Interfaces de localisation et de commande

L’objectif de ce dossier est de présenter les interfaces permettant une localisation en temps réel de tout objet, ce qui permet le suivi de sa trajectoire, indispensable pour la réalité virtuelle. Dans ce domaine, l’objet à localiser est, soit une partie du corps du sujet (main, tête...), soit l’ensemble du corps, soit un solide manipulé par l’utilisateur. Ce sont donc des interfaces motrices car elles permettent au sujet d’ agir sur le monde virtuel.

Dans bien des cas, nous employons les capteurs universels de localisation, souvent nommés par le néologisme «  traqueur  ». Ceux-ci mesurent seulement la position spatiale d’un repère mobile par rapport à un repère fixe. Nous pouvons aussi utiliser les interfaces spécifiquement conçues pour la localisation du corps ou d’une partie de celui-ci, telles que les combinaisons de données et les gants de données.

Le positionnement d’un repère mobile est parfaitement déterminé si le traqueur permet de mesurer les six degrés de liberté du repère. Ces six paramètres sont définis par la matrice de transformation géométrique entre ce repère et le repère fixe lié à l’environnement. Cette transformation est composée d’une rotation et d’une translation. Les paramètres peuvent être définis de différentes façons et, en général, les systèmes de mesure laissent à l’utilisateur le choix entre les différentes représentations. Le traqueur parfait n’existe pas. Tous les traqueurs présentés dans ce dossier ont au moins une contrainte d’exploitation ou des performances restrictives. Les techniques de réalité virtuelle sont pourtant très demandeuses de ce type d’interface. Mais concevoir et réaliser un capteur de localisation bon marché qui fournisse en temps réel (à une fréquence supérieure à 100 Hz) six mesures très précises, sans contraintes d’exploitation, est un challenge technique très difficile. Il peut paraître étonnant qu’à notre époque aux techniques très évoluées, donner six mesures en temps réel semble très complexe.

Les capteurs de localisation spatiale déterminent souvent les six paramètres liés aux six degrés de liberté. Mais certains capteurs ne mesurent que trois paramètres :

• les trois coordonnées liées à la translation de l’objet par rapport au référentiel ;

• les trois coordonnées liées à la rotation de l’objet ;

• les trois coordonnées liées à la localisation dans un plan.

Nous ne présentons dans ce dossier que les...