Le laboratoire Disney Research propose une démarche psychophysique basée sur un algorithme pour enrichir la palette de sensations haptiques à partir d’un écran tactile.

Les écrans tactiles aussi cherchent à proposer une perception haptique en 3D

Alors que la révolution tactile a été consacrée, nombre de chercheurs se penchent désormais sur le développement de sensations haptiques d’un genre nouveau à partir d’un écran tactile. En effet, une impression de relief notamment pourrait favoriser l’immersion de l’utilisateur et développer une rétroaction tactile efficace. Si des chercheurs de Bristol travaillent sur un projet haptique à base d’ultrasons, les travaux pionniers ont déjà validé l’hypothèse des vibrations mécaniques dans laquelle l’ensemble du dispositif se déplace rapidement pour appliquer des stimuli au doigt de l’utilisateur. Cependant, la réalité de l’industrialisation potentielle du processus pointe les faiblesses de ce dernier en termes de coût, de fiabilité ou de besoins en énergie. C’est dans ce contexte que se substitue aujourd’hui la modification de la friction entre le doigt et l’écran aux vibrations mécaniques. Si les techniques de construction et les matériaux semblent cette fois industrialisables, peu de travaux ont été menés sur la conception et l’évaluation des techniques fondamentales à même de générer un éventail de sensations riche.

Un algorithme maison à l’origine d’un modèle perceptif de « bosses 3D »

L’effet de compression d’un film entre le doigt et l’écran a permis d’observer que le niveau de retour des forces est proportionnel à des fonctions mathématiques générales telles que les profils sinusoïdaux. Par extension, cela permet de développer une interface utilisateur efficace mais pas de transmettre les détails ténus de formes géométriques en 3D devant constituer le contenu de l’interface. Ainsi, l’étude menée par Disney Research a mis en lumière  que la sensation de pente était la plus à même de simuler la 3D. Ils ont ainsi établi un algorithme capable de calculer la pente de la surface virtuelle, de déterminer le produit scalaire du gradient de celle-ci ainsi que la vitesse de glissement du doigt et ainsi d’établir le plan du produit scalaire en fonction de la tension de la relation psychophysique. En d’autres termes, ces chercheurs ont établi un modèle perceptif des formes en fonction de la force de frottement appliquée à l’écran. Ainsi, il sera possible de percevoir en 3D des formes aussi complexes que des textures ou bien les traits du visage. L’avantage de cette technique réside également dans le fait que contrairement aux dispositifs tactiles traditionnels dans lequel  le stimulus vient s’appliquer à la peau « passive », c’est ici le déplacement qui va permettre la modélisation de manière semblable à notre manière naturelle d’explorer les surfaces et les textures.

Des applications riches et variées

L’algorithme permettrait de créer des fonctions tactiles 3D réalistes sur un écran pour une grande variété d’images comportant des représentations du quotidien (avec textures, modèles, etc). Il est envisagé d’utiliser cette technique dans divers types d’applications interactives telles que les jeux-vidéos, la navigation, les cartes ou encore l’infographie. Les « bosses tactiles » 3D pourraient en effet être modifiées dynamiquement en fonction de l’évolution des éléments de l’interface graphique. La profondeur tactile peut également s’acquérir directement depuis des appareils photo « depthmeasuring », largement utilisés aujourd’hui dans des dispositifs comme Kinect.  Enfin, il est probable que des applications haptiques soient rendues réalisables le domaine de la réalité augmentée grâce à cet algorithme.

Rédigé par Pierre-Marie Mateo
Journaliste