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Objet

Dans de nombreuses applications de Réalité Virtuelle et Augmentée (RV&A), il est souhaitable que l'utilisateur puisse contrôler sa navigation sans recourir à des périphériques manuels de type : ``joystick'', souris 3d, etc. Dans cet esprit, nous avons mis au point un paradigme interactif qui vise à contrôler les paramètres d'une navigation virtuelle par la capture des mouvements de la tête d'un utilisateur. Nous montrons ici comment une métaphore de véhicule permet de généraliser l'application de ce paradigme à différents types d'Environnements Virtuels.

Description

Pour permettre à l'utilisateur de naviguer, les casques immersifs (HMD) et les lunettes stéréoscopiques (actives ou passives) sont souvent combinées à des périphériques manuels, combinaison qui idéalement doit permettre de contrôler les 6 degrés de liberté qui caractérisent tout déplacement. Au lieu d'affecter à une caméra virtuelle les mouvements réels de la tête de l'utilisateur, ce qui limite les mouvements possibles à la portée de ces capteurs, l'idée fondamentale du système HCnav est d'interpréter le signal d'un tel capteur de sorte que l'utilisateur puisse naviguer dans l'intégralité d'une scène virtuelle. Jusqu'à présent, notre paradigme de navigation était uniquement appliqué à des dispositifs immersifs de type HMD. Pour le généraliser, nous avons intégré le système HCnav dans une métaphore de véhicule. La métaphore de véhicule est l'espace limité par les différentes zones d'influence de tous les périphériques (zone de capture des mouvements, limites imposées par les longueurs de câbles, murs de projection, ...). C'est l'espace réel dont dispose l'utilisateur pour interagir avec le monde virtuel. Le référentiel propre du véhicule sert de référentiel de base pour l'ensemble des périphériques. Chaque capteur est ainsi réexprimé dans le référentiel du véhicule. Afin de paramétrer le modèle géométrique de la projection, le référentiel du véhicule est aussi utilisé pour décrire la géométrie du dispositif visuel. Ces propriétés permettent de définir la transformation applicable aux objets réels pour être convertis (par exemple sous forme d'avatars) dans le monde virtuel à partir du référentiel du véhicule. Ainsi, le véhicule est le pont entre le monde réel et le monde virtuel.

Dans ce contexte, le déplacement de l'utilisateur se matérialise par deux types de mouvements : les mouvements internes au véhicule et le déplacement propre du véhicule. Si dans le premier cas, les paramètres géométriques sont directement dépendants du type de dispositif, dans le second cas, ces paramètres sont totalement dissociés du périphérique de sortie. Nous éclatons donc le calcul géométrique en deux étapes distinctes. La première étape consiste à calculer la position de l'utilisateur dans le véhicule. Cette étape est en fait dépendante du type de périphérique visuel. Dans le cas du HMD, on applique directement la position de l'utilisateur sur le référentiel du véhicule. C'est aussi à ce niveau que l'on calcule les projections ou rétro-projections (cf. CAVE). La seconde étape est le calcul de la position du véhicule dans le monde virtuel, qui donne la sensation de navigation virtuelle à l'utilisateur. C'est à ce niveau qu'intervient notre paradigme contrôle ``main libre'' de la navigation avec l'amortissement du mouvement réel de l'utilisateur.

Résultats et perspectives

Au-delà de la publication du principe de notre approche [1] ce paradigme interactif est maintenant intégré à la plate-forme EVI3d et nous sert à naviguer dans diverses applications comme ``Mécanique des Fluides'' ou ``Nautilus''. De plus, nous faisons actuellement évoluer le principe même du système de navigation pour intégrer des contraintes morphologiques au niveau de la tête.

Références

[1] P. Bourdot, D. Touraine : ``Polyvalent display framework to control virtual navigations by 6DOF tracking''. IEEE Virtual Reality Conference 2002 ; Orlando (USA), March 2002 (à paraître).

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