Role of haptic feedback for embodied interactions in virtual reality
Rôle du retour haptique dans les interactions avec des avatars en réalité virtuelle
Résumé
Virtual reality has undergone an unprecedented technological and media boom in the last few years, through the democratization of headsets and the first proposals of metaverses. Virtual reality technologies offer immersive experiences that allow interaction with virtual environments that are increasingly realistic and sometimes even exceed reality. These experiences already incorporate visual and auditory feedback for users and are capable of faithfully reproducing their movements : they are intrinsically multisensory. In most cases, the better the multisensory integration, the better the overall user experience. Haptics, which describes everything related to touch and manipulation, is still not very present in immersive experiences. A lot of recent research is now focusing on the integration of haptic in virtual reality and the links between haptic feedback and user experience. Our work focuses on the integration of haptic feedback in immersive virtual environments and the links between haptic feedback and user experience, especially the sense of embodiment, which describes the relationship between a user and their avatar, their representation in the virtual environment. In this context, we have contributed to the knowledge of the links between haptic feedback and user experience along three main axes. The first axis of our work is methodological. We have studied existing methodological practices for setting up experimental protocols that study virtual embodiment. We propose an approach that allows us to compare these different protocols, based on the replication of an experiment from the literature and on simulations using the data obtained. The results of this first research axis were then used for the experiments set up in the rest of our work. In a second line of research, we compare several haptic modalities with respect to their contribution to the feeling of embodiment, in a context of fine interaction with the virtual environment. The results of this work allow us to highlight the importance of coherence and ecological validity of haptic feedback when studied under the prism of the sense of embodiment. Finally, our third line of research is technical and technological. In our work, we propose the design of a virtual reality controller that integrates haptic feedback based on spatialized vibrations, enriching user experience during interactions with the virtual environment. We describe the design of the prototype along with three experiments that evaluate both the prototype and the vibration model. The first two experiments deal with the perception of spatialized vibrations, and the last one addresses the added value of spatialization over haptic experience.
La réalité virtuelle connaît depuis quelques années un essor technologique et médiatique sans précédent, à travers la démocratisation des casques et les premières propositions de métavers. Les technologies de réalité virtuelle proposent des expériences immersives qui permettent d’interagir avec des environnements virtuels toujours plus réalistes, voire qui dépassent parfois la réalité. Ces expériences intègrent déjà un retour visuel et auditif pour les utilisateurs et sont capables de reproduire fidèlement leurs mouvements : elles sont intrinsèquement multisensorielles. Dans la majorité des cas, plus l’intégration multisensorielle est aboutie, meilleure sera l’expérience globale de l’utilisateur. L’haptique, décrivant tout ce qui a trait au toucher et à la manipulation, est encore assez peu présent dans les expériences immersives. Un grand nombre de recherches récentes s’intéressent désormais à l’intégration de l’haptique en réalité virtuelle et aux liens qui existent entre retour haptique et expérience utilisateur. Nos travaux portent sur l’intégration du retour haptique en environnement virtuel immersif et les liens qui existent entre retour haptique et expérience utilisateur, et tout particulièrement le sentiment d’incarnation, qui décrit le rapport entre un utilisateur et sa représentation en environnement virtuel, l’avatar. Dans ce contexte, nous avons contribué à la connaissance des liens existant entre retour haptique et expérience utilisateur selon trois axes principaux. Le premier axe de nos travaux est méthodologique. Nous avons étudié les pratiques méthodologiques existantes pour mettre en place des protocoles expérimentaux étudiant l’incarnation virtuelle. Nous proposons une démarche permettant de comparer ces différents protocoles, basée sur la réplication d’une expérience de la littérature et sur des simulations à partir des données obtenues. Les résultats de ce premier axe de recherche nous ont ensuite servis pour les expériences mises en place dans la suite de nos travaux. Dans un deuxième axe de recherche, nous comparons plusieurs modalités haptiques relativement à leur contribution au sentiment d’incarnation, dans un contexte d’interaction fine avec l’environnement virtuel. Les résultats issus de ces travaux nous permettent de mettre en lumière l’importance de la cohérence et de la validité écologique du retour haptique quand il est étudié sous le prisme du sentiment d’incarnation. Enfin, notre troisième axe de recherche porte sur un plan technique et technologique. Nous proposons dans nos travaux la conception d’une manette de réalité virtuelle intégrant un retour haptique basé sur des vibrations spatialisées, permettant d’enrichir l’expérience utilisateur lors d’interactions avec l’environnement virtuel. Trois expériences de validation du prototype accompagnent la description de la conception du prototype, deux expériences portant sur la perception des vibrations spatialisées et une sur l’apport de la spatialisation sur l’expérience haptique.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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