Using Augmented Reality Guides for Insertion Task: A qualitative Study

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Spatial Presence in Real and Remote Immersive Environments

International audienceThis paper presents an experiment assessing the feeling of spatial presence in both real and remote environments (respectively the so-called "natural presence" and "telepresence"). Twenty-eight (28) participants performed a 3D-pointing task while being located in a real office and the same office remotely rendered over HMD. The spatial presence was evaluated by means of the ITC-SOPI questionnaire and users' behaviour analysis (trajectories of head during the task). The analysis also included the effect of different levels of immersion of the system-visual-only versus visual and audio-rendering in such environments. The results show a higher sense of spatial presence for the remote condition, regardless of the degree of immersion, and for the "visual and audio" condition regardless of the environment. Additionally, trajectory analysis of users' heads reveals that participants behaved similarly in both environments

Characterizing the Influence of Motion Parameters on Performance when Acquiring Moving Targets

International audienceCurrent pointing techniques provide no adequate way to select very small objects whose movements are fast and unpredictable, and theoretical tools –such as Fitts' law– do not model unpredictable motion. To inform the design of appropriate selection techniques, we studied how users performed when selecting moving objects in a 2D environment. We propose to characterize selection performance as a function of the predictability of the moving targets, based on three parameters: the speed (S) of the target, the frequency (F) at which the target changes direction, and the amplitude (A) of those direction changes. Our results show that for a given speed, selection is relatively easy when A and F are both low or high, and difficult otherwise

Remote Collaboration across Heterogeneous Large Interactive Spaces

International audienceImmersive virtual reality systems or high resolution wall-sized displays become more common for analyzing the increasing among of data from science, industry, business and society. These large interactive spaces are powerful tools to enable remote users to work together on shared data. However, we cannot imagine that remote collaboration in such systems becomes widespread if it requires that all users have the exact same physical devices, and we need to make remote collaboration across different systems possible. The asymmetric interaction capabilities of each user are also an interesting opportunity to develop new collaboration strategies. In this short position paper, we present our past work about collaborative virtual environments and, in particular, how to represent the physical environments of each user in a virtual environment. We also introduce an ongoing project which aims to support remote collab-orative interaction across heterogeneous large interactive spaces

Head-mounted augmented reality to support reassurance and social interaction for autistic children with severe learning disabilities

Augmented Reality (AR) is promising to complement autism approaches, but so far has mainly focused on training socio-emotional abilities for autistic children with mild learning disabilities. To better consider autistic children with severe learning disabilities and complex needs (SLN), stakeholders advise using collaborative AR sensory-based mediation approaches. Magic Bubbles is a multisensory AR environment created based on stakeholders’ interviews, then adapted for a day hospital setting in collaboration with practitioners, and finally validated in terms of acceptability and usability for autistic children with SLN. In this paper, we report on our latest study that explores three main research questions: 1) To what extent can Magic Bubbles secure autistic children with SLN? 2) To what extent can Magic Bubbles prompt the dyadic relationship between an autistic child with SLN and a practitioner? 3) What is the overall quality of experience for autistic children with SLN when using Magic Bubbles? To answer these questions, seven autistic children with SLN participated in at least six weekly sessions over three months in a day hospital setting. Data collection and analysis used qualitative and quantitative methods, mainly drawing upon grounded theory to evaluate their experiences. Findings validate the three research questions, offer a detailed account of children’s experiences with AR, and outline future directions

Advances in Human-Protein Interaction - Interactive and Immersive Molecular Simulations

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Conception assistée par ordinateur en environnement immersif

Cette thèse traite de l'utilisation des environnements immersifs de Réalité Virtuelle (RV) pour la Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Nous étudions comment ces nouvelles interfaces entre l'homme et les systèmes informatiques peuvent améliorer les différentes tâches de conception de formes géométriques qui sont actuellement réalisées sur station de travail avec écran, clavier, souris et ne proposant qu'une interface graphique. Or ce type d'interaction ne tire pas profit des possibilités de la RV en terme d'interaction directe et 3d. De plus, les objets de CAO n'offrent pas de moyens pour modifier leur forme à partir de ce type d'interaction.Nous présentons une approche d'objets réactifs, permettant de changer la valeur des paramètres d'opérations dans le graphe d'historique de construction d'un solide, à partir d'interaction directe de l'utilisateur sur des éléments (sommet, arête, face) du B-Rep de ce solide. Nous utilisons à ce propos un système d'inférence qui décide quels vont être les paramètres modifiés à partir de l'élément sélectionné, et comment vont être interprétées les manipulations de l'utilisateur en tant que variations numériques des paramètres. Ces inférences se fondent sur des jeux de règles basées sur des informations de constructions rattachées aux éléments du B-Rep.Ce modèle d'objet réactif a été implémenté dans un prototype permettant la création et la modification des objets CAO de manière intuitive dans un environnement immersif et multimodal. Nous proposons aussi dans cette thèse une méthode de détection de collision dédiée à l'interaction immersive, ainsi qu'un système de rendu graphique sur grappe de PC adapté aux objets déformables.This thesis discuss of the use of immersive environments of Virtual Reality (VR) for Computer Aided Design (CAD). We study how these new interfaces between man and information systems can improve the different tasks of geometric shape design that are actually done on workstation with screen. These workstations essentially use keyboard, mouse and graphical interface. However this kind of interaction does not take advantage of VR possibilities in term of direct 3d interaction. In addition, CAD objects does not allow ways to modify there shape with a direct and 3d interaction.We present an approach of reactive objects that allows changing the value of operations parameters in the construction history graph of the solid, from direct interaction of the user on the elements (vertex, edge, face) of the B-Rep of the solid. To this purpose, we use an inference system that decides what parameters to modify knowing the selected element, and how to map the manipulations of the user to numerical changes of the parameters. These inferences are based on sets of rules dealing with construction information attached to the elements of B-Rep.This model of reactive objects has been implemented in a software prototype allowing creation and modification of CAD objects in an intuitive way. The interface proposed is a multimodal and immersive environment. We also propose in this thesis a method for collision detection dedicated to immersive interaction and a graphic rendering system on PC cluster adapted to deformable objects.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Interface de copilotage d'un véhicule semi-autonome à l'aide d'un dispositif immersif

Cette thèse porte sur la conception et la réalisation d'une interface de contrôle interactif d'un véhicule semi-autonome, permettant à un utilisateur de le télésuperviser à l'aide d'un dispositif de réalité virtuelle. Pour cela, nous avons conçu une architecture s appuyant sur la plateforme RTMaps afin de concevoir une application de réalité mixte dédiée à la télésupervision. Sur la base de cette architecture, nous avons d une part réalisé un simulateur de supervision d un véhicule semi-autonome. Nous nous sommes d autre part attaché à placer l utilisateur dans les conditions de la téléprésence, afin de se rapprocher de la sensation d être physiquement présent au sein de l environnement du véhicule. Deux perceptions sensorimotrices ont été étudiées : la vision et le son. L utilisateur perçoit ainsi de façon immersive la scène distante, à l aide d un couplage de la position de la tête de l utilisateur avec une caméra montée sur une tourelle. Le faible champs visuel de la caméra étant nuisible à la sensation d immersion, nous avons recalé le flux vidéo avec une modélisation 3d de l environnement du véhicule complétant ainsi la perception détaillée, mais à faible angle de perception, fournie par la vidéo par une perception plus grossière, mais à grand angle de perception, fournie par le modèle 3d. Enfin, afin d enrichir la perception visuelle par un contenu sonore spatialisé adapté, nous avons doté la caméra de différentes sortes de microphones, et évalué par une étude psychophysique les différentes configurations résultantes. Nous avons ainsi développé un système de télésupervision, permettant de superviser un véhicule en respectant les contraintes de la téléprésence.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Interaction haptique pour la conception de formes en CAO immersive

Cette thèse présente l utilisation de la Réalité Virtuelle (RV) et en particulier le retour d effort pour améliorer l'interaction dans les systèmes de Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Deux principales approches ont été explorées, l utilisation de l haptique pour guider l utilisateur ainsi que pour percevoir des informations géométriques. Le travail du concepteur s'articulant autour de deux catégories de tâches : la sélection et la modification de la maquette CAO, nous avons structuré nos travaux de recherche en haptique autour de ces deux grandes classes. De fait, nous abordons d abord les problématiques de sélection dans une maquette 3d. Cette sélection est assistée par des retours haptiques adaptés pour permettre une perception fine des composants topologiques. Dans un second temps, nous présentons l apport de l haptique pour la manipulation de paramètre sur deux tâches représentatives des activités de modification en CAO : l'édition de courbes et surfaces et l'extrusion. Nous nous intéressons à l'impact de différents facteurs comme le contexte de réalisation de la tâche, la manipulation simultanée des paramètres, la cohabitation de multiples retours haptiques, ou la prise en main, par les utilisateurs, des solutions haptiques. L'analyse des expérimentations relatées dans cette thèse montre des résultats mitigés sur l'apport de l'haptique. Si ce canal sensorimoteur est généralement plébiscité, il convient néanmoins de faire attention au paramétrage des retours d'effort et à la mise en relation des différentes méthodes haptiques, au risque de gêner le travail de l'utilisateur du système CAO.This thesis addresses the use of Virtual Reality and focuses on haptic feedback to enhance users' interaction in systems of Computer Aided Design. Two main approaches have been studied: use of force feedback to guide the user and to allow perception of geometrical information. The work of the designer work is separated into two main types of task: the selection and the modification of the digital mock-up. Our research on new haptic interaction is structured around these two types. First, we describe the issues linked to the selection process: the research of an adapted haptic feedback and the creation of an appropriate method to select "in context" the different elements of the mock-up. Second, we present two tasks that are typical of CAD modification: the editing of curves and surfaces, and the extrusion. These two functionalities are used to highlight the benefits of haptics in order to edit parameters of two different CAD operations. We focused our study on the impact of different factors such as the context of the task, the simultaneous manipulation of parameters, and the user ease to understand our solutions. The analysis of the experimental results does not clearly support haptic usefulness. It has been noted that this is usually well-welcomed by users, although special care is required for the tuning of the feedback and for the integration of the different methods to prevent disturbing and uncomfortable manipulation.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF