Etienne Peillard soutiendra sa thèse de doctorat intitulée « Toward a Characterization of Perceptual Biases in Mixed Reality: A Study of Factors Inducing Distance Misperception » à l’Ecole Centrale de Nantes le 24 novembre 2020 (en visioconférence).

  • École doctorale n°602, Centrale Nantes, Sciences Pour l’Ingénieur. Spécialité : Architectures et études urbaines

Composition du Jury

  • Rapporteurs :
    Victoria INTERRANTE Professeure, Université du Minnesota
    Jean-Louis VERCHER Directeur de Recherche, CNRS.
  • Examinateurs :
    Sarah CREEM-REGEHR Professeure, Université de l’Utah
    Valérie GYSELINCK Directrice de recherche, Université Gustave Eiffel
    Anatole LÉCUYER Directeur de recherche, Inria Rennes.
  • Encadrement :
    Directeur de thèse : Guillaume MOREAU Professeur, École Centrale de Nantes
    Co-encadrant : Ferran ARGELAGUET Chargé de recherche, Inria Rennes
    Co-encadrant : Jean-Marie NORMAND Maître de conférences, École Centrale de Nantes.

Résumé en français :

Vers une caractérisation des biais perceptifs en réalité mixte : une étude de facteurs altérant la perception des distances

Réalité Virtuelle, Réalité Augmentée, Réalité Mixte, ces mots comme les applications qui les accompagnent entrent peu à peu dans l’usage commun.

Cependant, la réalité proposée par ces technologies n’est pas identique à notre réalité ordinaire. Le présent ouvrage se propose de mettre en évidence certains biais perceptifs en réalité mixte. Dans un premier temps nous étudierons un biais perceptif lié à l’observateur : l’anisotropie de la perception egocentrique des distances en réalité virtuelle. Dans un second temps nous examinerons la perception exocentrique des distances en Réalité Augmentée (RA).
En effet la sous-estimation des distances egocentriques est un phénomène souvent observé et il est donc intéressant d’étudier son potentiel transfert à la perception exocentrique. Puis nous étudierons plus en avant d’autres biais potentiels en RA en s’attachant en particulier à évaluer l’impact des indices de profondeur sur la perception des distances. En particulier, nous analyserons dans ce chapitre l’effet de deux indices de profondeurs en RA : l’impact de la position et de la forme des ombres sur la perception des distances, puis l’influence de l’accommodation sur la perception des distances en utilisant une technologie d’affichage spécifique : les dispositifs de projection rétinienne.
Enfin nous discuterons le potentiel impact des techniques d’interaction sur la perception des distances et proposerons un protocole permettant d’évaluer l’effet de certaines interactions sur la perception des distances en RA, afin peut-être de parvenir à rapprocher celle-ci de la perception réelle.

Résumé en anglais :

Toward a Characterization of Perceptual Biases in Mixed Reality: A Study of Factors Inducing Distance Misperception

Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality, these words as well as their applications are gradually becoming common usage.

However, the reality proposed by these technologies is not identical to our regular reality. This work aims to highlight some perceptual biases in Mixed Reality. First we study a perceptual bias linked to the observer: the anisotropy of the egocentric distances perception in virtual reality. In a second part, we study the exocentric perception of distances in Augmented Reality (AR).
Indeed the underestimation of egocentric distances is a phenomenon frequently observed and it is therefore interesting to consider its potential transfer to the exocentric perception. Then we further study other potential biases in AR by focusing in particular on evaluating the impact of depth cues on the perception of distances. In particular, we investigate in this chapter the effect of two depth cues in AR: the impact of the position and shape of shadows on distance perception, and then the influence of accommodation on distance perception using a specific display technology: retinal projection devices.
Finally, we discuss the potential impact of interaction techniques on distance perception and propose a protocol to evaluate the effect of certain interactions on distance perception in AR, in order to perhaps bring it closer to real perception.

Photo – L’impact des indices de profondeur : ombres et distance d’accommodation
À gauche : Point de vue du participant dans l’HoloLens à l’état « d’ombre dure ».
À droite : Les différentes conditions d’ombre, de haut en bas : « Ronde », « Dure » et les ombres « Soft-Edge ».
Crédit photo Etienne Peillard

Photo – Impact of shadow shape and consistency on depth perception
Left: Participant’s viewpoint within the HoloLens in the “hard-shadow” condition.
Right: The different shadow conditions, from top to bottom: “Round”, “Hard-Edge” and “Soft-Edge” shadows.
©Etienne Peillard