An interaction Continuum for 3D Dataset Visualization

Un nombre croissant de paradigmes d'interaction et de dispositifs ont ete developpes et etudies pour les manipulations 3D.Ce developpement beneficie, en particulier, aux domaines scientifiques tels que la visualisation qui s'appuie sur la manipulation de donnees 3D.De nombreuses etudes ont demontre les avantages de chacun d'entre eux pour des tâches specifiques liees a la visualisation. Pourtant, les interfaces utilisateur graphiques classiques ainsi que la souris et les claviers predominent toujours dans la plupart des environnements interactifs: de tels environnements sont toujours utiles pour des tâches specifiques et parce qu'ils sont facilement disponibles et accessibles par rapport aux nouveaux paradigmes d'interaction et aux dispositifs innovants. Contrairement a l'approche habituelle qui consiste a creer ou etudier un nouveau paradigme, une nouvelle technique ou un nouveau dispositif d'interaction, les travaux presentes dans cette these ouvrent la voie a un continuum d'interaction: la possibilite de passer d'un paradigme d'interaction a l'autre et de combiner deux ou plusieurs paradigmes d'interaction pour en tirer profit. Pour atteindre cet objectif, nous prenons plusieurs mesures. Tout d'abord, en se basant sur l'observation que la souris et le clavier, l'interaction tactile et l'interaction tangible sont maintenant des normes ou se rapprochent d'etre des paradigmes d'interaction standard pour les cas d'utilisation occasionnelle ou specifique, cette these etudie et compare leurs avantages et limites inherents aux manipulations 3D.Sur la base de ce travail, nous creons ensuite un paradigme d'interaction hybride tactile et tangible. Base sur les besoins de la visualisation scientifique pour la mecanique des fluides, nous mettons en œuvre des techniques specifiques d'interaction exploratrice 3D avec le paradigme hybride et les evaluons avec des experts du domaine. La mise en œuvre prototypique de ce paradigme hybride est une tablette tactile capable de quantifier ses propres mouvements (rotations et translations). Sur la base des retours d'experience des experts du domaine, une telle combinaison est plus flexible que l'etat de l'art et permet des manipulations 3D precises. Avec le potentiel de ce paradigme hybride, nous abordons ensuite la tâche complexe de la selection des sous-ensembles 3D ---une etape initiale majeure pour la comprehension des donnees. Alors que la selection de sous-ensembles 3D est generalement effectuee avec une entree 2D initiale etendue ulterieurement par la machine, notre combinaison d'interactions tactiles et tangibles permet aux utilisateurs d'avoir une technique de selection entierement manuelle avec la meme tablette: un lasso 2D peut etre dessine avec une entree tactile qui peut ensuite etre etendue en 3D lors du deplacement de la tablette. Non seulement cette combinaison comble-t-elle un vide dans la taxonomie des techniques de selection de sous-ensembles 3D, mais est, qui plus est, plus precise que les solutions partiellement automatisees, quoique plus lentes. Enfin, en nous appuyant sur l'observation selon laquelle une interaction tangible avec un dispositif localement couple pourrait necessiter des ajustements de facteur de gain, nous proposons d'utiliser un aspect specifique de l'interaction tactile, la detection de pression, pour controler les facteurs de gain des manipulations tangibles. Les travaux presentes dans cette these demontrent donc le potentiel d'un continuum d'interaction pour la visualisation en proposant des paradigmes d'interaction hybrides dans une configuration facile a maintenir, facile a integrer et abordable. Il fournit les premieres etapes necessaires pour un continuum d'interaction qui, esperons-le, inspirera la creation de plus de techniques d'interaction hybrides pour l'interaction de donnees 3D.