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Article

1 - INTERFACES VISUELLES À SUPPORT FIXE

2 - INTERFACES VISUELLES PORTABLES

3 - TESTS VISUELS SUR LES INTERFACES

4 - CRÉATION D’IMAGES STÉRÉOSCOPIQUES

5 - INTÉRÊTS DE LA VISION EN RELIEF

  • 5.1 - Choix des paramètres de la vision en relief
  • 5.2 - Comparaison des solutions à un écran
  • 5.3 - Comparaison entre les écrans des visiocasques

6 - CONCLUSION

| Réf : TE5906 v1

Tests visuels sur les interfaces
Interfaces visuelles

Auteur(s) : Philippe FUCHS

Date de publication : 10 mai 2003

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RÉSUMÉ

Les interfaces visuelles sont classées en deux types : les interfaces portables par l'utilisateur et les interfaces à support fixe. Les sous-catégories sont ensuite fonction des champs de vision proposés et des possibilités de vision stéréoscopique. Après une première présentation des différentes classes d'interfaces, sont explicités les problèmes et les solutions de la création des images en relief lesquels, sous couvert de facilités d'utilisation, demeurent une technique délicate à exploiter correctement.

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ABSTRACT

Visual interfaces for virtual reality

Visual interfaces are classified in two categories: portable interfaces and fixed-support. Sub-categories depend on the fields of vision offered and the possibilities of stereoscopic vision. The different classes of interfaces are firstly presented. The problems and solutions of the creation of relief images are then explained. Despite an apparent ease of use, this technique remains delicate to exploit accurately.

Auteur(s)

  • Philippe FUCHS : Professeur à l’École nationale supérieure des mines de Paris (ENSMP) - Équipe Réalité virtuelle et réalité augmentée, Centre de robotique

INTRODUCTION

L’utilisation du sens visuel est presque toujours indispensable en réalité virtuelle (RV). Un dispositif RV n’exploitant pas la vision est extrêmement rare. Il pourrait s’agir de dispositifs pour les non-voyants ou pour représenter leur perception du monde aux voyants.

Les logiciels de réalité virtuelle permettent de créer des images de synthèse de qualité de plus en plus grande. Le matériel informatique atteint des puissances de calculs suffisantes pour créer des images tridimensionnelles de qualité en temps réel, même s’il existe encore des verrous technologiques : par exemple, en 2003, on ne peut pas calculer en temps réel des images photoréalistes avec des reflets suffisamment proches de la réalité. En général, en réalité virtuelle, on souhaite exploiter d’autres interfaces visuelles qu’un simple écran monoscopique pour obtenir une immersion visuelle efficace.

L’interface idéale et universelle devrait posséder des caractéristiques métrologiques correspondant aux capacités du système visuel humain pour bien exploiter ce canal sensoriel. En effet, le lecteur peu informé sur la vision humaine, peut (doit) se documenter pour bien comprendre les problèmes soulevés par l’interfaçage visuel, qui est plus compliqué qu’il n’y paraît, dès lors qu’il souhaite exploiter une autre interface visuelle qu’un simple écran monoscopique .

Les interfaces visuelles doivent donc offrir quatre capacités de plus que celles d’un écran ordinaire :

  • de grands champs de vision horizontal et vertical correspondant à ceux des yeux ;

  • une vision stéréoscopique dans tout le champ de vision binoculaire ;

  • une haute résolution graphique exploitant toutes les performances des acuités monoscopique et stéréoscopique ;

  • une immersion du regard dans le monde virtuel. On parle de l’immersion du regard quand l’utilisateur voit toujours la scène virtuelle, même s’il translate ou tourne sa tête (son regard) dans n’importe quelle direction. Ce dernier point n’est possible que si l’interface visuelle est couplée à un capteur localisant l’orientation de la tête de l’opérateur.

En pratique, nous verrons qu’il existe deux types d’immersion du regard proposés techniquement :

  • l’immersion totale du regard dans un visiocasque. La tête de l’observateur peut se translater et tourner dans toutes les directions ;

  • l’immersion concentrique du regard : devant un écran (souvent de grande taille), l’observateur peut regarder la scène virtuelle (ou l’objet) en tournant la tête d’un angle de plus ou moins 45 o environ par rapport à la normale à l’écran.

La présentation des interfaces visuelles dans cet article peut être basée sur différentes classifications, selon que l’on privilégie une des quatre capacités précédemment citées. Les deux premières classes permettent ou non l’immersion du regard, ce sont donc les interfaces portables par l’utilisateur et les interfaces à support fixe. Les sous catégories sont fonction des champs de vision que proposent les interfaces et sont ensuite fonction des possibilités de vision stéréoscopique.

Après la présentation des différentes classes d’interfaces, nous expliciterons les problèmes et les solutions de la création des images en relief qui, sous couvert de facilité d’utilisation, demeure une technique délicate à exploiter correctement.

Nota :

Le lecteur consultera utilement l’article Réalité virtuelle. Concepts et outils  dans ce traité.

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KEYWORDS

interface   |   display   |   Visualization   |   virtual reality   |   multimedia

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te5906


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3. Tests visuels sur les interfaces

Il est souhaitable de réaliser une série de tests visuels avant d’acheter un appareil afin d’en apprécier la qualité. Cependant, il faut garder à l’esprit que les résultats dépendent des caractéristiques intrinsèques de l’interface visuelle mais également de la capacité de l’ordinateur en images de synthèse et du propre système visuel de l’utilisateur. Ce dernier est particulièrement prépondérant pour les images en relief.

3.1 Tests visuels sur les écrans stéréoscopiques

  • Tests techniques

    Les buts des tests techniques à réaliser sont :

    • la détermination du chevauchement temporel des images en relief (crosstalk ). Pour ce test, il ne faut afficher qu’une image droite (ou gauche) et fermer l’œil correspondant. L’utilisateur ne doit rien percevoir en théorie. La séparation des images n’étant pas parfaite avec les systèmes à lunettes, une image « fantôme » est faiblement visible. Celle-ci doit être la plus atténuée pour ne pas gêner la fusion des images stéréoscopiques. Il faut tester avec les trois couleurs (rouge, bleu et vert) en se rappelant que la séparation est plus délicate pour le vert ;

    • l’évaluation de la qualité de la résolution de l’écran en affichant les lignes verticales d’un pixel d’épaisseur ;

    • l’appréciation des contrastes et de la luminance des images ;

    • l’observation de la fréquence d’affichage des images. Il faut obtenir 25 Hz minimum pour chaque œil. La fluidité des mouvements rapides d’un objet doit être testée.

  • Tests psychophysiques

    Ces tests ont pour objectif :

    • la détermination de la limite de fusion des images stéréoscopiques [angle maximum de parallaxe horizontale 4.2...

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