Interaction 3D

Sélection, manipulation et contrôle des applications

Étienne Peillard
IMT Atlantique

Plan du cours

Conception de l’interaction

6.1

Sélection

6.2

Manipulation

6.3

Modalités et supports physiques

6.4

Contrôle et évaluation

6.5

6.1

Conception de l’interaction

Trois familles d’interaction 3D

Manipulation d'objet

Sélectionner et transformer

Navigation

Changer de point de vue ou d'échelle

Contrôle de l’application

Modifier les outils, les modes et les paramètres

Le cycle d’action de Norman

ObjectifQu'est-ce que je veux ?
ExécutionPlanifier, spécifier et réaliser
PerceptionObservez le résultat
ÉvaluationInterpréter et comparer

Principes de conception de l’interaction

Visibilité

Actions disponibles et état actuel

Possibilités d’action et correspondances

Ce qui semble possible et comment cela fonctionne

Retour et contraintes

Conséquences et prévention des erreurs

Manipulation directe

Représentation continue

L'objet reste perceptible

Action incrémentielle

Les effets apparaissent pendant le mouvement

Réversibilité

Les actions peuvent être corrigées

Interaction naturelle et capacités augmentées

Correspondance naturelle

Utiliser des compétences corporelles familières

Correspondance amplifiée

Surmonter les limites de portée ou d’échelle

Compromis

Apprentissage, contrôle et exécution des tâches

Design fiction et contraintes des interfaces trackées

World Builder : analyse des interactions

Pourquoi l'interaction en 3D est difficile

Perception

Profondeur, occlusion et densité des objets

Contrôle moteur

Précision, tremblements et fatigue

Connaissance des interfaces

Outils, modes et conventions inconnues

Complexité spatiale dans l'interaction 3D

6.2

Sélection

Sélection et transformation

IndiquerIdentifier un candidat
ConfirmerChoisissez l'objet prévu
JoindreÉtablir une relation de contrôle
Transform : position, rotation et échelleDéplacer, faire pivoter ou redimensionner

La main virtuelle

Correspondance

Main suivie à main virtuelle

Sélection

Contact ou chevauchement à proximité de l'objet

Contrainte

Portée physique et forces de contact manquantes

Interaction Go-Go

Près du corps

Mouvement approximativement direct

Au-delà d'un seuil

La portée augmente de manière non linéaire

Résultat

Accès aux objets distants

Go-Go : la relation de portée physique et virtuelle

Un curseur 3D

Contrôle de position

L'entrée spécifie l'emplacement

Commande en vitesse

L'entrée spécifie la vitesse

Débrayage

Repositionner la saisie sans déplacer le curseur

Contrôles du curseur de translation et de rotation

Lancer de rayon

Origine et direction

Un dispositif de pointage définit un rayon

Candidat

Le rayon croise une cible

Confirmation

Un bouton, un geste ou une autre action

Un rayon virtuel pour la sélection à distance

Lancer de rayon et interaction dans le plan de l’image

Sélection dans le plan de l’image

Projection

Objets vus par l'utilisateur

Alignement

Un doigt ou une main indique un emplacement d'image

Ambiguïté de profondeur

Plusieurs objets peuvent partager la direction

Lancer de rayon et interaction dans le plan de l’image

Loi de Fitts et pointage

MT = a + b log₂(1 + D / W)

Distance D

Distance jusqu’à la cible

Largeur W

Tolérance à l'erreur

Indice de difficulté

Un modèle de la relation vitesse-précision

Ambiguïté dans la sélection distante

Occlusion

Un rayon visible rencontre la mauvaise surface

Scènes denses

Plusieurs cibles plausibles

Profondeur

Les cibles se chevauchent dans une direction

Sélection adaptative et par étapes

Sélection par bulle

Une région s'adapte autour d'un candidat

Sélection en deux étapes

Acquisition grossière, puis choix précis

Sélection sémantique

Utiliser les connaissances pertinentes pour la tâche

Une démonstration de sélection 3D basée sur des bulles

Sélection par bulle en 3D

Autres façons de sélectionner

Un menu

Choisissez une cible nommée explicite

Voix et pointage

Combiner identité et direction

Monde en miniature

Sélectionner via un proxy spatial

Sélection par une représentation alternative

Pointage et acquisition de cible

Modification de la taille effective de la cible

Des cibles efficaces plus grandes peuvent introduire une ambiguïté de sélection

6.3

Manipulation

Degrés de liberté de la manipulation

Translation

Trois dimensions de position

Rotation

Trois dimensions d'orientation

Échelle

Un paramètre d'application supplémentaire

Sélection et manipulation

Acquisition à distance

Un rayon peut trouver un objet

Transformation précise

Une correspondance à proximité peut aider

Transition

Le contrôle doit changer de manière prévisible

HOMER

Sélectionnez avec un rayon

Atteindre une cible lointaine

Manipuler avec la main

Une correspondance à l'échelle centrée sur la main

Libération

Mettre fin à la relation de contrôle

Manipulation d'objets centrée sur la main et extension du lancer de rayons

Contrôle égocentrique et exocentrique

Égocentrique

Agir du point de vue du participant

Exocentrique

Agir par l’intermédiaire d’une représentation externe

Changement d'échelle

Rendre un objet ou un monde accessible

Interaction à travers différents points de vue spatiaux

Manipulation bimanuelle

Main non dominante

Une ancre ou un cadre de référence

Main dominante

Une action plus précise dans ce cadre

Relation à deux mains

La distance et l'orientation peuvent contrôler l'échelle

Contraintes et assistance

Axes et plans

Réduisez les mouvements indésirables

Accrochage automatique

Alignez-vous sur des objectifs significatifs

Modes de précision

Modifier le gain ou effectuer des ajustements séparés

6.4

Modalités et supports physiques

Interaction multimodale

Pointage

Indique un candidat spatial

Parole

Exprime une action ou un paramètre

Combinaison

Résolvez quoi et où ensemble

Interaction multimodale dans un environnement virtuel partagé

Interaction multimodale : démonstration

Des interfaces tangibles

Forme physique

Suggère l’utilisation et restreint le mouvement

Retour passif

Une surface peut supporter les mains

Recalage

Les objets physiques et virtuels doivent s'aligner

Accessoires physiques pour la manipulation 3D

6.5

Contrôle et évaluation

Contrôle de l’application

État de l’application

Pause, redémarrage et sortie

Outils et modes

Changer la signification de l'entrée

Paramètres

Ajuster les paramètres de rendu ou de tâche

Menus et widgets pour le contrôle des applications

Placement des interfaces

Monde fixe

Une partie de l'environnement

Par rapport au corps

Suit la main, le poignet ou le participant

Vue relative

Reste dans le champ de vision

Placement de l'interface spatiale et contextuelle

Utilisabilité et expérience utilisateur

Efficacité

L’objectif peut-il être atteint ?

Efficience

À combien de temps et d'efforts coûtent-ils ?

Satisfaction

Comment l’utilisation est-elle vécue ?

Une expérience plus large

Émotion, esthétique et présence

Comparer les techniques d'interaction

Dimensions	Observations possibles
Performances	Délai de réalisation, erreurs, précision de placement
Effort	Portée, élévation soutenue des bras, fatigue
Apprentissage	Découvrabilité et amélioration avec la pratique
Expérience	Contrôle perçu et satisfaction

Laboratoire d'interaction 3D

Menus, widgets et supports physiques

Où se trouve le contrôle et comment l’utilisateur connaît-il son état ?

Examen de la conception des interactions

Une petite cible lointaine

Une rotation précise de l'objet

Une action répétée à hauteur d’épaule

Un objet partagé contrôlé par deux personnes

Sources et lectures complémentaires

C. Fleury, Interaction 3D (2025-2026)

FILA3, interaction 3D

C. Fleury, Navigation 3D (2025-2026)

Bowman et al., Interfaces utilisateur 3D : théorie et pratique Tous les supports de cours