Distortion of spatial visual perception in virtual reality : myth or reality?

Cette thèse vise à avoir une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent la perception visuelle spatiale, et plus particulièrement la perception de la distance égocentrique. Nous cherchons à déterminer les raisons qui font que la distance égocentrique est, en général, sous-estimée lorsque l’observateur est placé dans un dispositif de réalité virtuelle par rapport au monde réel. Dans une première étude, nous montrons que la présence d’indice visuels liés à la parallaxe du mouvement de la tête impacte le comportement de suivi de véhicule des conducteurs en simulateur de conduite de manière différente selon qu’elle est couplée à une vision stéréoscopique ou non. Dans la seconde étude, nous montrons que l’étude de la variabilité interpersonnelle peut se révéler très informative et conduit à penser que le phénomène de sous-estimation de la distance en réalité virtuelle n’est pas généralisable à tous les participants. Dans la troisième étude, par le biais d’un modèle d’identification de facteur de gains, nous proposons une méthode afin de distinguer l’effet des erreurs de perceptions de distance égocentrique de celui des erreurs de perception de la distance parcourue. Les résultats de ces études montrent que la variabilité inter-individuelle doit être prise en compte dans l’évaluation de la perception spatiale. Ils apportent de plus des éléments de preuve en faveur d’une utilisation de différents référentiels spatiaux dépendant de la tâche demandée et pouvant varier significativement d’un individu à l’autre. Ces résultats sont à prendre en compte dès lors qu’on cherche à généraliser au monde réel les résultats d’études effectuées grâce à la réalité virtuelle.This thesis aims to better understand the mechanisms that underlie spatial visual perception, and more particularly the perception of egocentric distance. We seek to determine the reasons that egocentric distance is, in general, underestimated when the observer is placed in a virtual reality device in relation to the real world. In a first study, we show that the presence of visual cues related to the head motion parallax impacts the drivers behavior in driving simulator differently depending on whether it is coupled to a stereoscopic vision or not. In the second study, we show that the analyse of interpersonal variability can be very informative and leads us to believe that the phenomenon of underestimation of distance in virtual reality is not generalizable to all participants. In the third study, using a gain factor identification model, we propose a method to distinguish the effect of egocentric distance perceptual errors from the perception of distance traveled. The results of these studies show that inter-individual variability must be taken into account in the evaluation of spatial perception. In addition, its provide evidence for the use of different spatial referenceframe that depend on the task requested and can vary significantly from one individual to another. These results are to be taken into account when one seeks to generalize to the real world the results of studies carried out thanks to the virtual reality