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Des écrans géants pour le travail collaboratif

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Un réseau de salles va expérimenter le travail collaboratif à distance à l’aide de grandes surfaces d’affichage ou de réalité virtuelle. Le projet Digiscope est une première mondiale.

Des écrans géants pour le travail collaboratif

On peut tout mettre dans la mémoire d’un ordinateur : le modèle numérique d’un véhicule avec tous ses composants, les dizaines de variantes d’une molécule biologique en 3 D, une image géante de la Voie lactée… ou le programme détaillé d’une conférence internationale, qui comporte dix sessions en parallèle. Mais les difficultés commencent quand on veut exploiter efficacement ces informations. Car ces données, plus ou moins massives, ont deux points communs : elles sont à l’étroit sur l’écran d’une tablette ou d’un ordinateur, et leur analyse requiert en général la participation de multiples experts. C’est pour répondre à ce double défi qu’a été conçu le projet Digiscope : un réseau de salles d’écrans géants et de réalité virtuelle qui permettra à des équipes géographiquement dispersées de coopérer en temps réel sur l’analyse de données complexes.

Neuf salles connectées

Cet Equipex – neuf salles en région parisienne, dont la plupart seront opérationnelles à la fin de l’année – constituera une infrastructure unique au monde. "Notre travail est d’abord de mettre au point des outils génériques d’interaction collaborative à distance. Il sera suivi de la création d’un club d’utilisateurs, et d’une phase d’exploitation du réseau Digiscope", indique Michel Beaudouin-Lafon, chercheur à l’université Paris-Sud (Orsay) et coordonnateur du projet.

Pour définir ces fonctions génériques, les chercheurs, issus de multiples laboratoires (CNRS, Inria, CEA, École centrale, Institut Télécom, ENS Cachan…) travaillent sur des scénarios types, allant de la recherche scientifique au design d’un produit grand public, en passant par la gestion d’une crise environnementale qui fait intervenir le centre opérationnel, Météo France, des experts sur d’autres sites… Quelle que soit l’application, l’idée est de s’appuyer sur un réseau de salles hétérogènes, chaque salle ayant une vocation différente.

Dans Digiscope, les deux premiers sites opérationnels sont le mur d’écrans interactif Wild de l’université Paris-Sud et la salle de réalité virtuelle immersive Eve du Limsi (CNRS). Wild, un assemblage de 32 écrans, peut afficher une image unique en très grande dimension, ou au contraire juxtaposer toutes sortes d’images et de documents simultanément visibles pour tous les utilisateurs dans la salle. Wilder, en cours de livraison à l’Inria de Saclay, sera une version visuellement plus confortable (avec des écrans à bords fins), et doté d’un système infrarouge pour une interaction tactile. Dans Eve, des images 3 D sont projetées sur trois côtés d’un cube, au centre duquel évolue l’utilisateur, qui baigne aussi dans un dispositif sonore 3 D et qui interagit avec son environnement virtuel au moyen de systèmes haptiques (bras à retour d’effort). Une autre salle immersive est prévue au CEA, tandis que d’autres grandes surfaces d’affichage, tactiles pour certaines, sont en cours d’installation (Institut Télécom, ENS Cachan, Maison de la simulation…).

Cette débauche de matériels ne servira à rien si l’on ne dispose pas de logiciels capables de les exploiter. Il faut donc que les applications sachent tirer parti de la grande surface d’affichage et qu’elles autorisent l’interactivité à distance. Les chercheurs ont démarré avec Pymol, un logiciel de visualisation de structures chimiques en 3 D, qui a l’avantage d’être ouvert (open source). Il est donc plus facile d’y entrer pour effectuer les modifications nécessaires. Même s’il s’agit d’intervenir le moins possible sur les applications. "Le principe adopté dans Digiscope est la modularité : les nouvelles fonctions d’interaction ne sont pas prises en charge par l’application, mais par un middleware qui assure la connexion des différentes sources de données avec le dispositif d’affichage de chaque salle", précise Michel Beaudouin-Lafon.

Un logiciel pour l’interactivité à distance

Pymol est un bon cheval de bataille pour explorer les fonctions d’interaction à distance. D’autres applications suivront, par exemple pour la recherche en neurologie qui nécessite d’afficher et de manipuler, pour les comparer facilement, un très grand nombre d’images de cerveaux. Ou encore l’aide à la décision dans la gestion de crise, qui suppose l’affichage simultané de données très hétérogènes (vidéo, mesures, calculs…).

Le dialogue entre les sites passe aussi par la vidéoconférence, dont l’installation est prévue cette année. Éventuellement à l’aide de robots de téléprésence, mieux adaptés à des utilisateurs mobiles devant le grand écran. Dans un contexte où l’on travaille à distance de l’image, il a fallu imaginer de nouveaux dispositifs d’interaction avec les écrans. On peut interagir avec le mur Wild via une table multi-touch. Mais face à un mur d’écrans, il était tentant d’essayer la commande gestuelle. La salle est équipée des dix caméras infrarouges d’un système Vicon de détection de mouvements. En fait, il est rapidement apparu qu’agiter les bras pour piloter l’écran est peu précis et… assez fatigant. Des pointeurs manuels (iPod, smartphone) équipés de marqueurs, détectés par les caméras Vicon, sont plus efficaces. Finalement, c’est quand chaque participant devant l’écran est équipé d’une tablette dotée des fonctions adéquates (zoom, manipulations d’objets affichés, loupe sur une zone de l’écran…) qu’un travail collaboratif a le plus de chances de déboucher sur des résultats constructifs. À condition, toutefois, que la séance respecte quelques règles méthodologiques…

C’est sans doute la partie la moins technique du projet, mais pas la moins innovante : avec de tels instruments, les équipes de chercheurs et d’ingénieurs vont devoir apprendre à travailler autrement. Un domaine en friche que les partenaires de Digiscope découvrent pas à pas en développant le système, et qui sera au cœur des préoccupations des futurs utilisateurs. À plus long terme, les technologies développées dans Digiscope permettront d’intégrer de nouvelles salles, en France, en Europe (les salles de réalité virtuelle du groupement Visionair, notamment) et dans le monde.

Une molécule entre deux sites

D’un côté, le mur d’écrans Wild de l’université Paris-Sud, qui affiche une version d’une molécule biologique. De l’autre, la plate-forme de réalité virtuelle Eve du Limsi (CNRS), dont l’affichage stéréoscopique et immersif facilite la compréhension des structures 3 D. Les chercheurs (des spécialistes en biochimie, en pharmacie…), répartis entre les deux salles, communiquent par vidéoconférence. Mais surtout, ils peuvent travailler de manière interactive sur la même version de la molécule. Devant le mur d’écrans Wild, ils manipulent les molécules (rotations, zooms) à l’aide d’un pointeur ou d’une tablette tactile, et affichent simultanément les documents ou articles dont ils ont besoin. Puis ils décident de placer un modèle de molécule dans l’espace partagé avec leurs collègues d’Eve (une zone du mur d’écrans). La molécule choisie est alors explorée dans Eve, notamment en testant les forces physiques qui s’exercent en diverses parties de la molécule, à l’aide de bras haptiques. C’est ce type de scénarios qui sera exploré et affiné dans le cadre de Digiscope, qui développe en parallèle les technologies d’affichage et les méthodologies de travail coopératif et interactif sur de grandes surfaces. 

Une technologie pour…

  • La recherche scientifique coopérative
  • Le design de produits et la revue de projet
  • La gestion de crise (catastrophe, accident )
  • La formation à distance

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