Thèse Conception et Évaluation de Techniques de Locomotion Semi-Automatiques pour la Navigation Interactive en Milieu Immersif H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Informatique et sciences du numérique École doctorale : Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication Laboratoire de recherche : Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique Direction de la thèse : Emmanuel PIETRIGA ORCID 0000000297620462 Début de la thèse : 2026-11-01 Date limite de candidature : 2026-10-30T23:59:59 L'équipe ILDA étudie comment permettre aux utilisateurs de naviguer de façon interactive dans des représentations 3D immersives, un contexte où l'utilisabilité pose de sérieux problèmes. Le principal obstacle est la cybercinétose (ou mal des simulateurs), qui provoque nausées, vertiges, maux de tête et troubles de l'équilibre. Elle provient d'un conflit sensoriel entre ce que l'utilisateur voit (une caméra virtuelle en mouvement) et ce que ressentent ses systèmes vestibulaire et proprioceptif, qui ne perçoivent pas ces déplacements.

Ce conflit apparaît surtout lorsque la caméra se déplace automatiquement, en translation et en rotation, le long d'une trajectoire prédéfinie pour rejoindre un point de vue éloigné. Cette méthode a pourtant des atouts : trajectoire optimisée, peu d'efforts moteurs, et possibilité de parcourir de grandes distances dans un espace physique réduit, y compris assis sur une chaise. Mais la cybercinétose qu'elle engendre la rend difficilement acceptable.

Plusieurs techniques existent pour limiter ces conflits : la téléportation, très efficace car elle supprime le mouvement visuel continu, même si elle peut nuire à l'orientation spatiale ; les vignettes dynamiques ou la réduction du champ de vision, qui diminuent le flux optique périphérique ; la locomotion couplée aux mouvements de la tête ou du corps ; et l'ajout de repères visuels stables.

Jusqu'ici, la recherche s'est surtout intéressée aux transitions entre deux points de vue à la première personne (égocentriques). La transition entre une vue égocentrique et une vue à la troisième personne qui situe l'utilisateur dans son environnement (exocentrique) n'a, à notre connaissance, guère été explorée, et soulève de nombreux défis.

L'objectif de cette thèse est donc d'explorer des manières de naviguer de façon interactive entre : 1) un point de vue égocentrique et un point de vue exocentrique, ou 2) une séquence de points de vue exocentriques. Les techniques d'interaction à concevoir et à valider devront permettre à l'utilisateur de garder une bonne orientation spatiale (savoir où il se trouve et dans quelle direction il regarde), quelle que soit l'échelle, tout en minimisant la cybercinétose. Différentes techniques d'interaction ont été conçues pour limiter ces conflits sensoriels entre système visuel et système vestibulaire. La téléportation est l'une des plus efficaces, car elle supprime le mouvement visuel continu, bien qu'elle puisse affecter l'orientation spatiale. Les vignettes dynamiques ou la réduction du champ de vision pendant les déplacements diminuent le flux optique périphérique et réduisent significativement les symptômes. D'autres approches cherchent à renforcer la cohérence sensorielle, comme la locomotion couplée aux mouvements de la tête ou du corps, ou l'ajout de repères visuels stables.

Les travaux de recherche se sont jusqu'à maintenant essentiellement concentrés sur les transitions entre deux perspectives de l'utilisateur sur le monde virtuel à la première personne (dites vues ego-centriques). La transition entre deux perspectives de natures différentes, l'une ego-centrique et l'autre offrant une vue à la troisième personne permettant de situer l'utilisateur dans son environnement (exo-centrique), n'a à notre connaissance pas été explorée au-delà de et soulève de nombreux défis et questions de recherche. Le but de cette thèse est d'explorer différentes manières d'effectuer des navigations interactives entre des configurations impliquant 1) deux points de vue, l'un ego-centrique et l'autre exo-centrique; ou 2) une séquence de points de vue exo-centriques. Les techniques d'interaction sous-jacentes, à concevoir et à valider, doivent permettre à l'utilisateur de conserver une bonne orientation spatiale en immersion (c'est-à-dire, comprendre là où il se trouve et dans quelle direction il regarde), quelle que soit l'échelle, et en minimisant les problèmes de cybercinétose. interaction design, software prototyping, user-centered empirical evaluation, programming language design.

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