Haptic Rendering in Virtual Reality During Interaction with Tangibles - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Haptic Rendering in Virtual Reality During Interaction with Tangibles

Rendu Haptique en Réalité Virtuelle lors de l’Interaction avec des Objets Tangibles

Résumé

This thesis is centered around the usage of tangible objects in Virtual Reality. While wearing a Head Mounted Display, the user is unable see the tangibles and end up confronting the virtual objects he sees to the tangible ones he can feel. Two main axes were research upon this objective: I) improving the rendering of virtual objects using discrepant tangibles, and II) improving the registration between tangibles and virtual objects. First, as a tangible object renders a part of the virtual environment, we will study how and to what extent a discrepancy between the two can be introduced without breaking the user's immersion with three strategies: 1) by altering the perception the user has of the tangible by adding an tactile stimuli using a wearable haptic device, 2) by intentionally inducing unnoticeable discrepancies between the tangible and its virtual representation without the users noticing, and, 3) by pairing a single tangible to multiple elements of the virtual environment while maximizing the similitude between them. Second, as registering a tangible to a virtual object comes with limitation in terms of accuracy or workspace constraints, two strategies are proposed to solve some limitations of the registration process: 1) on a finer scale, by compensating setup errors to achieve contact synchronization between both real and virtual hand/object contacts, and, 2) on a large scale, by providing a tangible to grasp and release anywhere in the workspace, without any spatial restriction.
Ce doctorat porte sur la conception de retour haptique lors de l'utilisation d'objets tangibles en réalité virtuelle. Lorsqu'il porte un visiocasque, l'utilisateur ne peut pas voir les objets tangibles et se retrouve à confronter les objets virtuels qu'il voit aux objets tangibles qu'il peut ressentir. Deux axes principaux de recherche ont été définis : I) améliorer le rendu des objets virtuels en utilisant des objets tangibles différents, et II) améliorer le positionnement relatif entre les objets tangibles et les objets virtuels. Tout d'abord, comme un objet tangible restitue une partie de l'environnement virtuel, nous étudierons comment et dans quelle mesure une différence entre les deux peut être introduite sans rompre l'immersion de l'utilisateur suivant trois stratégies : 1) en modifiant la perception que l'utilisateur a du tangible en ajoutant un stimulus tactile à l'aide d'un dispositif haptique portable, 2) en introduisant intentionnellement des différences imperceptibles entre le tangible et sa représentation virtuelle sans que l'utilisateur ne s'en rende compte, et, 3) en associant un unique tangible à de multiples éléments de l'environnement virtuel tout en maximisant les similitudes entre eux. Ensuite, étant donné que la superposition d'un objet tangible à un objet virtuel s'accompagne de limites en termes de précision ou de contraintes d'espace de travail, deux stratégies sont proposées pour résoudre certaines limitations du processus de superposition 1) à petite une échelle, en compensant les erreurs de positionnement pour obtenir une synchronisation des contacts entre les mains et les objets réels et virtuels, et 2) à grande échelle, en fournissant un objet tangible à saisir et à relâcher n'importe où dans l'espace de travail, sans aucune restriction spatiale.
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Thesis_Tangibles_Xavier-de-Tinguy.pdf (25.88 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-03299362 , version 1 (26-07-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03299362 , version 1

Citer

Xavier de Tinguy. Haptic Rendering in Virtual Reality During Interaction with Tangibles. Computer Science [cs]. INSA Rennes, 2020. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03299362⟩
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