8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

8

Facteurs humains en réalité virtuelle

Immersion, présence, incarnation et confort

Étienne Peillard
IMT Atlantique

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Plan du cours

Immersion et présence

8.1

Corps et incarnation

8.2

Cybercinétose, confort et évaluation

8.3

8 / Facteurs humains en réalité virtuellePartie 1 sur 3

8.1

Immersion et présence

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Système, expérience et résultat

NiveauQu’est-ce qui est décrit ?
SystèmeImmersion, suivi et retour
ExpériencePrésence, incarnation et inconfort
RésultatPerformance des tâches, apprentissage et comportement
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Caractériser l’immersion

Étendue sensorielle

Quelles modalités sont stimulées ?

Fidélité sensorielle

Quelles informations chacun peut-il véhiculer ?

Couverture

Quelle quantité d’apport physique reste-t-il ?

Interactivité

Comment la stimulation répond à l’action

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Présence

Une localisation subjective

Vivre le lieu représenté comme là où l’on se trouve

Une expérience continue

Cela peut changer au cours d'une séance

Un lieu virtuel vécu à travers un système immersif
Un lieu virtuel vécu à travers un système immersif
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Placer l’illusion et la plausibilité

Illusion de lieu

Le sentiment d'être dans le lieu représenté

Plausibilité

Le sentiment que les événements se produisent réellement

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Présence sociale

D'autres personnes

Un sentiment d'être ensemble

Indices incarnés

Position, regard, geste et action

Activité partagée

Coordination autour d’événements communs

Communication dans un environnement virtuel partagé
Communication dans un environnement virtuel partagé
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Attention et présence spatiale

Informations spatiales

Une représentation de l'environnement représenté

Attention

Ressources allouées à la situation virtuelle

Localisation de soi

L’environnement devient la première référence spatiale

Un modèle structurel reliant RV, émotion et jugement
Un modèle structurel reliant RV, émotion et jugement
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Attention dans une expérience

Tâche

Explorez une ville virtuelle

Tâche sonde

Des sons sans rapport avec la tâche

Observations

Réponses cérébrales liées à l'attention

Environnements de villes virtuelles dans une étude de l'attention
Environnements de villes virtuelles dans une étude de l'attention
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Pourquoi la présence est importante

Comportement

Réponses aux événements virtuels

Interprétation expérimentale

Pertinence par rapport à la situation cible

Objectif de l’application

Une activité ou une rencontre convaincante

Une scène virtuelle liée à la hauteur
Une scène virtuelle liée à la hauteur
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Facteurs système et présence

Contrôle

Action disponible et prévisible

Informations sensorielles

Les repères utiles et leur cohérence

Conditions de visualisation

Propriétés d'affichage et calibrage

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Émotion et fidélité visuelle

Contenu de la scène

Situations neutres ou affectives

Propriétés d'affichage

Une interaction possible avec le contenu

Réponse

La présence et l'émotion peuvent varier

Différents contextes affectifs dans un environnement virtuel
Différents contextes affectifs dans un environnement virtuel
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Différences individuelles

Facteurs visuels et spatiaux

À quelles informations un utilisateur peut accéder

Attention et émotion

Comment la situation engage la personne

Expérience et attentes

Ce que la personne apporte à la séance

Conditions d'étude neutres et parlant en public
Conditions d'étude neutres et parlant en public
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Style avatar et exposition répétée

Représentation

Avatars abstraits ou plus humains

Familiarité

Expérience avec l'environnement

Interprétation

Les effets dépendent de la tâche et de la conception

Représentations d'avatar dans l'étude source
Représentations d'avatar dans l'étude source
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

L'éclairage et la fosse virtuelle

Manipulation

Conditions d'éclairage et de réflexion

Expérience

Réponses au questionnaire sur la scène

Réponse

Réactions physiologiques à un environnement lié à une menace

Conditions de rendu dans l'expérience de fosse virtuelle
Conditions de rendu dans l'expérience de fosse virtuelle
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Des modalités supplémentaires sont-elles toujours utiles ?

Informations

À quoi contribue le signal supplémentaire ?

Redondance

Une autre chaîne est-elle déjà suffisante ?

Tâche

Le signal soutient-il l'activité ?

Une tâche de collaboration audiovisuelle-haptique
Une tâche de collaboration audiovisuelle-haptique
Une comparaison des conditions de communication et haptiques
Une comparaison des conditions de communication et haptiques
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

L'immersion et la présence sont distinctes

Propriétés du système

Peut être spécifié et mesuré

Expérience personnelle

Varie selon les utilisateurs et les sessions

Relation

Influencé par le contenu, l'action et l'attention

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Une réaction visible, une expérience à interroger

Comportement

Recul, mouvements, hésitation

Vécu rapporté

Présence, émotion, inconfort

Mesure

Questionner et comparer

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Une première expérience avec un casque

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.1 Immersion et présence

Mesurer la présence

Questionnaires

IPQ, PQ et Slater – Usoh – Steed

Comportement

Réponses et ruptures dans l’expérience

Physiologie

Observations complémentaires et non spécifiques

8 / Facteurs humains en réalité virtuellePartie 2 sur 3

8.2

Corps et incarnation

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Perception de son corps

Signaux externes

Voir et toucher le corps

Signaux internes

Intéroception et état corporel

Mouvement et posture

Informations proprioceptives et vestibulaires

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Schéma corporel et image du corps

Schéma corporel

Représentations soutenant l’action et la posture

Image du corps

Représentations perceptuelles, conceptuelles et affectives

Plasticité

Les représentations peuvent s’adapter

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

L'illusion de la main en caoutchouc

Une vraie main cachée

Reçoit une stimulation tactile

Une main artificielle visible

Reçoit une stimulation visuelle correspondante

Un changement possible

La main artificielle semble liée au corps

Main gauche
Main gauche
Main artificielle
Main artificielle
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Une explication multisensorielle de l’appartenance corporelle

  1. VoirContact sur le corps artificiel
  2. RessentirContact sur le corps physique
  3. IntégrerPreuve d'un événement commun
  4. AttributLe corps vu peut ressembler au sien
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Le sentiment d’incarnation

Appartenance corporelle

Ce corps est à moi

Localisation de soi

Je suis situé dans ce corps

Agentivité

Je contrôle ce corps

Corps virtuelAppartenance corporelleCe corps est à moiLocalisation de soije suis dans ce corpsAgentivitéJe contrôle ce corps
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Appartenance corporelle

Auto-attribution

Le corps ressemble au mien

Source sensorielle

Les événements semblent arriver à ce corps

Manipulation

Moment, comparution et correspondance

Représentations humaines virtuelles dans une étude liée à l’appartenance corporelle
Représentations humaines virtuelles dans une étude liée à l’appartenance corporelle
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Localisation de soi

Localisation corporelle

Où je m'expérimente

Point de vue à la première personne

Un point de vue associé au corps

Point de vue externe

Un autre rapport au corps vu

Un corps vu sous différentes perspectives spatiales
Un corps vu sous différentes perspectives spatiales
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Autolocalisation et présence

ConceptRelation spatiale
Localisation de soiSoi en relation avec un corps
PrésenceSoi en relation avec un environnement
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Sentiment d’agentivité

Intention motrice

Une action prévue

Prédiction

Conséquences attendues

Retour

Mouvement observé et résultat

Commande motricePrédictioncomparée au retourMouvement réelInformations visuelles et corporellesSentiment d’agentivité
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Facteurs de l’incarnation

Forme du corps

Structure, morphologie et reconnaissance de soi

Point de vue

Relation entre observateur et corps

Correspondance des mouvements

Alignement spatial et temporel

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Induction visuotactile et visuomotrice

Visuotactile

Les contacts vus et ressentis correspondent

Visuomoteur

Le mouvement vu suit l’action

Condition de contrôle

Modifier la correspondance concernée

Correspondance visuomotrice
Correspondance visuomotrice
Une configuration d'induction visuotactile
Une configuration d'induction visuotactile
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Des corps aux propriétés différentes

Bras étendu

Une géométrie des membres modifiée

Doigt supplémentaire

Un élément contrôlé supplémentaire

Taille modifiée

Un rapport modifié à l’environnement

Expériences avec des propriétés corporelles modifiées
Expériences avec des propriétés corporelles modifiées
Recherche sur la perception de la taille du corps
Recherche sur la perception de la taille du corps
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Avatar en marche et point de vue

Point de vue

Vue à la première personne ou vue externe

Mouvement du corps

Mouvement observé de l'avatar

Expérience

agentivité, appartenance corporelle et marche apparente

Conditions d’avatar à pied et de point de vue
Conditions d’avatar à pied et de point de vue
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Faire l’expérience d’un corps à la taille d’un enfant

Point de vue

Une perspective relative au corps

Congruence

Informations sensorielles correspondantes

Résultat

Perception et réponses liées au corps

Une étude sur l’incarnation du corps de l’enfant
Une étude sur l’incarnation du corps de l’enfant
Une vue lors de l’expérience corps-enfant
Une vue lors de l’expérience corps-enfant
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Banakou, Groten et Slater : incarnation dans un corps d’enfant

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Recherche sur la distorsion de la taille du corps

Question

Comment est estimée la taille corporelle ?

Manipulation

Une illusion de tout le corps

Mesure

Estimations avant et après exposition

La configuration de l'étude pour les estimations de la taille du corps
La configuration de l'étude pour les estimations de la taille du corps
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Membres fantômes et retour visuel

Sensation de membre fantôme

Un membre manquant perçu

Retour visuel par miroir

Un rapport visuel au mouvement

Retour visuel en RV

Une représentation contrôlable des membres

Un arrangement en forme de boîte à miroir
Un arrangement en forme de boîte à miroir
Un membre virtuel utilisé dans la recherche en réadaptation
Un membre virtuel utilisé dans la recherche en réadaptation
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.2 Corps et incarnation

Évaluer l’incarnation

Questionnaires

appartenance corporelle, emplacement et agentivité séparés

Comportement

Une réponse ou une estimation liée à une tâche

Conditions de contrôle

Tester la source proposée de l'effet

8 / Facteurs humains en réalité virtuellePartie 3 sur 3

8.3

Cybercinétose, confort et évaluation

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Le confort comme résultat du design

Cybercinétose

Nausées, vertiges et désorientation

Confort visuel

Fatigue oculaire et exigences visuelles

Confort physique

Forme, chaleur, posture et effort

Exigences cognitives

Attention, complexité et contrôle

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Cybercinétose et mal des transports

ContexteSituation typique
Mal des transportsMouvement physique dans un environnement tel qu'un véhicule
CybercinétoseSymptômes associés à une exposition virtuelle, souvent accompagnée d'un mouvement visuel
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Dimensions des symptômes

Nausée

Nausées et symptômes corporels associés

Symptômes oculomoteurs

Fatigue oculaire, vision floue ou maux de tête

Désorientation

Vertiges et orientation spatiale perturbée

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Conflit sensoriel

Informations visuelles

Le monde suggère le mouvement de soi

Informations vestibulaires

Aucune accélération physique correspondante

Informations corporelles

Une posture stationnaire ou un mouvement différent

VisionMouvementIndices vestibulairesAucune accélération correspondanteProprioceptionCorps stationnaireConflitPossibleinconfort
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Explications complémentaires

Instabilité posturale

Difficulté à maintenir une relation corporelle stable

Incohérence sensorimotrice

Relations action-perception inattendues

Inconfort de l'appareil

Pression, masse et chaleur

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Facteurs techniques

Latence

Une conséquence sensorielle retardée

Gigue et dérive

Une relation spatiale instable

Blocages de l’affichage

Mises à jour d'images interrompues

Mises à jour de la caméra

Changements inattendus de point de vue

RetardTempsPosition et orientation de la têtePose affichée
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Locomotion et virage

OptionsConséquence perceptuelleConsidération de conception
Mouvement continuVoyage visuel soutenuL'inadéquation des mouvements et l'exposition sont importantes
TéléportationUn changement de point de vue discretL'arrivée et l'orientation comptent toujours
Rotation continueFlux optique continuLa vitesse et le contrôle comptent
Rotation par paliersÉtapes angulaires discrètesLa taille du pas et les préférences comptent
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Flux optique

Direction

Comment l'image change pendant le mouvement

Vitesse

La rapidité avec laquelle les entités traversent la vue

Périphérie

Les grandes régions visuelles peuvent contenir des signaux de mouvement puissants

Modèle de flux optique illustrant les informations visuelles pendant le mouvement
Flux optique — parcours de confort original
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Réduction dynamique du champ de vision

Pendant le mouvement

Masquer une partie de la vue périphérique

Au repos

Restaurer la vue plus large

Compromis

Moins d'informations sur le mouvement et moins de contexte spatial

Une vignette réduit l'image périphérique lors d'une locomotion virtuelle
Masquage visuel dynamique — parcours de confort original
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Cohérence spatiale

Échelle du monde virtuel

Les objets et le corps partagent des dimensions significatives

Hauteur du point de vue

Convient au participant et à la tâche

Horizon

Reste cohérent avec la gravité

Mouvement de la tête

Conserve l'effet attendu sur la vue

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Confort visuel et vision de près

Alignement de l'affichage

Ajustement et positionnement approprié des yeux

Exigences de profondeur

Vergence et accommodation

Lisibilité

Contenu lisible sans contrainte soutenue

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Ergonomie physique

Casque

Masse, pression et chaleur

Posture

Angle du cou et position soutenue

Zone d’atteinte

Élévation, répétition et appui des bras

Accès

Options assises et commandes alternatives

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Mesurer les symptômes

Avant l'exposition

Un état symptomatique de base

Pendant l'exposition

Brèves vérifications, le cas échéant

Après exposition

Symptômes, calendrier et récupération

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Le Simulator Sickness Questionnaire (SSQ)

Instrument

Un questionnaire structuré sur les symptômes

Dimensions

Nausées, oculomotrices et désorientation

Procédure

Gardez la formulation et la notation cohérentes

Le Questionnaire Maladie Simulateur reproduit dans le cours existant
SSQ — Kennedy et coll. (1993), via le cours de confort original
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Évaluations informelles et instruments validés

MesureInterprétation
Évaluation des symptômes en classeUne mesure locale clairement labellisée
SSQ ou une autre échelle sélectionnéeLes éléments propres et la notation de l’instrument
Comportement et arrêtObservations complémentaires avec une procédure définie
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Comparaison des caractéristiques de confort

  1. RéférenceDéfinir la condition de référence
  2. VarianteModifier une fonctionnalité spécifiée
  3. ExpositionGardez les tâches et les délais comparables
  4. AnalyseComparez les symptômes et les performances
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Choix de confort et compromis

Stabilité technique

Suivez et effectuez un rendu cohérent

Contrôle utilisateur

Rendre le mouvement prévisible et facultatif

Options de mouvement

Offrir des choix de locomotion et de virage adaptés

Ergonomie des tâches

Réduire les efforts soutenus inutiles

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Présence, incarnation et inconfort

Expériences associées

Ils peuvent s'influencer mutuellement

Des mesures distinctes

Un score ne représente pas les trois

Résultat de la conception

Une tâche utile avec des exigences acceptables

8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Évaluation de la conception intégrée

Quelle activité est prise en charge ?
Quels indices et correspondances sont essentiels ?
Qu’est-ce qui pourrait perturber la présence ou l’incarnation ?
Comment le confort et la réussite de la tâche seront-ils évalués ?
8 / Facteurs humains en réalité virtuelle8.3 Cybercinétose, confort et évaluation

Sources et lectures complémentaires

Ressources pédagogiques

Cours d’origine et crédits des illustrations

Références de recherche

Références propres à chaque étude

Table de correspondance des sources

Références conservées au point d'utilisation