Patrick Perea - Interaction en réalité augmentée mobile : exploration et pointage de cibles numériques

Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'Interaction Homme-Machine (IHM) et est dédiée à l'interaction en Réalité Augmentée (RA) sur dispositifs mobiles.

La RA permet l'ajout de contenu numérique, principalement graphique, à l'environnement physique de l'utilisateur. L'environnement mixte ainsi obtenu comprend des objets numériques ancrés dans le monde physique. Cet environnement mixte partiellement perceptible sur l'écran du dispositif mobile définit plusieurs contraintes pour l'interaction. Nos travaux sont dédiés à la sélection d'une cible numérique dans cet environnement mixte. Pour cela les deux questions traitées sont : (1) comment améliorer la perception de l'environnement mixte au-delà de ce qui est perçu par le champ de vision de la caméra du dispositif mobile, pour trouver une cible numérique (2) comment améliorer le pointage sur dispositif mobile d'une cible numérique ancrée dans l'environnement physique. Nous apportons des contributions à ces deux questions. 

Nous proposons dans un premier temps trois techniques interactives de guidage hors-champ, que nous évaluons au travers de deux études expérimentales en laboratoire. Ces techniques sont basées sur Halo, une solution permettant la visualisation d'objets hors-champ à l'aide de cercles, et diffèrent par la manière de visualiser l'agrégation des cibles numériques hors-champ. Les résultats des deux études montrent que nos trois techniques étendent efficacement la connaissance de l'utilisateur sur l'environnement mixte hors-champ, et limitent l'intrusion visuelle à l'écran du dispositif mobile par rapport aux solutions traditionnelles à base de flèches. 

Nous avançons ensuite deux techniques d'interaction pour faciliter le pointage de cibles numériques en RA. Ces techniques sont basées sur (1) les techniques d'expansion de cibles, qui facilitent la sélection de cibles en allouant à chaque cible une zone active plus grande et (2) un saut de curseur, qui raccourcit la distance entre le curseur et les informations regroupées au sein de la cible numérique. Les deux techniques diffèrent par la manière de manipuler le curseur une fois qu'il a sauté sur la cible numérique. Nous offrons deux possibilités : pointage physique en déplaçant l'appareil mobile vers l'information souhaitée, ou pointage relative en utilisant le pouce sur l'écran. Le résultat d'une étude expérimentale en laboratoire confirme que les techniques d'expansion de cibles diminuent le temps nécessaire à l'acquisition d'une cible, tandis que la manipulation relative du curseur avec le pouce est très largement préférée par les participants.

Nos contributions sont appliquées au contexte de la production industrielle, et plus spécifiquement à la maintenance industrielle en charge de réparer ou de prévenir les pannes sur les machines de production. L'entreprise partenaire de cette thèse CIFRE, Schneider Electric, intègre dans le produit Augmented Operator Advisor (application de RA d'aide à la maintenance) une des techniques d'aide au pointage proposées.