GT Réalité Virtuelle : Immersion, Interaction et Usages en RV/RA

Responsables : Bruno Arnaldi (IRISA, Rennes), Pierre Chevaillier (ENIB/CERV, Brest)

Mots-clés : réalité virtuelle, réalité augmentée, interaction 3D, métaphores, interfaces, multimodalité, perception, cognition, motricité, comportement, immersion, présence, usages, acceptabilité

Préambule

Depuis la création du GDR IG-RV, les deux groupes de travail, GTRV Interaction 1 et GTRV Interaction, 2 ont travaillé ensemble et il a été décidé de les restructurer pour créer un GT intitulé Immersion, Interaction et usages en réalité virtuelle, ainsi qu’un Réseau métier des compétences en RV/RA. Ce document présente l’historique des anciens GTRV Interactions 1 & 2 et les objectifs du nouveau GT, ainsi que du réseau métier.

Journées du groupe de travail

• 25-28 novembre 2014 : journées AFRV 2014 (http://www.af-rv.fr/afrv2014/), organisées dans le cadre de Reims Image 2014. Ces journées ont été organisées dans le cadre du GDR IG-RV, conjointement avec l’AFIG (27es journées de l’Association Française d’Informatique Graphique), CORESA (17e colloque Compression et représentation des signaux audiovisuels) et le GT Geodis (9es journées du Groupe de travail géométrie discrète).
• 28 au 30 octobre 2015 : journées AFRV 2015 (http://www.af-rv.fr/afrv2015/), organisées sur l’Aérocampus Aquitaine (Bordeaux), conjointement avec l’évènement it3d (http://event.it3d.fr/).
• 5 février 2016 : journée commune des GTRV, organisée conjointement avec IndustriLAB à Méaulte sur le thème de la formation en réalité virtuelle. Le GDR a financé les déplacements des intervenants basés en dehors de la région parisienne et des Hauts-de-France (29 participants) http://industrilab.fr/Journee-scientifique-du-GDR-IG-RV.html
• 16 mars 2016 à l'Ecole des Mines de Paris (32 participants) sur le thème Nouvelles générations de dispositifs immersifs et nouveaux usages : nouvelles questions scientifiques ? : http://www.enib.fr/~chevaill/gtrv2_2016-2/
• 10 octobre 2016 à Brest : Journée Jeunes Chercheuses - Jeunes Chercheurs sur le thème de la réalité virtuelle (20 participants) http://www.enib.fr/~chevaill/jjcjc_2016/
• 2017 : journées de l'AFRV, organisées à Rennes, en conjonction avec les journées de l'AFIG

Objectifs

Les objectifs du nouveau GTRV ont été définis à partir d’une réflexion commune aux deux anciens GTRV Interaction 1 & 2. Ils portent sur la thématique de l’immersion, l’interaction et les usages en réalité virtuelle, augmentée et mixte. Notons qu’une partie des objectifs initiaux du GTRV Interaction 1 seront abordés par le réseau des compétences métier en RV-RA que le GT mettra en place et animera.

Le thème générique des modèles et techniques d’interaction en environnement virtuel, que ce soit dans un contexte de réalité virtuelle ou dans un contexte de réalité augmentée est central pour ce groupe de travail. La problématique de l’immersion et de l’interaction est abordée à la fois sous un angle technologique, essentiellement informatique, et d’un point de vue humano-centré. Malgré les très nombreux travaux scientifiques et les améliorations constantes des dispositifs techniques, l’interaction en environnement 3D reste un sujet d’actualité qui est très loin d’être clos, car il reste encore aujourd’hui difficile pour un sujet humain d’interagir avec un tel environnement. Le cœur scientifique de ce groupe de travail est la prise en compte les situations d'interaction d'un sujet humain avec un environnement de synthèse dans lequel il se trouve immergé, que ce soit dans un contexte de réalité virtuelle ou dans un contexte de réalité augmentée. L'objet d'étude est le couplage perceptivo-moteur et cognitif entre l'utilisateur et l'environnement. La question est donc abordée à la fois du point de vue du triptyque : (1) tâche (action à réaliser dans l’environnement), (2) dispositif, à la fois logiciel (mise en évidence d’une métaphore d’interaction) et matériel (dispositif d’interaction) et (3) expérience vécue par le sujet humain.

Les nouvelles générations de dispositifs immersifs, visiocasques, lunettes de réalité augmentée, ou l’extension de leurs usages, soulèvent des questions sur leur acceptabilité, la nécessité d’une conception spécifique des environnements virtuels et des interfaces 3D, ou les limites des capacités d’adaptation des sujets humains à leur utilisation. Ces questions sont d’autant plus pertinentes que la réalité virtuelle ou augmentée est peut-être en passe de sortir d’un usage limité dans le temps, la nature des tâches et le profil des utilisateurs, pour investir des usages destinés à un public plus vaste (enfants, adultes, personnes âgées), pour des usages variés (ludiques, éducatifs, médicaux…). Ce nouveau contexte motive que la communauté scientifique dresse un état des connaissances sur le domaine et s’interroge sur les nouvelles études à mener. Par exemple, on peut s’interroger sur l’impact du type de dispositif sur la perception des distances, du mouvement, la précision des gestes, la locomotion, la perception de soi… Est-ce que les avancées technologiques font que les dispositifs ont des caractéristiques techniques garantissant une immersion de qualité (selon quels critères) ? Est-ce que les valeurs critiques des différents critères d’acceptabilité sont les mêmes ? Que sait-on de l’impact de leurs caractéristiques sur les processus physiologiques et cognitifs ? Existe-t-il des risques connus, potentiels, en matière de santé publique ? Est-il envisageable de définir des guides de conception des environnements virtuels adaptés à ces nouveaux contextes ?

Historique

La création du GDR IG-RV a vu la constitution de deux groupes de travail s’intéressant aux problématiques scientifiques liées à l’interaction d’un sujet humain avec des dispositifs de réalité virtuelle (RV) de ou réalité augmentée (RA). Pour autant, de nombreuses actions d’animation et de structuration de la communauté scientifique et des acteurs économiques ont été entreprises bien avant, hors du cadre d’un GDR. Depuis leur création en 2014, les deux GT, le GTRV Interaction 1 et le GT Interaction 2, ont travaillé ensemble à l’animation de la communauté scientifique et à l’implication des acteurs du monde de l’entreprise. L’historique des activités d’animation de la communauté est présentée ici en distinguant ce qui s’est passé avant la création du GDR IG-RV et ce qui s’est passé depuis.

Avant la création du GDR IG-RV

GTRV 1994-2000 : le Groupe de Travail Réalité Virtuelle a été créé mi-janvier 1994 dans le cadre du PRC (Programmes de Recherche Concertée) Communication Homme-Machine, placé sous la double tutelle du CNRS et du Ministère de l'Éducation Nationale, de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, sur proposition de Gérard Subsol. En 1997, le Groupe de Travail Réalité Virtuelle est co-animé par Jean-Luc Dugelay et Gérard Subsol. Lors de la réorganisation en 1998 des PRC, afin de promouvoir l’interdisciplinarité intrinsèque du sujet, le GTRV a demandé un rattachement transversal aux trois PRC-GDR ALP (incluant l’AFIG), I3 et ISIS. Des correspondants de ces trois PRC, Christophe Chaillou pour l’AFIG (ALP), Alain Grumbach pour I3 et Patrick Horain pour ISIS, sont alors venus renforcer l'équipe d'animation.

Plate-forme RNTL PERF-RV 2001-2004 : ce projet collaboratif, porté par Bruno Arnaldi structure les relations partenariales entre les académiques et les industriels du domaine avec un thème central concernant la réalité virtuelle dans le bureau d’étude du futur. Partenaires : INRIA Rennes et Rocquencourt, CEA-LIST, Ecole des Mines de Paris, Institut de l’Image de Chalon sur Saône, LABRI, LRP (Laboratoire de Robotique de Paris), LIMSI –CNRS, Le Centre Commun de Recherche AEROSPATIALE MATRA, IFP, ADEPA, EADS, Dassault Aviation, Clarté, Giat-Industrie (maintenant Nexter Systems), PSA, Renault et EDF.

Réseau Thématique Pluridisciplinaire du CNRS 2002-2004 :

• RTP 7 porté par Bernard Peroche : Réalité virtuelle, synthèse d'images et visualisation, qui était directement sur le périmètre élargi du GDR IG-RV,
• RTP 15 porté par Jacques Droulez : Interfaces médiatisées & réalité virtuelle.

Action Spécifique du CNRS 2002-2004 : Réalité Virtuelle et Cognition, porté par Patrick Bourdot et Philippe Fuchs, avec les partenaires suivants : Action transversale VENISE du LIMSI-CNRS, Orsay ; Equipe RV&A de l'Ecole des Mines de Paris ; UMR "Mouvement et Perception" de Marseille ; Equipe SIAMES-IRISA de Rennes ; LPPA du Collège de France, Paris ; INPC-CNRS de Marseille ; LEI de l'Université Paris V ; LPCE de l'Université Paris VIII ; CRESS de l'Université Paris- Sud, Orsay ; Equipe I3D, Grenoble ; LIFL, Université Lille ; Hopital Salpétrière, Paris.

Depuis sa création en 2005, l’Association Française de Réalité Virtuelle (AFRV) organise annuellement “Les Journées de l’AFRV”, à l’occasion desquelles la communauté nationale se retrouve autour de conférences (alliant présentations de résultats scientifiques, présentations de de retours d’expérience, de solution et de projets industriels, présentations de laboratoire), d’ateliers thématiques et de stands d’exposants (industriels et académiques). Les différentes éditions de ces journées jusqu’à 2013 ont été : novembre 2006 à Rocquencourt, octobre 2007 à Marseille, octobre 2008 à Bordeaux, décembre 2009 à Lyon, décembre 2010 à Orsay, octobre 2011 à Biarritz, octobre 2012 à Strasbourg, octobre 2013 à Laval.

Depuis la création du GDR IG-RV

Dans le prolongement des actions de l’AFRV, la constitution du GDR IG-RV a renforcé l’animation de la communauté scientifique dans le domaine de la RV-RA, avec, notamment, des actions de formation des étudiants et jeunes chercheurs et l’animation d’ateliers scientifiques. Les questions abordées ont eu trait aux récentes évolutions des technologies et des usages des dispositifs de RV-RA, notamment les visiocasques. Ces actions ont été menées conjointement par l’AFRV et les deux GTRV Interaction 1 & 2 . Au cours de cette période, les journées de l’AFRV ont été organisées en novembre 2014 à Reims, octobre 2015 à Bordeaux et octobre 2016 à Brest. Lors de chacune d’elles, les GTRV Interactions 1 & 2 ont organisé des événements spécifiques du GDR. De plus les GT ont contribué à l’organisation d’une école d’été à Biarritz en 2014.

Laboratoires participants

Environ 140 permanents et au moins autant de doctorants, postdocs.

CEA-List/DIASI/LSI (Laboratoire de Simulation Interactive), Fontenay-Aux-Roses ; CERMA, Ecole Centrale de Nantes ; Centre de Recherche en Archéologie, Archéosciences, Histoire (CReAAH), Rennes ; ENSAM, Laval ; ESTIA Recherche/Alpha, Bidart ; EuroMov, Montpellier ; Heudiasyc, Compiègne ; IBISC/Réalité Augmentée et Travail Collaboratif, Evry ; ICUBE/IGG, Strasbourg ; INREV, Paris8 ; IRBA/ACSO, Institut de recherche biomédicale des armées ; IRISA/HYBRID et MimeTIC, Rennes ; IRIT/Vortex, Toulouse ; Institut des Sciences du Mouvement (ISM), Marseille ; LABRI/Potioc, Bordeaux ; Lab-STICC/IHSEV, Plouzané ; Laboratoire d'Automatique humaine et de Sciences Comportementales (LASC), Metz ; Le2i/Institut Image/Arts et Métiers ParisTech, Chalon-Sur-Saône ; LIMSI/VENISE, Orsay ; Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA), Angers ; Laboratoire Mémoire et Cognition (LMC), Paris ; LORIA/ADAGIo, Nancy ; Mouvement, Sport, Santé (M2S), Rennes ; Mines ParisTech/ Centre de robotique ; Paragraphe/Citu.

Entreprises participantes

BASF, Dassault Systèmes/LiVE Lab, Diccan, HOLO3, i’m in VR, Immersion, Orange Labs.