Figure

Objet

Ce travail concerne l'interaction 3d en Environnement Virtuel dans un dispositif immersif de grande taille. Il s'agit de fournir une information 3D temps-réel sur la position et l'orientation d'un corps humain. Dès lors que l'on souhaite obtenir une bonne sensation immersive, le choix d'un système de capture et de suivi faiblement intrusif devient très important.

Description

Le fait d'utiliser des périphériques intrusifs entraîne une << pollution >> de l'Environnement Virtuel par une perception visuelle perturbée ou une gène physique (figure 1). Les technologies utilisées pour ces périphériques nécessitent un câblage entre l'émetteur et le recepteur fixé sur l'utilisateur. Un périphérique basé sur l'optique ne contraint pas physiquement les utilisateurs, ce qui permet d'avoir en plus une plus grande liberté de mouvement.

Une technologie basée sur l'optique visible n'est pas possible actuellement pour des raisons de faible cadence d'acquisition des images. De plus, un système à base de lumière visible est perturbé par les variations d'intensité lumineuse qui proviennent de la rétroprojection des images stéréoscopiques sur les écrans du dispositif. L'infrarouge possède l'avantage de ne pas interférer avec la lumière visible. Par ailleurs, la cadence d'acquisition des images est suffisante pour effectuer des traitements temps-réel car ces images sont monochromatiques (la bande passante de ce signal est donc réduite par rapport à une image couleur classique). Enfin, les systèmes infrarouges transmettent uniquement la position 2d d'un nombre limité de marqueurs à l'ordinateur au lieu de l'image complète.

Toutefois, l'occultation de marqueurs est un phénomène inévitable. Actuellement, la méthode préconisée consiste à augmenter le nombre de caméras pour augmenter la perception du système infrarouge. Il en résulte que dans le principe cette méthode ne permet pas de garantir que tous les marqueurs seront visibles et ce à tout moment. De plus, de fortes contraintes sur le positionnement des caméras nous imposent une occultation partielle des marqueurs. C'est pourquoi il est nécessaire de retrouver la position des marqueurs occultés ou de calculer a fortiori les paramètres de localisation et d'orientation des parties du corps recherchées.

La connaissance de 3 marqueurs sur un objet rigide est suffisante pour calculer sa position et son orientation. Notre approche vise à étudier la distribution des marqueurs pour optimiser le positionnement des objets associés. Notre objectif est de garantir qu'au moins 3 marqueurs soient perceptibles par le système infrarouge et que chaque triplet de marqueurs soit unique. Ceci fournit ainsi les informations nécessaires pour une identification robuste. Par ailleurs, la prédiction de la position des marqueurs permet d'effectuer une pré-identification des marqueurs, ce qui réduit le nombre de calculs nécessaire à l'identification et permet de suivre les marqueurs pour une segmentation des différentes parties du corps. La figure 2 montre le schéma de principe de notre algorithme de localisation et de suivi 3d avec les relations entre les différents modules.

Résultats et perspectives

Les acquisitions réalisées pour évaluer les différents modules ont été effectuées à l'aide du dispositif mis à notre disposition au CRESS (Département STAPS, Université Paris XI). Si le principe géométrique de notre approche n'est pas contestable, la qualité du signal infrarouge fait que la distribution des marqueurs n'est pas encore suffisament discriminante pour permettre une identification robuste. Il est donc nécessaire de concevoir un algorithme commun à la distribution et à l'identification afin que la discrimination soit homogène entre ces deux modules. En effet, l'analyse de nos résultats révèle que les calculs erronés de position et d'orientation découlent directement du manque de robustesse de l'identification.

Références

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