Gestes et manipulation directe pour la réalité virtuelle immersive

Virtual reality is a technology with applications in numerous fields (medical, automotive, etc.). This thesis focuses on immersive virtual spaces, and aims at studying the effects of the two major types of interfaces proposed (6 degree of freedom flystick, and finger-tracking system) on the user experience, and specifically for 3D object manipulation. We are interested in parameters such as ease of use, sense of presence, speed and precision offered. To do so, we design experiments to evaluate these parameters via tasks with measurable success, and which are not field specific.In a first experiment, we study complex general purpose tasks, combining skills required in everyday manipulations, such as grabbing, releasing, translating, rotating, and balancing objects while walking. We then refine our study by observing the effects of those interfaces on the movements themselves, by decomposing them into individual and grouped degrees of freedom. Lastly, we evaluate the applicability of our direct manipulation system in the context of a preliminary study on the use of virtual reality for the treatment of Alzheimer’s disease. These studies analyze the properties of these interfaces to provide guidelines to the choice of the most appropriate interface for future experiments.La réalité virtuelle est une technologie qui voit ses applications s’étendre à de nombreux domaines (médical, automobile, etc.). Cette thèse se place dans le contexte des espaces virtuels complètement immersifs, et a pour but d’étudier les effets des deux principaux types d’interfaces proposés (manette avec 6 degrés de liberté, et système de suivi de doigts) sur l’expérience des utilisateurs, dans le cadre de la manipulation d’objets 3D. Nous nous intéressons à des paramètres tels que la facilité d’utilisation, la sensation d’immersion, la rapidité et la précision offertes... Pour cela, nous proposons des expériences évaluant ces paramètres à travers des tâches dont le succès est mesurable, et qui ne sont pas spécifiques à un domaine. Dans une première étude, nous nous intéressons aux tâches complexes d’ordre général, faisant appel à des compétences requises dans les manipulations quotidiennes, telles que le fait d’attraper, de relâcher, de translater, de tourner et de maintenir en équilibre des objets tout en se déplaçant. Nous affinons ensuite notre étude en observant les effets de ces interfaces sur les mouvements eux-mêmes, en les décomposant en degrés de liberté individuels et groupés. Enfin, nous testons l’applicabilité de notre système de manipulation directe dans le cadre d’une étude préliminaire sur l’utilisation de la réalité virtuelle pour le traitement de la maladie d’Alzheimer. Ces études analysent les propriétés de ces interfaces dans le but de fournir des indications aidant au choix de l’interface la plus appropriée pour des applications futures