18 research outputs found

    Conception et développement d'un service Web de contexte spatial dédié aux téléphones intelligents dans le cadre de jeux éducatifs interactifs

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    Actuellement, avec l’essor de l’informatique ubiquitaire, un intĂ©rĂȘt grandissant est portĂ© Ă  l’exploitation du contexte de l’utilisateur pour une adaptation des applications et de leur contenu Ă  ses besoins et activitĂ©s en temps rĂ©el, dans divers domaines (tourisme, maisons intelligents, hĂŽpitaux). De cet intĂ©rĂȘt rĂ©sulte bon nombre de projets traitant la dĂ©finition et l’élaboration de modĂšles de contexte et de plateformes de gestion dudit contexte. Dans le cadre du projet GĂ©oÉduc3D, l’utilisation du contexte pour l’amĂ©lioration de l’aspect immersif et interactif de jeux Ă©ducatifs revĂȘt un intĂ©rĂȘt certain. Ce cadre applicatif (jeux Ă©ducatifs, rĂ©alitĂ© augmentĂ©e, tĂ©lĂ©phones intelligents) est complĂštement diffĂ©rent et amĂšne la question de l’interopĂ©rabilitĂ© peu abordĂ©e dans les prĂ©cĂ©dents travaux. Nos travaux ont donc pour objectif de concevoir et d’implĂ©menter une solution informatique dĂ©diĂ©e Ă  l’acquisition et Ă  la diffusion de contexte spatial dans un environnement multi-joueurs sur et pour des tĂ©lĂ©phones intelligents. Dans ce but, nous proposons tout d’abord une nouvelle dĂ©finition et une modĂ©lisation du contexte spatial adaptĂ© Ă  notre cadre particulier. Ensuite, nous prĂ©sentons l’architecture d’un systĂšme orientĂ© service pour la gestion de cette information contextuelle. Afin de tester notre approche, un prototype de service Web a Ă©tĂ© Ă©laborĂ© selon trois fonctions principales : rĂ©cupĂ©ration des informations auprĂšs des tĂ©lĂ©phones intelligents ; enregistrement des donnĂ©es dans la base de donnĂ©es et interrogation flexible en mode synchrone ou asynchrone des donnĂ©es. Ce travail de recherche ouvre ainsi la voie Ă  la conception et au dĂ©veloppement d’applications de jeux Ă©ducatifs, destinĂ©es Ă  n’importe quel type de tĂ©lĂ©phone intelligent, sensible au contexte spatial des joueurs dans un environnement multi-joueurs.Currently, with the rise of ubiquitous computing, one is growing interest in using the user context, for adapting applications and their contents to users’ needs and activities in real time, in different fields (tourism, smart homes, and hospitals). Many projects dealing with the definition and context models and management platforms have emerged. In the GeoEduc3D project, exploiting the context to improve the immersive and interactive aspects of interactive educational games is to be explored. This particular application framework (serious games, augmented reality, smart phones) is completely different and brings the issue of interoperability, which was not really addressed in previous work. Therefore, our work aims to design and implement a solution dedicated to the acquisition and dissemination of spatial context in a multi-players environment on and for smart phones. For this purpose, we first propose a definition and modeling of spatial context. Then we define the architecture of a service-oriented system for managing that information. To test our approach, a Web service prototype was developed according to three main functions: retrieving information from smart phones, storing data in the database and query flexible synchronous or asynchronous data. This research opens the way for the design and development of context-aware serious games applications for any type of smart phone, in a multiplayer environment

    Interaction en réalité mixte appliquée à l'archéologie sous-marine

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    L intĂ©rĂȘt portĂ© par l archĂ©ologie Ă  la rĂ©alitĂ© virtuelle est croissant. La rĂ©alitĂ© virtuelle est devenue un outil nĂ©cessaire pour l exploration et l Ă©tude des sites archĂ©ologiques, et plus particuliĂšrement, les sites archĂ©ologiques sous-marins qui se rĂ©vĂšlent parfois difficile d accĂšs. Les Ă©tudes actuelles proposent des solutions en rĂ©alitĂ© virtuelle ou en rĂ©alitĂ© augmentĂ©e sous forme d environnements virtuels avec une interaction virtuelle et/ou augmentĂ©e mais aucune Ă©tude n a vraiment essayĂ© de comparer ces deux aspects de l interaction. Nous prĂ©sentons dans ce mĂ©moire trois environnements en rĂ©alitĂ© virtuelle et un environnement en rĂ©alitĂ© augmentĂ©e oĂč nous proposons des nouvelles mĂ©thodes d interaction. Ainsi, nous Ă©valuons leurs fonctionnalitĂ©s d un point de vue archĂ©ologique, nous Ă©tudions l influence du niveau d immersion sur les performances de l interaction et nous rĂ©alisons une comparaison entre l interaction en rĂ©alitĂ© virtuelle et en rĂ©alitĂ© augmentĂ©e.The interest in archeology virtual reality is growing. Virtual reality has become a necessary tool for exploration and study of archaeological sites, and more specifically, the underwater archaeological sites that sometimes prove difficult to access. Current studies suggest solutions in virtual reality or augmented reality in the form of virtual environments with virtual interaction and/or augmented interaction but no studies have really tried to compare these two aspects of interaction. We present in this thesis three environments in virtual reality and an environment in augmented reality when we propose new methods of interaction. Thus, we evaluate their archaeological functionality, we study the influence of level of immersion on performance of the interaction and we make a comparison between interaction in virtual reality and interaction in augmented reality.EVRY-Bib. Ă©lectronique (912289901) / SudocSudocFranceF

    Analyse de la performance des utilisateurs avec et sans défis visuels dans la localisation de sons rendus par une acoustique immersive de bas de gamme

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    Cette thĂšse porte sur la localisation de la position virtuelle de sources sonores utilisant des moyens de reproduction acoustique du type immersif de faible coĂ»t. L’étude compare la performance d’utilisateurs avec et sans dĂ©fis visuels. Des Ă©tudes de multiples sources montrent qu’un pourcentage important des personnes ayant des dĂ©fis visuels vivent avec des revenus annuels trĂšs bas. Ce constat a orientĂ© ce projet de recherche, afin que les technologies acoustiques utilisĂ©es dans les essais soient des technologies de reproduction acoustique de faible coĂ»t. Ceci, pour couvrir le contexte acoustique le plus probable chez les utilisateurs de cette technologie. La crĂ©ation de plusieurs jeux acoustiques immersifs dans le contexte acadĂ©mique a exposĂ© le besoin d’un modĂšle de perception capable d’orienter les concepteurs de scĂ©narios acoustiques par rapport aux Ă©chantillons sonores Ă  utiliser (la frĂ©quence du son et leur positionnement). Un modĂšle de convivialitĂ© pour l’utilisation d’échantillons sonores dans un contexte acoustique immersif de bas coĂ»t est dĂ©fini comme rĂ©sultat des constats expĂ©rimentaux. La littĂ©rature expose l’existence d’une capacitĂ© accrue pour dĂ©terminer la localisation d’objets et d’interlocuteurs par des personnes non voyantes. L’origine de cet accroissement de capacitĂ© semble ĂȘtre reliĂ© Ă  une utilisation plus efficace de l’information auditive ou Ă  une spĂ©cialisation d’une partie du cortex visuel pour traiter l’information sonore. La prĂ©sente expĂ©rience suggĂšre que, dans un contexte acoustique immersif de faible coĂ»t, les personnes avec et sans dĂ©fis visuels ont une performance similaire dans la localisation de la position virtuelle des sons produits. Les conclusions sont Ă©tablies Ă  partir du rĂ©sultat de l’analyse comparative de mĂ©triques objectives pour 55 participants (19 ayant des dĂ©fis visuels et 36 sans dĂ©fis visuels) rĂ©alisant une activitĂ© de jeu acoustique sans interface visuelle. L’analyse des actions de localisation des participants dans 10500 Ă©vĂšnements sonores, donne des rĂ©sultats conformes aux attentes et est Ă  la base des constats et du modĂšle de convivialitĂ©. Des stratĂ©gies de localisation de la position virtuelle du son ont Ă©tĂ© analysĂ©es et les conclusions sont prĂ©sentĂ©es. Un modĂšle de convivialitĂ© acoustique appliquĂ© au contexte est proposĂ©. Celui-ci est un graphique d’interprĂ©tation simple, destinĂ© aux concepteurs d’acoustique pour environnements immersifs

    Exploration et analyse immersives de données moléculaires guidées par la tùche et la modélisation sémantique des contenus

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    In structural biology, the theoretical study of molecular structures has four main activities organized in the following scenario: collection of experimental and theoretical data, visualization of 3D structures, molecular simulation, analysis and interpretation of results. This pipeline allows the expert to develop new hypotheses, to verify them experimentally and to produce new data as a starting point for a new scenario.The explosion in the amount of data to handle in this loop has two problems. Firstly, the resources and time dedicated to the tasks of transfer and conversion of data between each of these four activities increases significantly. Secondly, the complexity of molecular data generated by new experimental methodologies greatly increases the difficulty to properly collect, visualize and analyze the data.Immersive environments are often proposed to address the quantity and the increasing complexity of the modeled phenomena, especially during the viewing activity. Indeed, virtual reality offers a high quality stereoscopic perception, useful for a better understanding of inherently three-dimensional molecular data. It also displays a large amount of information thanks to the large display surfaces, but also to complete the immersive feeling with other sensorimotor channels (3D audio, haptic feedbacks,...).However, two major factors hindering the use of virtual reality in the field of structural biology. On one hand, although there are literature on navigation and environmental realistic virtual scenes, navigating abstract science is still very little studied. The understanding of complex 3D phenomena is however particularly conditioned by the subject’s ability to identify themselves in a complex 3D phenomenon. The first objective of this thesis work is then to propose 3D navigation paradigms adapted to the molecular structures of increasing complexity. On the other hand, the interactive context of immersive environments encourages direct interaction with the objects of interest. But the activities of: results collection, simulation and analysis, assume a working environment based on command-line inputs or through specific scripts associated to the tools. Usually, the use of virtual reality is therefore restricted to molecular structures exploration and visualization. The second thesis objective is then to bring all these activities, previously carried out in independent and interactive application contexts, within a homogeneous and unique interactive context. In addition to minimizing the time spent in data management between different work contexts, the aim is also to present, in a joint and simultaneous way, molecular structures and analyses, and allow their manipulation through direct interaction.Our contribution meets these objectives by building on an approach guided by both the content and the task. More precisely, navigation paradigms have been designed taking into account the molecular content, especially geometric properties, and tasks of the expert, to facilitate spatial referencing in molecular complexes and make the exploration of these structures more efficient. In addition, formalizing the nature of molecular data, their analysis and their visual representations, allows to interactively propose analyzes adapted to the nature of the data and create links between the molecular components and associated analyzes. These features go through the construction of a unified and powerful semantic representation making possible the integration of these activities in a unique interactive context.En biologie structurale, l’étude thĂ©orique de structures molĂ©culaires comporte quatre activitĂ©s principales organisĂ©es selon le processus sĂ©quentiel suivant : la collecte de donnĂ©es expĂ©rimentales/thĂ©oriques, la visualisation des structures 3d, la simulation molĂ©culaire, l’analyse et l’interprĂ©tation des rĂ©sultats. Cet enchaĂźnement permet Ă  l’expert d’élaborer de nouvelles hypothĂšses, de les vĂ©rifier de maniĂšre expĂ©rimentale et de produire de nouvelles donnĂ©es comme point de dĂ©part d’un nouveau processus.L’explosion de la quantitĂ© de donnĂ©es Ă  manipuler au sein de cette boucle pose dĂ©sormais deux problĂšmes. PremiĂšrement, les ressources et le temps relatifs aux tĂąches de transfert et de conversion de donnĂ©es entre chacune de ces activitĂ©s augmentent considĂ©rablement. DeuxiĂšmement, la complexitĂ© des donnĂ©es molĂ©culaires gĂ©nĂ©rĂ©es par les nouvelles mĂ©thodologies expĂ©rimentales accroĂźt fortement la difficultĂ© pour correctement percevoir, visualiser et analyser ces donnĂ©es.Les environnements immersifs sont souvent proposĂ©s pour aborder le problĂšme de la quantitĂ© et de la complexitĂ© croissante des phĂ©nomĂšnes modĂ©lisĂ©s, en particulier durant l’activitĂ© de visualisation. En effet, la RĂ©alitĂ© Virtuelle offre entre autre une perception stĂ©rĂ©oscopique de haute qualitĂ© utile Ă  une meilleure comprĂ©hension de donnĂ©es molĂ©culaires intrinsĂšquement tridimensionnelles. Elle permet Ă©galement d’afficher une quantitĂ© d’information importante grĂące aux grandes surfaces d’affichage, mais aussi de complĂ©ter la sensation d’immersion par d’autres canaux sensorimoteurs.Cependant, deux facteurs majeurs freinent l’usage de la RĂ©alitĂ© Virtuelle dans le domaine de la biologie structurale. D’une part, mĂȘme s’il existe une littĂ©rature fournie sur la navigation dans les scĂšnes virtuelles rĂ©alistes et Ă©cologiques, celle-ci est trĂšs peu Ă©tudiĂ©e sur la navigation sur des donnĂ©es scientifiques abstraites. La comprĂ©hension de phĂ©nomĂšnes 3d complexes est pourtant particuliĂšrement conditionnĂ©e par la capacitĂ© du sujet Ă  se repĂ©rer dans l’espace. Le premier objectif de ce travail de doctorat a donc Ă©tĂ© de proposer des paradigmes navigation 3d adaptĂ©s aux structures molĂ©culaires complexes. D’autre part, le contexte interactif des environnements immersif favorise l’interaction directe avec les objets d’intĂ©rĂȘt. Or les activitĂ©s de collecte et d’analyse des rĂ©sultats supposent un contexte de travail en "ligne de commande" ou basĂ© sur des scripts spĂ©cifiques aux outils d’analyse. Il en rĂ©sulte que l’usage de la RĂ©alitĂ© Virtuelle se limite souvent Ă  l’activitĂ© d’exploration et de visualisation des structures molĂ©culaires. C’est pourquoi le second objectif de thĂšse est de rapprocher ces diffĂ©rentes activitĂ©s, jusqu’alors rĂ©alisĂ©es dans des contextes interactifs et applicatifs indĂ©pendants, au sein d’un contexte interactif homogĂšne et unique. Outre le fait de minimiser le temps passĂ© dans la gestion des donnĂ©es entre les diffĂ©rents contextes de travail, il s’agit Ă©galement de prĂ©senter de maniĂšre conjointe et simultanĂ©e les structures molĂ©culaires et leurs analyses et de permettre leur manipulation par des interactions directes.Notre contribution rĂ©pond Ă  ces objectifs en s’appuyant sur une approche guidĂ©e Ă  la fois par le contenu et la tĂąche. Des paradigmes de navigation ont Ă©tĂ© conçus en tenant compte du contenu molĂ©culaire, en particulier des propriĂ©tĂ©s gĂ©omĂ©triques, et des tĂąches de l’expert, afin de faciliter le repĂ©rage spatial et de rendre plus performante l’activitĂ© d’exploration. Par ailleurs, formaliser la nature des donnĂ©es molĂ©culaires, leurs analyses et leurs reprĂ©sentations visuelles, permettent notamment de proposer Ă  la demande et interactivement des analyses adaptĂ©es Ă  la nature des donnĂ©es et de crĂ©er des liens entre les composants molĂ©culaires et les analyses associĂ©es. Ces fonctionnalitĂ©s passent par la construction d’une reprĂ©sentation sĂ©mantique unifiĂ©e et performante rendant possible l’intĂ©gration de ces activitĂ©s dans un contexte interactif unique

    Étude empirique de huit cas d'application de la rĂ©alitĂ© augmentĂ©e spatiale pour la communication Ă©vĂ©nementielle

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    RÉSUMÉ : Le secteur des Nouvelles Technologies de l’Information et des Communications (NTIC) a crĂ©Ă© de nouvelles attentes chez les consommateurs (mobilitĂ©, recherche de lien social, besoin de divertissement
) et a profondĂ©ment bouleversĂ© les schĂ©mas de communication traditionnelle. Pour rĂ©pondre Ă  ces nouvelles problĂ©matiques, de nouvelles approches de mĂ©diation ont fait leur apparition au sein des agences de communications. Depuis quelques annĂ©es, l’usage de la RĂ©alitĂ© AugmentĂ©e Spatiale (RAS), consistant Ă  faire coexister spatialement et temporellement un monde virtuel avec le monde rĂ©el pour l'utilisateur placĂ© dans l'environnement de rĂ©alitĂ© mixte, a permis aux agences de communication de mettre en place un nouveau modĂšle d’affaires, misant sur la dimension virale qu’ont les rĂ©alisations innovantes sur les rĂ©seaux sociaux. Certaines vidĂ©os mettant en scĂšne la dimension spectaculaire de la RAS Ă  des fins publicitaires ont ainsi Ă©tĂ© partagĂ©es et visionnĂ©es plusieurs millions de fois, permettant de maximiser la diffusion du message publicitaire Ă  moindre coĂ»t, grĂące au partage des internautes. Le problĂšme soulevĂ© par cette recherche est le manque de littĂ©rature opĂ©rationnelle concernant ces prestations de services Ă©mergents. Les tĂąches de conception sont nombreuses, contextuelles et interconnectĂ©es, et impliquent plusieurs corps de mĂ©tiers. Aussi, il est difficile de spĂ©cifier les fonctions d’usages de l’objet Ă  concevoir principalement Ă  cause de l’absence d’objet prĂ©existant ou de client capable de formuler une demande claire. Il s’agit pour les acteurs de ces projets de conception innovante de crĂ©er des environnements de rĂ©alitĂ© mixte dans un environnement non contrĂŽlĂ©. Dans le cadre d'une communication Ă©vĂ©nementielle nĂ©cessitant le dĂ©veloppement d'un systĂšme de de RĂ©alitĂ© AugmentĂ©e Spatiale (SRAS), cette recherche a pour objectif de rĂ©pondre aux questions suivantes : quelles sont les tĂąches Ă  faire, quelle est la dĂ©marche Ă  suivre, Ă  quels types de spĂ©cialistes faut-il faire appel, quels sont les outils informatiques Ă  utiliser, et quels dĂ©fis pratiques se posent? Nous espĂ©rons ainsi contribuer Ă  l’amĂ©lioration des processus de dĂ©veloppement et Ă  la gestion de la connaissance associĂ©e Ă  un champ d’applications industrielles Ă©mergentes. La mĂ©thode retenue pour ce projet de recherche est celle de la Recherche-Action (R-A). Elle a Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e dans le cadre d’un partenariat industriel de deux ans avec une agence de communication de nouveaux mĂ©dias spĂ©cialisĂ©e dans les installations de projections Ă  grande Ă©chelle et les expĂ©riences immersives et interactives. Au cours de ces deux annĂ©es en milieu pratique, nous avons activement collaborĂ© au dĂ©veloppement de huit installations de RAS pour des cas de communication Ă©vĂ©nementielle. La premiĂšre contribution de ce mĂ©moire, Ă  travers la prĂ©sentation de huit cas de projets industriels d’augmentations spatiales, est de permettre la rĂ©utilisation des processus opĂ©rationnels mis en place et des solutions techniques dĂ©veloppĂ©es Ă©prouvĂ©es par la pratique. Pour chaque cas, nous explicitons le mandat du commanditaire, le concept et le scĂ©nario d’augmentation retenu pour rĂ©pondre aux besoins d'estime et d'usage, et les stratĂ©gies employĂ©es pour assurer la cohĂ©rence spatiale et temporelle de l'augmentation de la rĂ©alitĂ©. Ces cas permettront ainsi aux concepteurs d’apprĂ©hender les propriĂ©tĂ©s hĂ©doniques et pragmatiques associĂ©es Ă  ces produits Ă©mergents et reprĂ©sentent autant de pistes pour relever les dĂ©fis qui se poseront lors de la conception de nouveaux SRAS. La deuxiĂšme contribution de ce mĂ©moire est la proposition d'une dĂ©marche de conception et de rĂ©alisation dĂ©diĂ©e. Pour cela, nous nous sommes basĂ©s sur nos expĂ©riences pratiques, nos observations et l’analyse du dĂ©veloppement de ces huit produits de RAS. Nous explicitons la pluralitĂ© des expertises nĂ©cessaires, les tĂąches de conception gĂ©nĂ©riques des diffĂ©rents acteurs et leurs interconnexions. Nous avons formulĂ© des lignes directrices pour les tĂąches associĂ©es Ă  l’augmentation numĂ©rique d’un environnement physique en contexte industriel (conception de l’expĂ©rience, conception matĂ©rielle et logicielle) et pour l’établissement du cadre de rĂ©fĂ©rence, permettant de faire le pont entre les dimensions rĂ©elle et virtuelle durant le dĂ©veloppement. La troisiĂšme contribution de ce mĂ©moire est l'analyse comparative de diffĂ©rents processus opĂ©rationnels pour la RAS par projection vidĂ©o et des outils informatiques utilisables. Nous en avons utilisĂ© certains pour des besoins rĂ©els de projets d’augmentation, ce qui nous a permis d’identifier leurs limites opĂ©rationnelles, de les indexer, et de formuler des conseils concernant leur utilisation contextuelle. Ce projet de recherche vise ainsi globalement Ă  regrouper et structurer le savoir-faire technique et mĂ©thodique d'experts pionniers de l'usage de la RAS en tant que prestation de service de communication.----------ABSTRACT : The sector of New Technologies of Information and Communications (NICT) has created new expectations among consumers (mobility, social link seeking, entertainment need...) and profoundly disrupted traditional strategies for communication. To meet these new challenges, new approaches have appeared in communications agencies. In recent years, the use of Spatial Augmented Reality (SAR), consisting in overlaying an object or a physical environment with a digital layer of video, enabled agencies to establish a new business model, focusing on the viral dimension of innovative achievements on social networks. Indeed, some videos featuring the spectacular dimension of SAR for advertising purposes have been shared and viewed millions of times, maximizing the dissemination of the advertisement cost. The problem raised by this research is the lack of literature on the operational aspects of those emerging services and the design process of Spatial Augmented Reality Systems (SARS). Tasks are numerous, contextual, interconnected and involve several types of expertise. Our study is intended to help the designers of these projects by structuring the technical and methodical know-how. We hope to contribute to improve the development processes and the knowledge management associated with an emerging field of industrial applications. The method used for this research is Action Research. It was conducted as part of an industrial two-year partnership with a communication agency specializing in new media installations and large-scale projections experiences. During these two years in practice environment, we worked on the development of eight SARS used for event communication cases. The first contribution of this memoir is to present these eight cases of industrial projects to enable the reuse of processes and technical solutions that were developed. We described the mandate of the sponsor, the concept and scenario retained to meet his needs, and the strategies used to ensure spatial and temporal coherence of the augmentation of the reality for the end user. These cases should allow designers to understand the pragmatic and hedonic properties associated with these emerging products and represent examples for facing their own challenges when designing a specific SARS. The second contribution of this memoir is to suggest an approach to design SARS, based on our practical experience, our observations and the iterative development of these eight products. We expose the plurality of expertise that was required, the generic design tasks of the various actors and their interconnections. We have developed guidelines for the design tasks associated with the augmentation of a physical environment in an industrial context (experience design, hardware and software design) and have established a reference framework, building a bridge between the real and virtual dimension during the development of SARS. The third contribution of this memoir is a comparative analysis of different processes for projection mapping and of different computer tools used to fill the needs of this sector. We used some of them in the eight projects, which allowed us to identify their operational limits and give advice on their contextual uses

    Assistance à l'interaction homme-molécule in virtuo (application au chromosome)

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    L'une des finalitĂ©s de la Biologie MolĂ©culaire est l'Ă©tude de l'architecture spatiale des molĂ©cules. Les expĂ©rimentations in silico permettant la modĂ©lisation 3D utilisent le plus souvent des approches automatiques. Or, ces approches prĂ©sentent certains inconvĂ©nients: temps de traitement important, modĂ©lisation souvent partielle, modĂšle 3D gĂ©nĂ©ralement figĂ©, etc.L'apport des connaissances des experts, de maniĂšre interactive, pendant le processus de modĂ©lisation automatique peut pallier certains dĂ©fauts des mĂ©thodes calculatoires usuelles. Il s'agit de placer le biologiste au centre des essais virtuels plutĂŽt qu'en observateur de rĂ©sultats de simulations. C'est ce que nous appelons l'approche hybride, qui associe les avantages des expĂ©rimentations in silico (capacitĂ© de calcul) Ă  ceux des Interactions Homme-Machine et de la RĂ©alitĂ© Virtuelle: commande naturelle, immersion dans l'environnement virtuel (EV), multimodalitĂ©, etc. Le rĂ©sultat de cette approche est la crĂ©ation d'analyses in virtuo, qui comportent trois phases fondamentales: la modĂ©lisation 3D, la visualisation et l'interaction 3D (I3D). Cependant, des domaines complexes tels que la Biologie sont rĂ©gis par un ensemble de contraintes qui peuvent ĂȘtre locales (liĂ©es aux objets 3D ou aux tĂąches d'I3D) et globales (liĂ©es Ă  l'espace des objets 3D ou au systĂšme d'I3D). Par consĂ©quent, l'intervention des experts ne peut pas ĂȘtre rĂ©alisĂ©e efficacement par des techniques d'I3D classiques, indĂ©pendantes de la complexitĂ© et des contraintes du domaine. Plus gĂ©nĂ©ralement, nous sommes confrontĂ©s au problĂšme innovant de l I3D sous contraintes qui intĂšgre les rĂšgles de comportement imposĂ©es par l'EV. Pour y rĂ©pondre, nous formalisons un modĂšle d'assistance qui associe les contraintes, les tĂąches d'interaction et des outils d'assistance que sont les guides virtuels. Nous avons appliquĂ© ces deux concepts, d'approche hybride et d'assistance Ă  l'I3D sous contraintes, au problĂšme de la modĂ©lisation 3D du chromosome. Les contraintes identifiĂ©es sont ici architecturales (donnĂ©es physico-chimiques) et fonctionnelles (modĂšles biologiques). Ces contraintes issues des lois de la Biologie imposent l'ordonnancement spatial du chromosome. Le systĂšme d'interaction Hommme-MolĂ©cule in virtuo proposĂ© peut ĂȘtre considĂ©rĂ© plus crĂ©dible puisqu'il respecte les contraintes environnementales, tant au niveau de la structure 3D qu'au niveau de l'I3D.One of the aims of Molecular Biology (MB) is the study of the molecules' 3D structure. In silico experiments (ie. computing simulations) for 3D modeling usually use automatic approaches. However, these approaches have limits: important computing time, local modeling, 3D model generally fixed, etc. The contribution of expert knowledge, interactively during the automatic modeling process, can overcome some limits of the usual computational methods. It involves placing the biologist in the center of virtual experiments, rather than an observer of automatic simulation results. This is what we call hybrid approach, that combines the advantages of in silico experiments and those of Human-Computer Interaction (HCI) and Virtual Reality (VR): natural interaction, immersion in the virtual environment (VE), multimodality, etc. The result of this approach is the creation of in virtuo experiments which has three components: the 3D modeling, the visualization and the 3D interaction (3DI). However, complex domains such as MB are governed by several constraints that may be local (linked to 3D objects or 3DI techniques) or global (linked to virtual environment or to the 3DI system). Therefore, experts intervention can not be efficiently realized by conventional 3DI techniques, without taking into account the domain complexity (ie. constraints). More generally, we are confronted to the problem of constrained 3DI which includes behavior rules imposed by the VE.The solution we propose is an assistance model that associates constraints, interaction task and assistance tools. The assistance tools are Virtual Fixtures. We applied these two concepts, hybrid approach and assistance model, to the chromosome 3D modeling. The identified constraints are architectural (ie. physico-chemical data) and functional (ie. biological models). These biological constraints dictate the chromosome spatial organization. The in virtuo Human-Molecule interaction system can be considered more credible because it respects the environment constraints, both in the 3D structure and at the level of 3DI.EVRY-Bib. Ă©lectronique (912289901) / SudocSudocFranceF

    Processus d'induction d'émotions dans les environnements virtuels et le jeu vidéo

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    Les domaines de la réalité virtuelle et du jeu vidéo convoquent les problématiques émotionnelles dans leurs objectifs respectifs de présence et de flow zone. Cependant, la question des méthodologies d'induction d'émotions dans les environnements virtuels de ces médiums n'a pas été largement questionnée. AprÚs avoir défini ce que sont les émotions dans la littérature philosophique, psychologiste et physiologiste, nous cherchons à montrer les liens supposés existants entre l'émotion et les états extatiques de présence en réalité virtuelle et de flow zone dans les jeux vidéo. Nous commençons donc par montrer combien le niveau de connaissance des médiums peut influencer la sensibilité aux inductions d'émotions dans les environnements virtuels. Puis nous mettons en place une stratégie inductive d'émotions basée sur une gestion itérative des niveaux de challenge en lien avec les niveaux de compétences acquises.Nous avons validé au travers de deux expériences empiriques ayant impliquées 176 participants, une méthodologie d'induction d'émotions basée sur un schéma circomplexe. Ce schéma, construit autour de la valence et le niveau d'activation des émotions, permet d'induire des émotions dans les cinq composantes essentielles de la conception d'environnements virtuels pour la réalité virtuelle ou les jeux vidéo : la chromatique, la luminosité, la vitesse des mouvements, la dimension des espaces et le volume des interactions sociales.Mots clés : réalité virtuelle, jeu vidéo, émotions, présence, flow zone.The fields of virtual reality and video games summon the emotional issues in their respective goals of presence and flow area. However the question of methodologies for inducing emotions in virtual environments in these mediums has not yet been widely questioned. After defining what emotions are in the philosophical, as in psychologist and physiologist literature, we seek to show existing links between emotion and states of presence in virtual reality and flow zone in video games. We show how the level of knowledge of the mediums may influence susceptibility to induction of emotions in virtual environments. Then we define a way of inducing emotions based on an iterative level management challenge in relation to the skill level.We validated through two empirical experiments that involved 176 participants a methodology for inducing emotions based on a circumplex pattern. This scheme built around the valence and arousal level of emotion, able to induce emotions in the five essential items component of the design of virtual environments for virtual reality and video games: color, brightness, movement speed, size of the space, and the volume of social interactions.Keywords: virtual reality, video games, emotions, presence, flow area.PARIS-Arts et Métiers (751132303) / SudocSudocFranceF

    Techniques d'interaction 'phygitales' pour l'exploration de systĂšmes informationnels complexes

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    Durant cette derniÚre décennie, la quantité de données numériques n'a cessé d'augmenter. Ces données provenant de l'Internet des Objets ou de smartphones permettent aux utilisateurs de comprendre et d'analyser leur santé, leur mode de vie ou encore leur consommation énergétique, et aux différentes institutions (villes, campus, promoteurs immobiliers) de gérer le flux de population, le trafic routier ou les pertes énergétiques dans les bùtiments administrés. Le domaine de la "ville intelligente" en tire particuliÚrement profit. Il est donc capital de mettre à disposition des visualisations interactives de ces données pour pouvoir faire émerger des connaissances et faciliter la prise de décision. Une approche récente propose de représenter ces données proches de l'objet qui les capte ou les produit. Cependant, ce domaine est encore assez récent et il reste de nombreux défis à explorer. Un des défis majeurs identifié par Thomas et collab. (Thomas et al., 2018) est le développement et la conception de techniques d'interaction pour faciliter l'analyse de données situées. L'objectif de nos travaux de thÚse est de concevoir et d'évaluer des solutions interactives tirant profit du référent physique pour interagir avec des données numériques situées en se focalisant sur une tùche interactive fondamentale en IHM : la sélection. Dans ce manuscrit nous abordons cette tùche selon une approche fonctionnelle et une approche conceptuelle.Over the past decade, the amount of digital data has been increasing. This data from the Internet of Things or smartphones allows users to understand and analyse their health, lifestyle or energy consumption, and different institutions (cities, campuses, real estate developers) to manage the flow of people, road traffic or energy losses in the buildings they manage. One particular topic that benefits from this is the "smart city". It is therefore essential to make interactive visualisations of this data available in order to generate knowledge and facilitate decision-making. A recent approach proposes to represent these data close to the object that captures or produces them. However, this field is still quite new and there are still many challenges to explore. One of the major challenges identified by Thomas et al. (Thomas et al., 2018) is the development and design of interaction techniques to facilitate the analysis of situated data. The objective of our thesis work is to design and evaluate interactive solutions leveraging the physical referent to interact with situated digital data by focusing on a fundamental interactive task in HCI: selection. In this manuscript we study this task from both a practical and a conceptual approach
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