateurs d’interagir au sein de l’espace de travail de manière directe, rapide et intuitive en 3D, et donnent des indices sur les intentions d’une personne aux autres. Par exemple, le fait de déplacer un objet en le saisissant est un indice fort sur les intentions de cette personne. Enfin, en n’occultant pas le monde réel, les outils habituels mais importants tels que les postes de travail restent facilement accessibles dans cet environnement. Cela étant, et bien qu’ils soient étudiés depuis des décennies, la puissance de calcul de ces casques avant la récente sortie de l’HoloLens en 2016 n’était pas suffisante pour une exploration efficace de données 3D telles que des données océaniques. De plus, les chercheurs précédemment étaient plus intéressés par comment rendre la RA possible que par comment utiliser la RA. Malgré toutes leurs qualités, il y a donc peu de travaux qui traitent de l’exploration de jeux de données 3D. Finalement, les casques de RA ne fournissent pas d’entrées 2D qui sont couramment utilisées avec les outils d’exploration actuels tels que ParaView et les logiciels de CAO, avec lesquels entre autres scientifiques et ingénieurs sont déjà efficaces. Je théorise donc dans cette thèse les situations où ces casques sont préférables. Ils semblent préférables lorsque l’objectif est de partager des idées, d’explorer des modèles ensemble et lorsque les outils d’exploration peuvent être minimaux par rapport à ce que les postes de travail fournissent, et où la plupart des travaux et simulations préalables peuvent être effectués à l’avance. J’associe alors les casques de RA à des tablettes tactiles. J’utilise ces casques pour fusionner la visualisation, certaines interactions 3D et les espaces de collaboration dans l’espace physique des utilisateurs, et les tablettes pour la saisie 2D et l’interface utilisateur graphique habituelle que la plupart des logiciels proposent. J’étudie ensuite l’interaction de bas niveau nécessaire à l’exploration de données. Cela concerne la sélection de points et de régions dans des données 3D à l’aide de ce système hybride. Comme cette thèse vise à étudier les casques de RA dans des environnements collaboratifs, j’étudie également leurs capacités à adapter le visuel à chaque collaborateur pour un objet 3D ancré donné, similairement au “What-You-See-Is-WhatI-See” relaxé qui permet par exemple à plusieurs utilisateurs de voir et modifier simultanément différentes parties d’un document partagé. Enfin, j’étudie en ce moment l’utilisation de mon système pour l’exploration collaborative en 3D des jeux de données océaniques sur lesquels travaillent mes collaborateurs du Helmholtz-Zentrum Geesthacht en Allemagne. Pour résumer, cette thèse fournie un état de l’art de la RA à des fins collaboratifs, fournie un aperçu de l’impact de la directivité de l’interaction 3D sur l’exploration de donnée 3D, et donne aux concepteurs un aperçu de l’utilisation de la RA pour l’exploration collaborative de données scientifique 2D et 3D, en mettant l’accent sur le domaine océanographique.