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DualCAD : Intégrer la réalité augmentée et les interfaces d'ordinateurs de bureau dans un contexte de conception assistée par ordinateur

Millette, Alexandre (2016). DualCAD : Intégrer la réalité augmentée et les interfaces d'ordinateurs de bureau dans un contexte de conception assistée par ordinateur. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Une soudaine résurgence de l’engouement envers les technologies à Réalité Virtuelle (RV) et Réalité Augmentée (RA), liée à des avancées considérables dans le domaine des visiocasques, est très prometteuse pour de nombreux secteurs professionnels. Plus particulièrement, la Conception Assistée par Ordinateur (CAO) peut grandement profiter de ces technologies permettant la modélisation d’objets 3D dans un environnement immersif. Les systèmes de VR et de RA permettent aussi l’usage de dispositifs tenus en main ou simplement de gestuelle pour effectuer des opérations de CAO plus rapidement et simplement qu’avec une souris. Toutefois, les visiocasques actuels souffrent d’une faible résolution, d’un champ de vision limité et manquent généralement de précision dans leurs contrôles. Nous proposons donc trois contributions : (1) un système multimodal de CAO, nommé DualCAD, permettant de passer rapidement d’une interface classique de bureau avec clavier-souris (DesktopCAD) à une interface de RA avec visiocasque (ARCAD) en une seule commande et vice versa. Le premier mode permet des opérations précises alors que le second se veut plus intuitif, permettant un travail brouillon. Ensuite, pour améliorer le mode à RA, nous proposons (2) l’usage d’un téléphone intelligent et de techniques d’interaction qui en font usage. Le téléphone permet non seulement l’affichage d’informations utiles comme des menus, mais aussi de tracer avec un stylet et d’entrer des commandes sans ambiguïté. Celui-ci peut aussi être suivi en 3D pour servir d’accessoire de transformations directes ou indirectes. Deux techniques novatrices pour la manipulation et édition de modèles sont présentées et implémentées. Finalement, (3) le tout fut évalué qualitativement à l’aide d’une étude informelle et est comparé à l’état de l’art à l’aide de deux taxonomies. Le document se clôt sur des recommandations pour des travaux futurs.

Titre traduit

DualCAD : integrating augmented reality and a desktop GUI for computer aided desgin (CAD)

Résumé anglais

The increasing performance and falling price of head-mounted displays (HMDs) create new opportunities for virtual reality (VR) and augmented reality (AR). Computer aided design (CAD) in immersive 3D environments will be accessible to more users and make it easier to perceive and understand 3D scenes. AR and VR will also allow the user to point directly in 3D with a device or with their fingers, allowing certain tasks to be performed faster than with a mouse. However, HMDs often suffer from limited field-of-view and/or limited pixel density. Also, users become quickly tired of holding their arms up, and pointing in midair is less precise than a mouse. This dissertation investigates two novel solutions to these problems for CAD and 3D modeling. First, we propose allowing the user to quickly and easily switch between two modes: a desktop mode ("DesktopCAD") for precise work, where a keyboard, mouse, and external LCD monitor are used; and an augmented reality mode ("ARCAD") for rougher but more natural work, with HMD for output and the use of fingers and a hand-held device for pointing. Second, to improve the augmented reality mode, we leverage the use of a smartphone that supports multitouch input and stylus input. The smartphone can display information such as menus but can also be used to register touch or stylus input. The phone’s position and orientation can be tracked to turn it into a physical prop for transformations. We present two novel interaction techniques for defining and for modifying 3D objects using the stylus and smartphone while in ARCAD mode. Finally, we compare our system to the state of the art through two taxonomies and we report the results of informal testing with expert users.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie logiciel". Bibliographie : pages 107-112.
Mots-clés libres: Interfaces utilisateurs multimodales (Systèmes informatiques) Conception assistée par ordinateur. Réalité augmentée. Casques de visualisation. Téléphones intelligents. Visiocasque.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
McGuffin, Michael John
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 30 mai 2016 18:37
Dernière modification: 30 mai 2016 18:37
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1668

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