Thesis.phd.l'influence De La Réalité Virtuelle Non-immersive

Université de Montréal

L'influence de la réalité virtuelle non-immersive comme outil de visualisation sur le processus de design par Tomás V. Dorta D.

Faculté de l'aménagement

Thèse présentée à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de Philosophiæ Doctor (Ph.D) en aménagement

Octobre 2001

© Tomás V. Dorta D., 2001

Université de Montréal Faculté des études supérieures

Cette thèse intitulée :

L'influence de la réalité virtuelle non-immersive comme outil de visualisation sur le processus de design présentée par : Tomás V. Dorta D.

a été évaluée par un jury composé des personnes suivantes :

Présidente-rapporteuse!:

Jacqueline Vischer

Directeur de recherche :

Philippe Lalande

Co-directeur!:

Leonard Warshaw

Membre du jury :

Luc Courchesne

Examinateur externe :

Thomas Seebohm

Thèse acceptée le :_________

I

Remerciements Sans l'aide et l'appui de différentes personnes et organismes, ce travail n'aurait pu être réalisé. En premier lieu, le financement du "Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas CONICIT" du Venezuela avec le "Banco Interamericano de Desarrollo, B.I.D.", a rendu possible mon séjour au Québec ainsi que le financement de mes études. Ensuite, j'aimerais remercier mon professeur, directeur de recherche et ami, Philippe Lalande, pour son assistance, son support et sa collaboration lors de toutes les étapes de ce travail. Je remercie également, au professeur Léonard Warshaw co-directeur de la thèse et personne ressource qui m’a offert son soutien et le fruit de sa riche expérience dans les phases initiales et déterminantes de mon travail, la professeure Manon Guité pour ses conseils au tout début de cette recherche, Michel Lamoureux, Alexandre Cusson et le professeur Yves Lepage du Service de consultation en méthodes quantitatives de l’Université de Montréal, pour leur aide dans l’analyse statistique. Merci à l'Université de Montréal pour l'aide financière obtenue par l’octroi de différentes bourses. Et finalement j'aimerais remercier les nombreux étudiants en design industriel (première année 97 et 99) qui ont participé aux expériences de cette recherche, pour leur patience et leur collaboration.

J'aimerais de plus souligner l'appui et la formation obtenue de la part du «!Laboratorio de Tecnicas Avanzadas en Diseño L.T.A.D.!», (Facultad de Arquitectura y Urbanismo - Universidad Central de Venezuela). C'est là, avec l’assistance du professeur Gustavo Llavaneras et du professeur et pionnier en réalité virtuelle, Gonzalo Vélez, que mon cheminement dans la recherche en informatique en design a débuté.

II

A María Elisa, mi madre…

III

Sommaire La genèse de ce travail part de la problématique des outils traditionnels pour bien visualiser et représenter le projet en trois dimensions (3D) dans les phases initiales du processus de design. Vu que la réalité virtuelle (RV) comme outil de visualisation contourne plusieurs difficultés de ces outils traditionnels pour la représentation 3D, tenant compte le projet de design comme un objet tridimensionnel, nous avons donc étudié différents aspects de l'influence de la RV non immersive (comparativement à la RV immersive) sur le processus de design. Même si la RV immersive semble très efficace dans la présentation pour le client, car il se trouve immergé dans l’espace 3D, la RV nonimmersive a été privilégiée pour le travail de conception à cause des problèmes techniques (de configuration et d’équipement) et physiologiques (les malaises produits par les visiocasques souvent utilisés dans l'immersion). De plus, elle ne nécessite pas l’utilisation d’un équipement souvent coûteux et sophistiqué qui serait inapproprié aux conditions de la pratique professionnelle.

L'analyse de cette influence est limitée à l’observation de la RV seulement comme outil de visualisation 3D par rapport aux outils graphiques traditionnellement utilisés en design, particulièrement le dessin et les logiciels de conception assistée par ordinateur (C.A.O.) et de modélisation 3D. Il est important de signaler qu’actuellement, l’option de la représentation en RV non immersive est présente dans la plupart de ces logiciels. Or, lors de la réalisation des expériences de cette recherche, les logiciels ne comportaient pas cette possibilité. Cette affirmation est également valable pour ce qui est de la pratique dans plusieurs bureaux de consultation en design aujourd’hui, où l’utilisation de ces logiciels n’est pas encore répandue pour les phases initiales de design, c’est-à-dire la visualisation en temps réel avec les technologies «!OpenGL!» ou «!QuickDraw 3D!» par exemple. Par ailleurs, le travail avec les maquettes physiques n'a pas été abordé dans les expérimentations, les limites d’infrastructure et de logistique rendant les tests à l’intérieur des ateliers de design impossibles à réaliser.

Dans ce travail, le processus de design est observé lorsqu’il est appliqué à deux disciplines!: l'architecture et le design industriel. Le choix de ces deux disciplines tient de

IV

la pertinence du problème de l'échelle du projet (en architecture : le bâtiment!et en design industriel : l'objet). Malgré l’impact que peut éventuellement avoir l'usage de la RV sur ces deux disciplines, c'est en architecture que la RV paraît plus essentielle, vu l'échelle du projet et l'impossibilité de le visualiser physiquement avant sa construction. Son influence pourrait même sembler évidente, sans néanmoins être validée et documentée aux niveaux empirique et méthodologique. L’analyse de l'influence de la RV sur le processus de design dans la discipline de design industriel peut être considérée plus exigeante à réaliser, tenant compte de l'efficacité des outils traditionnels de visualisation (surtout les maquettes) pour représenter le projet (l’objet) en grandeur réelle.

Pour alléger le texte le terme «!designer!» signifie autant l’architecte que le designer industriel. Là où il sera important de traiter d’une discipline indépendamment de l’autre, la distinction sera faite.

Après une analyse de la problématique à travers l’histoire et une revue de la littérature sur les outils traditionnels dans la visualisation 3D du projet, quelques aspects cognitifs spécifiques du concepteur sont identifiés comme explication possible de l'influence de la RV dans le processus. Ces aspects proviennent des études sur l’ergonomie cognitive dans les interfaces humain - ordinateur.

Cette recherche est de type exploratoire. Vu la difficulté d’évaluer le processus de design, nous avons construit une méthodologie de recherche exploratoire en évaluant les résultats du processus par des critères de design objectifs. Certains des mérites théoriques de la RV soulevés dans la littérature ont de cette façon été validés sur le terrain. Une analyse statistique a suivi pour mieux illustrer les différences des résultats, sans pour autant adopter une approche quantitative «!classique!».

Nous avons effectué deux expériences pendant la session d'hiver de 1997 et une pendant la session d’hiver 1999. Elles ont été réalisées à l'intérieur d'un cours du programme de design industriel (Dessin et infographie 1) donné par le professeur Philippe Lalande. Nous avons obtenu la participation de 72 étudiants de la Faculté de l’aménagement, dont 53 élèves de première année en design industriel pour les

V

expériences de 1997 et 65 étudiants, dont 58 élèves de première année en design industriel, pour l’expérience de 1999.

Deux types de résultats ont été obtenus dans cette recherche. D'une part, ceux des projets de design (idéation ou test actif) réalisés par les étudiants, qui ont été évalués par des experts selon des critères de design objectifs, et d'autre part, les résultats de la communication de l'information 3D du projet (communication ou test passif). En plus des conclusions où sont exposées quelques réflexions sur ces résultats et des lignes directrices pour des travaux futurs, la «!réalité virtuelle dessinée!» est proposée comme exemple du développement d’outils de visualisation tenant compte des connaissances apportées dans cette thèse. Développée dans le cadre de cette recherche, la réalité virtuelle dessinée est une nouvelle technique de représentation 3D qui s’inspire des résultats de l’étude où les techniques de représentation traditionnelles s’unissent avec la RV pour mieux représenter le projet dans les premières étapes du processus de design.

Deux types de conclusions ont découlé de ce travail. Il semble exister une influence significative de la RV sur la communication de l'information 3D du projet (test passif) pour des espaces et géométries complexes. Par contre, il n’existe pas d’influence significative directe de la RV dans l’idéation (test actif). Cependant, son influence dans la communication, en tenant compte de l’importance de celle-ci pour les designers euxmêmes, leurs collègues et clients, peut indirectement affecter les processus de design. Plusieurs pistes de recherches se sont aussi construites, en plus de nouvelles directions pour la proposition des interfaces informatiques pour la visualisation 3D en design.

Il est primordial de souligner que dans cette étude, la RV est traitée en termes d’expérience et non en termes de technologie. Or, nous assistons de nos jours à des avancements technologiques impressionnants qui ont mené à la mise ou point de cartes graphiques capables de réaliser de rendus en temps réel incluant le calcul de lumières et d’ombrages, et ces avantages dans la visualisation deviennent accessibles sur des appareils peu coûteux et faciles à utiliser. Cependant, la pertinence de cette thèse demeure évidente dans l’analyse de l’expérience de la RV dans la visualisation qui, elle, reste inchangée. Cette étude a débuté en 1997 et les premiers résultats ont été présentés en 1998 (Dorta, et

VI

al. ; 1998 ; 2000). Nonobstant, la RV non immersive est maintenant intégrée dans presque tous les systèmes de modélisation 3D pour la visualisation. Les connaissances apportées dans cette thèse font la lumière sur des aspects essentiels pour la bonne utilisation de la RV en termes d’expérience, et non seulement comme technologie, dans le processus de design, et ce en jetant un regard critique sur la situation actuelle de la visualisation 3D informatique en design.

VII

Table des matières Page Remerciements

I

Sommaire

III

Table des matières

VII

Liste des figures

XIII

Liste des tableaux

XV

Introduction

1

Chapitre I

Problématique et revue de la littérature

1 Le processus de design

9

10

1.1 La méthode et le processus

10

1.2 La conception

11

1.3 Le processus traditionnel de conception

11

1.3.1 La structure du processus traditionnel

12

1.3.2 Le processus dans la pratique professionnelle

14

1.3.2.1 Les étapes de Lebahar

14

1.3.2.2 L’idéation et la communication

16

1.4 La structure du processus informatisé

17

1.5 Le processus de prise de décisions

17

1.5.1 Le cycle formulation/correction des hypothèses de design 18 1.5.2 Ré-alimentation 2 La visualisation

19 20

2.1 La simulation en design

22

2.2 Les outils traditionnels de visualisation et de simulation

23

2.2.1 La maquette

24

2.2.1.1 La maquette d’architecture

24

2.2.1.2 La maquette en design industriel

26

2.2.2 Le dessin

27

2.2.2.1 L’esquisse

27

2.2.2.2 Les plans, les sections et les élévations

30

VIII

2.2.2.3 Les perspectives

31

2.2.2.4 Les axonométries

33

2.2.2.5 Les problèmes du dessin

34

2.2.3 La visualisation informatisée

34

2.2.3.1 La C.A.O. et la modélisation

35

2.2.3.2 Les théories et les tendances de la C.A.O.

36

2.2.3.2.1 L'utilisation de l'ordinateur comme auxiliaire à la conception

36

2.2.3.2.2 L'expression graphique avec l'ordinateur

37

3 Les problèmes des outils traditionnels

38

4 La Réalité virtuelle

40

4.1 La RV immersive

43

4.2 La RV non-immersive

44

4.3 La Réalité virtuelle et la C.A.O.- modélisation

47

4.4 L’habileté spatiale

51

5 Les aspects cognitifs du designer

52

5.1 La perception visuelle

52

5.2 L’image mentale / les modèles mentaux

53

5.3 La charge mentale de travail

53

5.4 Le traitement des erreurs

54

6 Les problèmes de la RV dans le processus de design

54

Chapitre II La recherche

57

1 L’approche

58

1.1 Hypothèses spécifiques

60

1.2 Hypothèses générales

61

2 La méthodologie

61

3 L’échantillonnage

63

4 Le laboratoire

65

5 Les logiciels

66

IX

6 L’approche statistique

67

Chapitre III

70

Test actif

1 Le test actif

71

2 Les projets

71

3 Déroulement

73

4 Groupe traditionnel

74

4.1 Stratégie

74

4.2 Évaluation

75

4.2.1 Évaluation continue

75

4.2.2 Évaluation finale

76

5 Groupe RV

80

5.1 Stratégie

80

5.2 Évaluation

80

6 Résultats du test actif 6.1 Résultats de l’évaluation collective

81 82

6.1.1) Résultats par catégorie

82

6.1.2) Résultats selon les équipes

82

6.2 Résultats de l’évaluation individuelle

83

6.2.1 Résultats selon les équipes

83

6.2.2 Évaluation selon les critères de design objectifs

85

6.2.2.1 Évaluation détaillée selon les critères de design objectifs

87

6.2.2.2 L’influence de l’outil selon la séquence d’utilisation

88

6.3 Évaluation continue!: cycle de formulation / correction des hypothèses de design

Chapitre IV

Test Passif

1 Le test passif (1997)

89

90

91

X

2 Groupe traditionnel

93

2.1 Stratégie

93

2.2 Évaluation

94

3 Groupe RV

95

3.1 Stratégie

95

3.2 Évaluation

95

4 Résultats du test passif (1997)

96

5 Le test passif (1999)

98

6 Groupe traditionnel

100

6.1 Stratégie

100

6.2 Évaluation

100

7 Groupe RV

102

7.1 Stratégie

102

7.2 Évaluation

103

8 Résultats du test passif (1999)

103

Chapitre V

105

Discussion générale

1 RV non-immersive et l’idéation

106

1.1 Évaluation collective (par catégories et par équipes)

106

1.2 Évaluation individuelle (selon les équipes)

107

1.3 Évaluation individuelle (selon les critères)

108

1.4 Évaluation individuelle détaillée (selon les critères)

108

1.5 Évaluation individuelle (selon la séquence d’utilisation)

108

1.6 Évaluation continue (hypothèses de design)

109

1.7 Discussion générale!: RV et idéation

109

2 RV non-immersive et la communication

110

2.1 Résultats du test passif

110

Chapitre VI

Conclusions

1 Rappel des hypothèses

112

113

XI

1.1 Hypothèses spécifiques

113

1.2 Hypothèses générales

113

2 Conclusions générales

117

3 Considérations et applications de la RV

121

Chapitre VII Applications la RV et travaux futurs

123

1 Un problème soulevé

124

2 La RV dessinée

125

2.1 Une perspective = de multiples perspectives

128

2.2 La RV dessinée et la problématique

129

2.3 Considérations finales sur la RV dessinée

130

3 Travaux futurs

132

3.1 L’influence de la RV dans l’idéation

132

3.2 Préciser l’influence de la RV dans la communication

133

3.3 L’utilisation de plans avec la RV

133

3.4 L’aménagement d’espaces

133

3.5 La maquette hybride

134

4 Mot de la fin

135

Bibliographie

136

Annexe I Mandat du projet 1

i

Annexe II Mandat du projet 2

ii

Annexe III Exemples des résultats du test actif (projet 1)

iii

Annexe IV Exemples des résultats du test actif (projet 2)

iv

Annexe V Détail de l’évaluation faite par les architectes (en pourcentages) montrant les résultats par équipes

v

Annexe VI Détail de l’évaluation faite par les designers industriels (en pourcentages) montrant les résultats par équipes Annexe VII Totaux de l’évaluation faite par les architectes et les designers industriels (en pourcentages) montrant les résultats par projet et par équipes

vi

vii

XII

Annexe VIII Données générales du test actiff

viii

Annexe IX Totaux de l’évaluation faite par les architectes et les designers industriels (en pourcentages) montrant les résultats par projet du test actif

x

Annexe X Détail de l’évaluation du cycle de formulation / correction des hypothèses de design montrant les résultats par équipes Annexe XI Questionnaire du test passif 1997

xi xii

Annexe XII Détail du résultat par équipes du test passif déterminant la communication et la compréhension d’un objet 3D à travers l’utilisation du média traditionnel et de la RV Annexe XIII Exemples de la RV dessinée

xiii xiv

XIII

Liste des figures Page Introduction Figure 1 La maquette avant la Renaissance. (Domenico Cresti Da Passignano, SXXVI) Michel-Ange présente au pape Paul IV le modèle de la Basilique Saint Pierre.

2

Figure 2 Monde en miniature.

7

Chapitre I Problématique et revue de la littérature Figure 3 Le processus de design selon Markus / Maver.

13

Figure 4 Phases du processus de design selon le RIBA.

13

Figure 5 Schéma général de la recherche de l’objet par la simulation graphique (Lebahar ; 1983).

15

Figure 6 Cycle de formulation / correction des hypothèses de design.

18

Figure 7 Effet de «!Gulliver!».

25

Figure 8 Plans, sections et élévations en architecture.

30

Figure 9 Perspective et photo du projet.

32

Figure 10 Rendu numérique et photo du même projet.

35

Figure 11 Visiocasque «!CyberMaxx!» (VictorMaxx Inc.).

41

Chapitre II La recherche Figure 12 Schéma général des expérimentations.

59

Chapitre III Test actif Figure 13 Projet 1 (l’escalier).

71

Figure 14 Projet 2 (le banc).

72

Figure 15 Vue globale du Test actif.

73

Figure 16 Documents 2D concernant le projet 1.

74

Figure 17 Documents 2D concernant le projet 2.

74

Figure 18 Questionnaire d’évaluation!: cycle de formulation / correction des hypothèses. Figure 19 Questionnaire!: évaluation avec des critères objectifs de design.

78 79

Chapitre IV Test passif Figure 20 Images du stade (test passif 1997).

91

Figure 21 Documents 2D du stade utilisés par le groupe traditionnel.

92

XIV

Figure 22 Test passif en continuation du Test actif (1997) montrant la redistribution des deux groupes (A et B).

93

Figure 23 Premières pages du questionnaire «!Placez le spectateur!» montrant 4 vues d’un total de 16 et les diagrammes pour placer la direction et l’endroit du spectateur correspondant.

94

Figure 24 Résultats totaux des tests (en pourcentages).

98

Figure 25 Tire-bouchon «!Anna G d’Alessi!», utilisé comme objet 3D pour le test passif 1999. Figure 26 Diagramme du test passif 1999.

98 99

Figure 27 Questions (1-19) du test passif 1999. Il faut choisir une bonne réponse parmi 3 choix. Seulement une image (des 3) n’a pas été modifiée.

101

Chapitre VI Conclusions Figure 28 Communication à l’intérieur d’une équipe de travail.

118

Figure 29 Place de la RV dans le processus de design.

119

Chapitre VII Applications la RV et travaux futurs Figure 30 Gabarit panoramique pour la RV dessinée.

126

Figure 31 Esquisse numérisée et construction du QTVR.

127

Figure 32 Vues de la RV dessinée et du QTVR traditionnel.

127

XV

Liste des tableaux Page Chapitre III Test actif Tableau I Classement selon l’évaluation collective

82

Tableau II Résulats de l’évaluation collective selon les équipes d’étudiants

83

Tableau III Résulats de l’évaluation individuelle selon les équipes d’étudiants

84

Tableau IV Moyenne du total des critères de design objectifs pour chaque Équipe

86

Tableau V Évaluation du cycle de formulation / correction des hyporthèses de Design

montrant

les

résulats

par

é q u89 ipe

Chapitre IV Test passif Tableau VI Test passif (1997) (toutes les équipes)

97

Tableau VII Test passif (1999) (tous les membres des équipes)

103

1

Introduction L’homme a utilisé, tout au long de son évolution, des outils pour traiter et mieux visualiser l’information nécessaire pour la réalisation d’une tâche ou d’un travail spécifique. De nos jours, l’ordinateur est l’outil par excellence pour effectuer ce traitement dans plusieurs disciplines, incluant l’architecture et le design industriel. Historiquement, d’autres outils ont été utilisés pour traiter l’information concernant le design du projet, permettant en premier lieu, de visualiser et comprendre l’œuvre avant sa construction et, en deuxième lieu, de traiter et de communiquer efficacement de grandes quantités d’information.

Deux histoires

En faisant un survol synthétique de l'histoire de l'informatique et de l’histoire de la représentation en architecture, nous pouvons dire d'une part, qu'elles sont le résultat d'une évolution selon les changements de paradigmes sur la façon de traiter l'information et, d'une autre part, qu'elles font actuellement face à une nouvelle interface commune pour traiter cette information et qui les met au défi : la réalité virtuelle.

Depuis le premier ordinateur (mécanique) de Babbage en 1833 et la maquette en architecture avant la Renaissance, ces deux outils ont servi à l'homme pour traiter l'information. Dans les temps antiques, les recherches nous laissent croire que les plans (documents 2D) n’étaient pas utilisés pour construire. L'artiste ou le maître d'œuvre, puisque la profession de l'architecte comme telle n'existait pas à cette époque, faisait un modèle de bois à l’échelle, la maquette, avec tous les détails, incluant les intérieurs, les gravures, les fenêtres, etc., et ce modèle était le seul outil pour traiter l'information de design et le seul moyen de présentation et de visualisation pour le client (voir Fig. 1). La réalisation de ces maquettes prenait beaucoup de temps, voire quelquefois des années, puisque c'était ainsi que l'édifice était conçu. Avec les avancements en géométrie et en mathématiques, c’est seulement à l'époque de la Renaissance que le dessin de plans apparaît comme un média plus rapide et pratique pour concevoir et présenter les édifices avant leur construction.

2

Fig. 1 La maquette avant la Renaissance. (Domenico Cresti Da Passignano, SXXVI) Michel-Ange présente au pape Paul IV le modèle de la Basilique Saint Pierre.

Avec la révolution culturelle de la Renaissance et avec l'intérêt de représenter et comprendre l'architecture classique, F. Brunelleschi propose la perspective comme un autre outil pour représenter les édifices et le paysage urbain d'une manière réaliste. Avec ces changements dans les outils de design et avec la connaissance spécifique pour réaliser ces documents bidimensionnels (plans et perspectives), la profession d'architecte se définit, laissant de côté la maquette comme seule expression du bâtiment. Jusqu'à nos jours, cette vision de l'architecte subsiste et les plans, perspectives et maquettes sont encore les outils de travail par excellence. Mais, à partir des années 80, cette gamme s’est enrichie d’un nouvel outil!: l'ordinateur. Voyons un peu son histoire.

Charles Babbage (1833), en observant la lenteur et les possibilités d'erreur dans l'écriture de chiffres et dans les calculs arithmétiques, propose une machine qui traite cette information numérique, inventant ainsi le premier ordinateur mécanique. Plus tard, à l'époque de la deuxième guerre mondiale, un mathématicien anglais, Alan Turing, avance que l'ordinateur, en plus de traiter les nombres, peut traiter l’information symboliquement d'une manière logique. En 1963, Ivan Sutherland (Sutherland ; 1963) développe un logiciel appelé «!Sketchpad!: A man-machine graphical communication system!» où l'usager et l'ordinateur communiquent graphiquement. L'évolution de l'ordinateur a été vertigineuse à partir de ce moment, surtout au niveau de l'interface qui est la frontière

3

entre l'homme et la machine. De nos jours cela a donné comme résultat le traitement de l'information graphiquement avec des interfaces conviviales, offrant ainsi un nouveau média de travail pour les différentes disciplines, incluant l'architecture.

Au début, en architecture et dans d’autres disciplines liées au design, on a cherché dans l'informatique une meilleure manière et une façon plus rapide de dessiner les plans, ce qui a donné comme résultat les logiciels de D.A.O.-C.A.O. (dessin assisté ou conception assistée par ordinateur). Plus tard, profitant des immenses possibilités de traitement de l'information et vu la difficulté et le temps requis pour produire les perspectives à la main, l'ordinateur a été programmé pour les réaliser. Basées sur ces perspectives, on exploite de nouveau l’ordinateur pour faire des animations en 3D et des animations interactives. Nous arrivons enfin à la proposition d'une nouvelle interface en plus de l'écran habituel de l'ordinateur : l'interaction directe avec graphiques tridimensionnels d'une façon immersive à travers des visiocasques dans ce qui est appelé la réalité virtuelle. Peu à peu, l'ordinateur envahit le terrain des autres outils traditionnels de design proposant un équivalent numérique, laissant souvent de côté la compétence et l'expertise déjà acquise par l'usager, exigeant donc qu’il en acquière de nouvelles.

Un point en commun

Observant globalement ces deux histoires et tenant compte de l'évolution des paradigmes du traitement de l'information selon le changement d'outil et de connaissances, nous pouvons dire qu’il existe un point en commun : la façon de communiquer l'information. Au début, en architecture, la maquette représentait bien l'édifice, mais il y avait des inconvénients : la construction de ces modèles signifiait un immense travail et l'échelle réduite pour visualiser et sentir l'espace architectural était un grave problème. Le client et le designer visualisaient l'information transmise par la maquette à travers un effet «!Gulliver!» (Porter ; 1979), comme des géants qui observaient un petit édifice ce, dû à l'échelle très réduite et à l'angle de vision humaine inadapté à celle-ci. De plus, les plans et les perspectives de leur côté comportaient d’autres problèmes : l'abstraction de l'information tridimensionnelle de l'édifice qui devait être «!codifiée!» en information bidimensionnelle sur le papier (plans), et la perspective qui prenait beaucoup de temps à

4

être calculée et réalisée, en plus d'être statique. Ceci limitait la bonne compréhension de la forme, des espaces et des proportions de l'œuvre.

En informatique, en plus des problèmes d'ordre technique, une nouvelle difficulté se posait!: comment communiquer l'information entre l'usager et la machine (l'interface). L'interface de l’ordinateur mécanique consistait en des manettes et des manivelles. Ensuite, on a vu les cartes perforées. Après, elle a évolué pour devenir composée d’une grande quantité d'interrupteurs qui définissaient le programme à exécuter. Éventuellement nous avons eu des lignes de commande textuelles qui devaient être écrits d'une manière détaillée sans erreurs de syntaxe ou de grammaire, jusqu'à la proposition d'Ivan Sutherland de communiquer avec la machine graphiquement, ouvrant la porte à l'informatique interactive. Les bases de ce type de travail en informatique ont été réalisées au centre de recherche XEROX Parc (1972-1980) où on propose une interface graphique de fenêtres et d’icônes avec une interaction directe à l’aide d’une souris. Ce dernier dispositif est proposé en 1965 par Douglas Englebart (Rheingold ; 1991). Au même moment, Sutherland (Sutherland ; 1965 ; 1968) propose le visiocasque (Head Mounted Display) donnant ainsi la base pour le développement de l'interaction entre l'homme et la machine à travers des environnements virtuels tridimensionnels (RV).

Un de plus grands défis de l’informatique est de donner à l’utilisateur une impression de présence dans un autre environnement. La RV est en quête de cette expérience par le biais de plusieurs techniques et avec les panoramas interactifs. Mais cet intérêt de l’être humain ne date pas du siècle dernier sinon du dix-huitième siècle. Le premier environnement panoramique a été conçu en Écosse il y a déjà deux cents ans. Robert Baker (Wright ; 2000), (Oettermann ; 1997) a élaboré une technique de visualisation «!virtuelle!» de la ville d’Edinburgh à travers une grande peinture panoramique (360 degrés) qui devait être projetée dans un immense bâtiment circulaire. De cette façon, un ensemble de personnes pouvait partager l’expérience d’être dans la ville sans y être vraiment.

C'est ici que ces deux histoires se rencontrent. En architecture, cette manière ultime de traiter et de percevoir l'information visuelle (la troisième dimension) se présente

5

comme la manière idéale, puisque les projets sont essentiellement tridimensionnels et parce qu'il est possible de concevoir directement dans un monde virtuel 3D, sans le codage ou le décodage de l'information provoqué par les plans 2D. En informatique, grâce à une interaction intuitive sans abstraction, simplement avec le mouvement du corps, on réussit à diminuer les erreurs dans la communication de l'information. Cependant certains problèmes résident dans la façon avec laquelle les informaticiens et les développeurs de la technologie ont proposé ce nouveau média qui est la RV.

Un problème fondamental

Sauf pour certains logiciels et applications spécifiques, l'architecte et le designer, dû à leur formation et à leur pratique professionnelles, sont restés dans une position passive par rapport aux avancements en informatique. Ils ont accepté les changements proposés par cet outil sans se l'approprier. Dans la plupart des cas, c'était l'informaticien ou le programmeur qui imposaient au designer la machine et le logiciel à utiliser comme outils de design, sans tenir compte de tous les aspects de la pratique.

Dans la RV, les informaticiens et les programmeurs se sont trouvés aux prises avec certaines contradictions fondamentales concernant la façon de travailler avec cette interface 3D. En premier lieu, tenant compte de la recherche importante réalisée dans le développement de systèmes informatiques, ils ont conçu la RV non comme une expérience pour l'usager, mais comme une somme d'équipements sophistiqués. En deuxième lieu, ils ont favorisé le développement de la RV en termes d'immersion ou d'intrusion totale de l'usager dans l'espace 3D, laissant de côté d’autres types de RV plus accessibles, comme c'est le cas pour la RV non-immersive (Desktop VR). Résultant de stratégies formulées à l'intérieur de ce cercle vicieux technologique, de nouvelles manières de concevoir dans l'immersion ont été proposées (Mine ; 1996), comportant pour leur part d’autres contradictions. En voici quelques-unes!:

a) L'esquisse dans l'espace virtuel immersif (Donath, et al. ; 1995, 1996). Il est vrai que le designer, dans le processus créatif, est habitué de s’exprimer par le dessin d'esquisses réalisées intuitivement à main levée sur papier (bidimensionnelles). Le dessin

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à main levée est un outil de représentation fondamental pour l'architecte. Or, parmi les techniques pour travailler de manière immergée dans la RV, l'esquisse 3D dans l'espace virtuel immersif est offerte comme une évolution de l'esquisse traditionnelle en 2D. Il s’agit d’un nouveau type d’«!esquisse!» totalement différente, où les bras et même la totalité du corps sont utilisés pour la générer. Voici quelque chose que l'être humain n’avait jamais traité auparavant, occasionnant de nouveaux problèmes, en plus de ceux de cette même esquisse 2D :

1

Le contrôle des proportions en vue perspective

2

La précision dans l'espace 3D

3

L'échelle du designer dans l'esquisse 3D

4

La manipulation et l'interaction avec une interface d'un média totalement nouveau

5

Les problèmes dans la configuration d'un équipement coûteux et sophistiqué

6

D’autres problèmes physiologiques causés par l'immersion (Travis et al.; 1994).

Par ailleurs, il existe aussi d’autres propositions pour esquisser dans l’espace virtuel, mais cette fois non immersif (Achten et al. ; 2000) ; (Do ; 2000) ; (Jung et al. ; 2001). De nouveau, il ne s’agit pas d’une esquisse traditionnelle sinon d’un contrôle de gestes à travers l’interface du crayon numérique ou encore de la souris. Ici, l’esquisse est imitée par le média informatique et on ne bénéficie pas des véritables avantages du travail avec le dessin à main levée sur papier.

b) Les mondes en miniature (Stoackly et al. ; 1995). Vu les difficultés à travailler dans l'immersion pour concevoir les espaces et les objets à l'échelle de l'usager, des nouvelles actions ont été proposées pour sélectionner, éditer et déplacer les objets dans ce monde virtuel. Une de ces actions est le «!rayon!» qui sort des mains virtuelles de l'usager pour sélectionner et déplacer les objets. Une stratégie est de donner aux objets des «!poignées!» pour ainsi pouvoir les modifier et les déplacer «!facilement!». Vu la difficulté de travailler d'une manière précise et efficace avec ces techniques et vu aussi la sélection

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difficile des objets souvent cachés par d’autres, une solution de rechange est proposée ; celle de faire un monde en miniature sur la main virtuelle de l'usager pour ainsi l'aider à construire le monde virtuel. Ce monde en miniature se présente comme une maquette pour l'usager dans l'immersion. Mais, qu'arrive-t-il avec les problèmes de la maquette signalés auparavant par les architectes? (l’effet «!Gulliver!»). L'usager se présente cette fois comme un «!Gulliver virtuel!» face à une petite maquette, elle aussi virtuelle. Quelle contradiction : devoir avoir recours à une maquette virtuelle pour gérer l’espace dans la RV immersive, étant donné que cette dernière est censée être une solution aux problèmes des maquettes physiques!! (voir Fig. 2).

Fig. 2 Monde en miniature.

En plus de ces erreurs soulevées, les informaticiens ont laissé de côté le travail avec d'autres outils analogues qui sont utilisés dans la conception de l’environnement physique : les crayons, les aérographes, l’argile, les cartons, les ciseaux, etc. Aussi, les mains du concepteur sont utilisées à l'intérieur de la RV, mais avec des difficultés impressionnantes dans la gestion de leur position dans l'espace et dans leur représentation graphique (les mains virtuelles). Un autre point, c'est le fait de laisser tomber le dessin et l'expression à la main sur le papier dans ce processus créatif. Nous avons l'impression de nous éloigner de la proposition du «!Sketchpad!» de Sutherland, où l'usager dessinait directement sur l'écran.

C'est ici où le designer peut intervenir dans le développement de la RV et même dans la façon de travailler avec les ordinateurs (au moins dans les disciplines liées au design). L'être humain est habile à traiter avec un monde tridimensionnel réel et la RV exploite cette expérience pour interagir intuitivement avec l'information en 3D. Mais c'est

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le designer, expert de la conception et de l’aménagement de l'espace et des objets 3D (réels) qui doit enrichir les connaissances dans l’application et les avantages des technologies informatiques et de l’outil RV. De plus, il peut contribuer, avec son expérience, dans l'usage des outils traditionnels pour représenter la troisième dimension. Cet apport des designers pourra être mieux canalisé grâce aux recherches de cette thèse sur l'influence de la RV comme interface de visualisation dans les tâches de design.

CHAPITRE I Problématique et revue de la littérature

10 Problématique et revue de la littérature

Ce chapitre porte sur une grande série d’éléments théoriques essentiels pour cette recherche. Il décrit la problématique et le contexte de cette étude en plus de faire une revue de la littérature en ce qui concerne les antécédents sur le processus de design, la visualisation et la RV. Les hypothèses de la recherche sont basées sur ces éléments ainsi que le design de la méthodologie exploratoire.

1 Le processus de design 1.1 La méthode et le processus Avant tout, il est important de faire la distinction entre processus et méthode. Le processus est défini comme la manière selon laquelle se déroule ou se développe une quelconque activité selon une suite de phénomènes où chacun marque une étape de l'évolution. Par contre, la méthode est l'ensemble des moyens que l’on juge les plus appropriés pour arriver à un but ; c'est la manière de faire, d'apprendre et d'enseigner un sujet spécifique suivant certains principes et selon un certain ordre (Quillet-Grolier ; 1972). Selon Tom Heath (Heath ; 1984), la méthode est la liste d'actions qui doivent être réalisées pour aller d'un problème à sa solution, « du design » au bâtiment; les actions elles-mêmes sont le processus de résolution de problèmes ou processus de conception.

Cette clarification doit être faite en raison de l'existence de plusieurs ouvrages qui décrivent différemment les techniques de conception. Souvent, ces techniques ne sont pas des méthodes complètes pour concevoir. Elles présentent des cheminements pour passer à travers des étapes particulières du processus de conception. Aussi, la clarification est faite pour l'approche qui est communément donnée au processus comme étant une activité personnalisée, individuelle à chaque designer et très difficile à étudier. Il est possible de dire que chaque designer à une méthode particulière de travail, une façon de faire basée sur un cumul de connaissances, sur l'expertise et, quelquefois, sur une théorie d'une méthode de conception ou de design quelconque. Cependant, le processus dans la pratique peut-être structuré d'une façon standardisée.

11 Problématique et revue de la littérature

Cette recherche porte sur l'étude de l'influence de la RV comme outil de visualisation dans le processus de design, plus particulièrement dans celui de la pratique réelle du design architectural ou industriel, et non pas sur les différentes méthodes de conception. De fait, l'utilisation de l'ordinateur dans la conception propose plusieurs théories et méthodes d'utilisation de l'outil informatique. La RV, dans ce travail, est étudiée comme étant un outil dans le processus. Ici, sa méthode d'utilisation comme un composant informatique est proposée.

1.2 La conception La définition du design ou de la conception est difficile à établir à cause du contexte où se réalise cette activité créatrice, à la situation de travail et aux caractéristiques du monde réel. Pour représenter la difficulté à définir le design, un penseur du processus de conception, Jones (Jones ; 1966), décrit le design comme: «!la performance d'un acte de foi très compliqué!». Mais comme définition, il est possible de dire: le design est l'innovation d'un objet réel, en passant d'un problème abstrait à la réalisation d'un objet réel solutionnant le problème posé. Le design a aussi été vu comme un problème complexe: «!un design est un élément dans une relation à la (n) entre des dessins, d'autres types de descriptions et des dispositifs corrélatifs nécessaires!» (Stiny ; 1989).

La définition du design accordée par Archer (Archer ; 1969) consiste à concevoir une idée et à la préparation de la description d'un «!système, un artefact ou une agrégation d'artefacts!». Concevoir est une activité directe à objectifs, en d’autres mots, une activité liée directement à la solution de problèmes.

1.3 Le processus traditionnel de conception Le processus traditionnel traite du travail fait conventionnellement sur la table à dessins. Le designer utilise alors le dessin comme moyen principal d'expression ou de communication de ses idées. Ces dessins sont réalisés, la plupart du temps, en deux dimensions, mais la troisième dimension est aussi exprimée à travers les perspectives et

12 Problématique et revue de la littérature

les axonométries. Pour la représentation tridimensionnelle, les maquettes sont aussi utilisées.

La simulation de situations de design est faite à travers des représentations graphiques, des photographies et des enregistrements vidéos en utilisant des modèles à échelle réduite.

1.3.1 La structure du processus traditionnel Le modèle de Markus et de Maver (Markus ; 1969) propose qu'une description complète de la méthode de design exige une «!séquence de décisions!» et un «!processus de design!». Markus et Maver proposent qu'il soit nécessaire d'aller au travers des séquences de décisions de l'analyse, de la synthèse, de l'évaluation et de la solution, augmentant ainsi le détail des phases spécifiques du processus de conception. Une boucle de retour entre l'évaluation et la synthèse permet au designer de passer à une autre idée (voir Fig. 3).

L'analyse englobe l'exploration des relations pour obtenir des patrons dans l'information existante et ordonner les objectifs. En essence, l'analyse ordonne et structure le problème.

La synthèse est caractérisée par l'intention d'aller plus loin et de créer une réponse au problème. En essence, la synthèse est la génération de solutions.

L'évaluation englobe la critique et l'appréciation des solutions suggérées par rapport aux objectifs identifiés dans la phase d'analyse.

13 Problématique et revue de la littérature

Fig. 3 Le processus de design selon Markus / Maver.

Ceci est argumenté par rapport au schéma proposé par le RIBA (Royal Institute of British Architects) Practice and Management Handbook divisant le processus de design en quatre phases : l'assimilation, l'étude générale, le développement et la communication (voir Fig. 4). Le modèle proposé par Markus et Maver exige un approfondissement dans les trois dernières phases du processus. Selon le RIBA, l'assimilation est l'accumulation et l'ordination de l'information spécifique du problème à traiter. L'étude générale est la recherche de la nature du problème et des solutions possibles. Le développement est la construction et le raffinement d'une ou plusieurs solutions possibles obtenues dans la deuxième phase. Et finalement, la communication est la transmission d'une ou plusieurs solutions aux gens à l'intérieur ou à l'extérieur du groupe de design (Lawson ; 1990).

Fig. 4 Phases du processus de design selon le RIBA

14 Problématique et revue de la littérature

1.3.2 Le processus dans la pratique professionnelle À l’intérieur du processus de conception, il est possible d’identifier deux structures. La première touche une série d’étapes qui structurent le processus dans le temps. Lebahar (Lebahar ; 1983) propose trois étapes selon une étude sur l’outil du dessin dans la pratique en architecture. La deuxième structure porte sur le rôle du média graphique dans chaque partie du processus. Ici, nous parlons de deux activités : une passive de communication de l’information et une active d’idéation graphique ou design conceptuel de l’objet.

1.3.2.1 Les étapes de Lebahar Les étapes proposées par Lebahar sont les suivantes!:

-

Le diagnostic architectural : cette phase scrute les données et les

contraintes qui limitent la recherche dans un champ de possibilités et d’impossibilités. De ces informations, il en déduit un programme. Cette phase est terminée par quelques notes écrites et un premier dessin ou groupe de dessins (la base graphique pour la phase suivante).

15 Problématique et revue de la littérature

-

La recherche de l’objet par la simulation graphique (voir Fig. 5) :

Fig. 5 Schéma général de la recherche de l’objet par la simulation graphique (Lebahar ; 1983)1.

1 Elle se compose du problème architectural (PA), d'un architecte théorique assimilé à un système de traitement de l'information (A), et de son système de représentation. Ce dernier est analysable en deux instances!: des représentations instables, intermédiaires et spécialisées dans la résolution d'un problème particulier, c'est le modèle de simulation (S)!; une représentation stable à vocation géométrique, conservant les résultats obtenus à l'aide des représentations précédentes, le modèle d'objet (O). Chaque résolution de problème peut se résumer de la manière suivante!: l'architecte transforme l'état de représentation de l'objet contenu dans (PA) en un autre état (O) après avoir testé, modifié et précisé ses hypothèses de solution dans une représentation graphique (S) spécialement établie pour ceci. (O) peut être considéré comme un état d'équilibre partiel (E) obtenu à l'issue de chaque résolution de problème (PA), entre un sous-problème et une partie du système (A). Cet état n'est atteint qu'après des interactions plus ou moins nombreuses (I) entre (A) et (S), c'est-à-dire, entre le système (A) et lui-même, par l'intermédiaire de sa propre représentation du problème (S). C'est l'autorégulation du système. Au fur et à mesure que (O) se précise et s'accroît, l'information (figuré par l'étendue de la zone hachurée), (PA) contient moins d'inconnus (diminution de la zone hachurée). D'autre part, le rapport certitude/incertitude du système intellectuel de (A) évolue vers une absorption de la seconde par la première (hachures envahissantes (A). À la fin du processus, quand le « modèle d'objet » est achevé, (PA) est « vide » mais (A) et (O) sont « pleins ». (PA) a été totalement assimilé par (A), et (O) en est la preuve.

16 Problématique et revue de la littérature

Cette phase se développe à partir d’un enrichissement et d’un approfondissement de la base graphique précédemment établie. Le dessin y apparaît dans sa pleine dynamique, comme un système de simulation graphique. Il permet de réaliser et de représenter des faits, des idées et des choses par des objets graphiques. En manipulant ces objets, le concepteur va construire et détruire, placer et déplacer, reconstruire, décider et déterminer les dimensions du bâtiment. Cette simulation lui donne le pouvoir de transformer l’environnement dans sa «!tête!» avant qu’il ne le soit construit dans la réalité physique. Au fur et à mesure que la recherche se rapproche de son but, la connaissance du concepteur s’accroît en quantité et en précision. Les dessins vont s’affirmer jusqu’au point d’épuiser l’information nécessaire et suffisante pour définir toutes les parties de l’objet.

-

L’établissement du modèle de construction : c’est un ensemble de

représentations graphiques dont la précision des angles, des mesures, des conventions et de l’échelle assurent la conservation et la non-ambiguïté du message qu’il contient pour les constructeurs.

1.3.2.2 L’idéation et la communication Le processus de conception comporte deux éléments : l’idéation graphique ou design conceptuel et la communication graphique de l’information. L’idéation graphique ne doit pas être confondue avec la communication graphique. La première est un processus formatif qui porte sur la conception et la maturation des idées ; la seconde est un processus explicatif qui présente des idées complètement formées aux autres. L’idéation graphique, c’est comme se parler visuellement, tandis que la communication graphique serait de parler visuellement aux autres. Habituellement, l’idéation graphique précède la communication graphique. Le «!penseur visuel!» doit en premier lieu découvrir et développer une idée pour ensuite la communiquer (Marshall ; 1992). Le fait d’utiliser la RV comme média graphique pour l’idéation et pour la communication nous permettra d’évaluer son influence sur le processus.

17 Problématique et revue de la littérature

1.4 La structure du processus informatisé Plusieurs structures sont proposées pour les différentes manières d'utiliser l'ordinateur lors de la conception comme celle d'Alexander (Jones ; 1966). Quelquefois, les structures proposées pour la conception avec l'ordinateur ne correspondent pas aux besoins de la pratique professionnelle. D'un côté, elles sont proposées d'une façon théorique et, de l'autre, elles sont spécifiques à des équipements informatiques spéciaux et à des logiciels non-accessibles à tous les designers.

Comme il a été dit plus haut, nous traitons le processus de conception dans la pratique réelle. Il est possible d'observer des théories de type laboratoire, mais l'idée est d'arriver à des résultats représentatifs pour le travail réel du designer.

Selon l'étude du processus traditionnel et des aspects traités sur le travail graphique du designer, la structure actuelle du processus informatisé est très proche de celle du processus traditionnel. La différence réside dans la relation à l'outil d'expression graphique, de la table à dessin et de l'ordinateur. La structure du processus informatisé a le même cheminement logique ; analyse du problème de design, propositions de solutions ou de la recherche de l'objet par simulation graphique, évaluation constante et élaboration des documents de réalisation. Dans le travail pratique, il existe des différences par rapport à la vitesse du processus grâce à la facilité de manipulation et de gestion de l'information. On retrouve aussi la possibilité de travailler avec plusieurs propositions de design, ainsi qu’une grande précision dans les documents (plans) mais sans augmenter la charge de travail De façon générale, il n’y a pas de différence majeure en relation à la structure dans la pratique professionnelle.

1.5 Le processus de prise de décisions Un élément important pour la résolution de problèmes de design à l'intérieur du processus de conception est la prise de décisions. À travers les différentes étapes de la structure du processus de conception, analyse du problème, proposition de solutions possibles et évaluation de ces solutions, le designer doit prendre des décisions selon les

18 Problématique et revue de la littérature

différentes composantes du problème. Ce travail de prise de décisions est fait à travers un processus de formulation d’hypothèses de design et de correction de ces hypothèses.

Selon Vélez (Vélez ; 1993, 1999), les difficultés des systèmes de représentations bidimensionnelles et tridimensionnelles traditionnelles sont la lenteur d’exécution et les caractéristiques de la rétroaction des effets des décisions qui ont été prises durant l’étape de proposition des solutions de conception. Quelquefois, le designer doit attendre jusqu’à la construction ou fabrication pour obtenir une réponse qui lui permette de confronter les hypothèses de design au résultat. C’est alors seulement qu’il pourra critiquer et vérifier efficacement le degré de précision de la solution proposée. Donc, une modification de la fréquence et des caractéristiques de la ré-alimentation, suscitée par l’usage d’un meilleur outil de visualisation (ex. la RV), conduirait à une accélération du cycle formulation / correction des hypothèses de design (voir Fig. 6).

Fig. 6 Cycle de formulation / correction des hypothèses de design.

1.5.1 Le cycle formulation / correction des hypothèses de design Il s’agit du processus à travers lequel le designer formule et, ultérieurement, corrige des propositions d’hypothèses ou de solutions de design selon la ré-alimentation (rétroaction) du système de travail utilisé.

La lenteur du cycle de formulation / correction des hypothèses de design est un obstacle au travail créatif du designer. Dans le processus de conception, ce cycle est

19 Problématique et revue de la littérature

effectué à différentes occasions. Vu de façon générale, ce cycle est la proposition d'une solution globale au design et à la détection dans la fabrication d’erreurs ou de résultats non-souhaités avant que l'œuvre ne soit construite. À l'intérieur des étapes de conception, le designer effectue ce cycle pour résoudre différents composants individuels du projet, par exemple, la proposition d'un détail, l'échelle des espaces, l’effet de la forme ou la solution de fonctionnement. Une vitesse adéquate de ce cycle donne donc l'opportunité au designer d'avoir une rétroaction qui lui permettra de résoudre les problèmes d'une façon continue, sans délais prolongés. Les longues périodes d'attente pour vérifier des solutions de design limitent la production d’idées du processus créatif et favorisent le maintien des mauvaises solutions ou des erreurs, affectant ainsi les décisions prises subséquemment.

1.5.2 Ré-alimentation Le ré-alimentation est la réponse (rétroaction) «!visuelle!» offerte par le système de travail qu'utilise le designer comme expression des hypothèses de solutions de design proposées lors la conception d'un projet.

Les caractéristiques de la ré-alimentation sont ses différents aspects et la manière dont cette rétroaction est produite. La représentation tridimensionnelle sous forme de maquettes, par exemple, donne une ré-alimentation des différentes hypothèses de design. Elle est réalisée suivant un long délai, dû au temps d'exécution d'une maquette réaliste et aux contradictions de l'échelle par rapport à l'angle de vision humaine pour une juste perception de l'hypothèse. D'un autre côté, l'objectif du travail avec les sections par exemple, est d'arriver à la résolution des relations spatiales ou fonctionnelles comme les différentes hauteurs des espaces. La rétroaction donnée par ce type de représentation est plutôt schématique. Les espaces et la forme sont tridimensionnels, mais la présentation est en 2D. Avec les sections, le designer a une idée de ces relations et de ces hauteurs, mais avec une mince perception de ce que sera le résultat une fois construit.

20 Problématique et revue de la littérature

2 La visualisation “If fog were non-existent, all lines would appear equally and indistinguishably clear; and this is actually the case in those unhappy countries in which the atmosphere is perfectly dry and transparent. But wherever there is a rich supply of Fog objects that are at a distance, say of three feet, are appreciably dimmer than those at a distance of two feet eleven inches; and the result is that by careful and constant experimental observation of comparative dimness and clearness, we are enabled to infer with great exactness the configuration of the object observed. An instance will do more than a volume of generalities to make my meaning clear.” (Of Recognition by Sight), Flatland, a Romance of Many Dimensions (Abbott ; 1884).

La visualisation est l'habileté à construire, manipuler et interpréter des images dans notre tête (Osberg ; 1997). La visualisation a été décrite comme «!les paysages internes de nos perceptions!» (Samuels, et al. ; 1975). C'est un processus personnel qui permet de percevoir intérieurement l'essence d'un objet, d’une personne, d’un concept, ou d’un processus (Kosslyn ; 1983). La visualisation est plus complexe que l'imagé. L'imagé consiste en images mentales qui sont produites par la mémoire ou par l'imagination (Samuels, et al. ; 1975). La visualisation ajoute à ces images un composant affectif, presque viscéral, renforçant l'image en lui donnant plus de signification. En ces termes, le processus de visualisation a la possibilité de générer des réponses physiologiques et émotionnelles similaires à celles que nous expérimentons pendant les perceptions «!en temps réel!». Par exemple, celles qui arrivent et que nous ressentons en même temps, par rapport à celles que nous reconstruisons dans notre tête (Osberg ; 1997). La visualisation est souvent perçue de cette manière lors du travail mental.

Parmi les définitions de la RV, nous la retrouvons comme étant : « la manière dont les humains visualisent, manipulent et interagissent avec l'ordinateur et les données extrêmement complexes » (Auskstakalnis, et al. ; 1992).

21 Problématique et revue de la littérature

La visualisation dans cette définition fait référence à l'information visuelle, auditive et aux autres formes d'informations sensorielles qui sont données à l'usager et qui sont générées dans un monde existant à l'intérieur de l'ordinateur. Dans cette thèse, nous traitons essentiellement la visualisation à l'aide du sens de la vision.

Percevoir et interpréter l'environnement physique est un processus complexe qui implique l'interaction de la psychologie humaine, du développement, de l'expérience, des facteurs et des valeurs culturelles avec le stimulus extérieur. Pour sentir le monde visuel, nous devons être en relation avec un nombre de caractéristiques physiques, dans le but de définir l'objet et ses relations dans l'espace tridimensionnel. C'est une simple discrimination des éléments dans le champ visuel où nous sommes reliés à l'interaction avec des caractéristiques comme la taille, la surface, la couleur, la brillance, la position dans l'espace, la superposition, la perspective aérienne et linéaire, la parallaxe du mouvement, la lumière et l'ombre, la convergence et la vision stéréoscopique. Au niveau psychologique le plus complexe, nous interprétons certaines caractéristiques sélectionnées de l'espace perçu en termes d'association de valeurs avec lesquelles elles communiquent l'identité et le statut. Elles établissent un contexte et définissent la situation.

Langendorf (Langendorf ; 1992) donne la définition de quatre prémisses soulignant l'importance de la visualisation!:

a) Pour avoir une bonne compréhension de n'importe quel objet, il est nécessaire de l'observer à partir de multiples points de vue en utilisant une variété d’information. Ceci traite surtout d’une expression complète de l'objet pour mieux le comprendre. Se limiter seulement à une partie ne donne pas toujours une bonne idée de l'ensemble.

b) La compréhension d'une information complexe peut être améliorée si l'information est visualisée. La visualisation aide à la conceptualisation en augmentant la compréhension et la créativité dans la solution de problèmes. Selon McKim, la réflexion visuelle est une manière importante de penser (McKIM ; 1980).

22 Problématique et revue de la littérature

c) La visualisation aide dans la communication avec les autres (Langendorf ; 1 9 9 0 ) . Le travail en groupe est très significatif dans la pratique

professionnelle. Le travail multidisciplinaire joue un rôle important pour le succès du projet et une bonne communication entre les membres d’un équipe de designers est souhaitable.

Dans le travail traditionnel de conception, le designer se sert d’outils qui lui permettent de visualiser et de simuler le projet, qui lui donnent la possibilité de communiquer et de traiter l’information de design.

2.1 La simulation en design La simulation est la réalisation possible d’un modèle donné (Weissberg ; 1989). Elle forme une partie importante de ce qu’on pourrait appeler le réel et le virtuel, le fait d’essayer et de tester de multiples solutions pour résoudre un problème donné.

La simulation a joué un rôle très important dans l’armée. Il est intéressant de souligner que toute la démarche technologique exploitant les simulateurs informatiques et la RV appliquée dans l’armée a eu un immense impact stratégique (Noyer ; 1989). Différents scénarios et possibilités d’attaque et de défense sont simulés. Dans une situation de crise, comme lors d’une guerre, il est nécessaire d’avoir des systèmes qui assistent la prise des décisions et le traitement de l’information. Ceci est un aspect important de la relation homme/machine. L’être humain possède certaines limites physiques et cognitives pour traiter un flux d’information dans une période donnée. Les systèmes doivent, de leur côté, comporter une ergonomie cognitive bien adaptée à la tâche (Sperandio ; 1987). En design, la majeure partie de l’information est perçue de manière visuelle à travers la visualisation et la simulation graphique.

Nous avons depuis longtemps un outil de simulation graphique traditionnel très connu : le dessin. Il a été l’outil de simulation graphique le plus naturel et le plus simple dont nous avons pu nous servir. Il permet de réduire l’incertitude d’un problème de design jusqu'à se présenter comme un laboratoire d’essai (Lebahar ; 1983).

23 Problématique et revue de la littérature

Un facteur important qui détermine l’habileté d’un designer à communiquer, à évaluer et à raffiner une idée est la manière dont cette idée est représentée ou simulée dans un média (Campbell, et al. ; 1996). Ceci dépend de multiples facteurs, mais le plus important est l’habileté du designer à utiliser un média et l’habileté du média à simuler l’idée clairement. La caractéristique unique d’un média de simulation, soit celui d'une dimension (le texte), de deux dimensions (les images), de trois dimensions (les maquettes) ou de quatre dimensions (l’animation) est sa justesse à simuler une idée avec l’intention de la communiquer au designer lui-même ou à d’autres. Puisque chaque média présente concepts et idées avec ses propres potentiels et limitations, chacun est approprié pour simuler l’architecture et le design d’une façon variée. Un designer habile qui choisit un média approprié peut communiquer efficacement une idée avec un effort minimal.

Le design et la simulation d'un projet traitent des méthodes pour présenter les idées conceptuelles d'une façon visuelle. Cette présentation dépend de différentes formes d'expression. Ces dernières sont le résultat des développements technologiques dans la production de l'image et le développement des idées (Burden ; 1988). Généralement, l’image d'un objet, créée ou représentée par certains éléments, peut être considérée comme une simulation de la conception. Les simulations en design sont utilisées sous différentes formes (Sheppard ; 1986) : un outil de conception dans le développement d'un projet, un outil d'analyse pour les personnes qui révisent le projet, (par exemple les consultants, les clients, les usagers, d'autres designers, etc.), un dispositif d'information pour représenter le projet aux parties intéressées, un stimulus pour le design de certaines réponses au projet et un document qui met en évidence les rapports environnementaux et légaux. La simulation visuelle crée une image en 2D ou en 3D d'un environnement futur et des changements qui lui seront apportés.

2.2 Les outils traditionnels de visualisation et de simulation Les designers utilisent différentes techniques pour visualiser leurs propositions de design. Ces techniques fonctionnent pour eux comme moyen de simuler les aspects du projet futur.

24 Problématique et revue de la littérature

Par le passé, les architectes n’utilisaient pas les documents (plans 2D) que nous connaissons maintenant pour représenter et visualiser les projets. Les décisions étaient souvent prises et appliquées directement à la maquette et au projet en construction. L’espace et la forme étaient conçus de cette manière, partant d’une perception directe de l’objet 3D et de ses problèmes.

À travers l’histoire, les architectes ont toujours été en quête d’outils pour mieux représenter et concevoir l’objet architectural. L'objectif était de bien comprendre l’espace, la forme et les proportions à travers un média de visualisation qui permettrait d’améliorer le design et, par le fait même, d’éviter les erreurs de conception. À partir des expériences de Brunelleschi et d’Alberti et grâce à leurs propositions sur la perspective, les architectes ont essayé de s’approcher d’une visualisation plus réaliste du projet. Ces outils de représentation et de visualisation (plans et perspectives) accompagnés de maquettes, comme outils pour simuler la réalité, possèdent par contre des incapacités à bien représenter l’objet 3D et l’espace d’une façon réaliste. Voyons en détail ces outils traditionnels.

2.2.1 La maquette 2.2.1.1 La maquette d’architecture Dans le but de comprendre la proposition de design, le concepteur utilise les esquisses, les dessins techniques normalisés, les perspectives et les maquettes. Le modèle à échelle est un média très efficace pour expérimenter avec les formes qui seront présentées en grandeur réelle. Les maquettes permettent de créer une certaine texture sur les surfaces puisqu’elles sont fondamentalement tridimensionnelles et qu’elles peuvent être colorées correctement. Lorsqu'elles sont exposées à la lumière, les effets d’ombrages sont obtenus sans aucune modification par l'échelle. Elles peuvent être construites à n'importe quelle échelle, même en grandeur réelle. Finalement, elles permettent aussi la possibilité d'un mouvement illimité (Zobel ; 1995).

25 Problématique et revue de la littérature

À tout moment, l'architecte a besoin de comprendre l'espace et la forme, et pour cela, la meilleure manière de représentation devrait être la fabrication d'une réplique exacte de cet espace et de cette forme. Cependant, ce n'est pas faisable économiquement, ni techniquement. En architecture, les installations ne sont habituellement pas disponibles pour permettre la construction d'une maquette en grandeur réelle, sans tenir compte des matériaux nécessaires : des structures faciles à construire, à modifier, économiques, etc., sauf pour des laboratoires spécialisés où des modèles d’espaces sont réalisés en grandeur réelle pour étudier leurs effets (Abadi ; 1996). Pour cette raison, l'échelle dans les maquettes architecturales est utilisée pour montrer la forme du bâtiment. Dans la plupart des cas, l'échelle est assez petite pour permettre de faire passer aisément la maquette à travers le cadre d'une porte. La relation de l’échelle entre la maquette et l'être humain, crée l'effet de «!Gulliver!» (Porter ; 1979) (voir Fig. 7).

Fig. 7 Effet de «!Gulliver!».

Cet effet fait référence au syndrome du village de jouets ; c'est le fait d'observer notre propre taille physique par rapport à celle du modèle, même lorsque nous utilisons la vision avec l'endoscope (caméra miniature). C'est cet effet que les étudiants, professeurs et clients essaient de contourner en plaçant la maquette proche de l’œil, en gardant l'autre fermé et en bougeant le modèle doucement jusqu'à adopter un point de vue normal en relation à l’objet. Or, le résultat n’est pas est satisfaisant et ne permet le mouvement que sur le périmètre du modèle. Il en résulte que l'observateur regarde habituellement le modèle à partir d’un point de vue surélevé, point de vueque personne n’est capable d'obtenir sur un modèle en grandeur réelle. Ni la promenade à l'extérieur du modèle, ni la vue surélevée ne représentent l’expérience traditionnelle de l'espace architectural. Si la

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maquette est bien construite, il est possible d'obtenir une bonne idée de l'intérieur à travers les fenêtres. Des outils comme les endoscopes permettent une vue plus rapprochée de la maquette, mais par la difficulté de leur utilisation, ne solutionnent pas encore les problèmes dans l'expérience de l'espace. Par ailleurs, les maquettes détaillées sont à la fois difficiles et longues à construire et ne sont pas modifiables.

Les maquettes en architecture sont habituellement une description abstraite des formes du bâtiment qu'elles représentent. Le degré d'abstraction est déterminé par le niveau de résolution donné à la forme, l'échelle, la texture et la couleur. Lors d'une bonne résolution de ces aspects, la maquette devient indiscernable du bâtiment réel.

Les techniques traditionnelles de la modélisation des édifices sont souvent utilisées avec des techniques spéciales comme la production d'images par photomontage. La vidéo est parfois aussi utilisée avec des simulateurs à grande échelle, construits spécialement pour photographier les modèles en séquence.

2.2.1.2 La maquette en design industriel En design industriel, le phénomène des maquettes est perçu différemment. Ici la maquette se présente comme un outil traditionnel efficace. D’une part, puisque l’objet de design est souvent petit, il est possible de travailler à l’échelle réelle, ce qui implique un travail de conception direct sur la maquette. Cela signifie que la prise de décisions et la validation des formes, des détails et des textures de l’objet sont faits directement sur l’objet de design. Un peu comme l’artiste auparavant qui prenait directement des décisions sur l’œuvre en construction. D’autre part, même lorsque l’échelle est utilisée, elle sera généralement moins importante qu’en architecture (1!:2, 1!:3, etc. au lieu de 1!:50, 1!:100, etc. en architecture). Vu cette différence, la déformation de la perception et l’effet de Gulliver se voient réduits.

Par ailleurs, en design industriel les techniques et les matériaux utilisés pour les maquettes d’étude formelle permettent beaucoup de malléabilité (foam-core, styrofoam, etc.). Le designer peut analyser la forme et certains détails d’assemblage avec des

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maquettes peu coûteuses avant d’investir dans une maquette finale. À la différence de celle en architecture, la maquette en design peut devenir un prototype fonctionnel (Lalande, et al.; 1998).

2.2.2 Le dessin 2.2.2.1 L’esquisse Pour l'architecte, le dessin d'esquisse à main levée est un média de communication. À travers des représentations euclidiennes pour la réalisation de plans précis et de représentations projectives pour les perspectives linéaires et aériennes, l'architecte fait une comparaison mentale entre une série d'hypothèses et de solutions possibles, en les exprimant directement avec la main (Lebahar ; 1983). Lockard argumente que l'acte du dessin à main levée permet à notre cerveau de «!voir, comprendre et répondre!» l'information (Lockard ; 1973). Hebert de son côté avance que les dessins sont la signification principale de la pensée du designer (Hebert ; 1993). Schön analyse les protocoles des esquisses des architectes et illustre l'idée qu'ils sont «!une réflexion en action!» (Schön ; 1985). Représenter graphiquement le monde réel est une pratique de la connaissance. Ainsi, le monde est interprété à travers un langage spécialement conçu pour être transformé (Viollet-le-Duc ; 1978). Les esquisses sont essentielles dans le design architectural et servent de «!référence!» pour être utilisées, transformées ou prises lors d'une composition ultérieure (Graves ; 1977). Comparativement au dessin détaillé d'architecture (les plans), l'esquisse contient les pensées et les délibérations de l'architecte, lors des premières étapes du processus (Dirk, et al. ; 1995).

Le dessin d’esquisse est de nos jours un outil de visualisation rapide et intuitif qui n'a pas encore été remplacé. Goel (Goel ; 1994) argumente que les représentations d'esquisses supportent la cognition du designer d'une meilleure manière que les formes plus précises et finies. L'esquisse cherche l'exploration et la communication des idées géométriques tridimensionnelles. Traditionnellement, le concepteur attaque le design conceptuel avec le crayon et le papier et non avec les ordinateurs, même si ceux-ci offrent de nombreux avantages. Cela est dû à la simplicité de l’outil comme interface (le crayon).

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Aussi, il n'est pas nécessaire d'avoir une connaissance spatiale pour dessiner. Les changements sont obtenus facilement et la précision n'est pas nécessaire pour exprimer une idée (Zeleznik, et al. ; 1996).

Comme caractéristiques des esquisses en général, les esquisses à main levée supportent bien l’abstraction, l’ambiguïté et les représentations imprécises (Gross, et al. ; 1996). L’abstraction permet de retarder la spécification de détails et de remplacer les configurations détaillées par des éléments abstraits. Elle est un processus de simplification de la réalité. L’ambiguïté permet de maintenir plusieurs possibilités pour la sélection ou l’identification ultérieure d’un élément. L’ambiguïté aide aussi le designer à développer de nouvelles idées (Park ; 1996). L’imprécision permet de prolonger la prise de décisions par rapport à la position ou à la dimension exacte. Ces techniques graphiques assurent au designer que certaines décisions demeurent ouvertes, lui laissant encore une marge de flexibilité en plus de donner un lieu visuel explicite pour les solutions qui restent à résoudre.

Alors tôt dans le processus, l’interface de visualisation du design conceptuel doit offrir (Gross, et al. ; 1996)!: -

la possibilité d’exprimer les abstractions, l’ambiguïté et l’imprécision

-

la possibilité que l’ordinateur puisse exprimer ces qualités par le biais d’une interface qui permette un comportement interactif.

Un comportement interactif psychomoteur est proposé par Furness (Furness ; 1987) avec un troisième type de visualisation dans le cadre du «!Visual Thinking!». C’est ici qu’arrive le transfert de l’image mentale de l’usager en faisant la connexion avec le fonctionnement psychomoteur, produisant ainsi une image physique!: le dessin. Selon Furness, le processus créatif est amélioré lorsque les trois processus (visuel, mental et psychomoteur) sont actifs. L’image visuelle devient plus forte lorsque les résultats d’une activité psychomotrice sont intégrés avec ceux d’une observation visuelle. L’architecte Norman Foster décrit!: «!Comment est-ce possible de concevoir un plan, une section et une élévation d’un bâtiment sans esquisser les espaces tridimensionnels sur les marges du papier ; sans les avoir sentis avant à travers un crayon ?!» (Kruijff ; 1998). Sur la base des

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observations et des entrevues avec des architectes, Gross conclut que les designers préfèrent l’utilisation du papier et du crayon parce qu’ils supportent l’ambiguïté, l’imprécision et une augmentation de la formalisation de l’idée, en plus de permettre l’exploration rapide des solutions (Gross, et al. ; 1996).

Les esquisses sont ambiguës et peuvent souvent être mal interprétées. Elles offrent une information incomplète. Cependant, l’ambiguïté des esquisses est toujours vue comme un avantage dans la conquête de la complexité du design architectural (McCall, et al. ; 1997). L’ambiguïté permet de multiples interprétations et cela stimule la production de plus de solutions de design (Do, et al. ; 1997). Par ailleurs, l’esquisse permet la découverte de nouvelles idées visuelles et graphiques d’une façon inespérée (Suwa, et al. ; 1999). Ces découvertes sont menées par la combinaison de plusieurs esquisses antérieures qui n’ont jamais été vues ensemble et par des nouvelles options de la proposition permettant d’observer le design à partir d’un nouveau point de vue. Lorsque nous montrons une image réaliste au client, celui-ci a souvent tendance à mal réagir en pensant que le design est déjà complété. Malgré certaines normes du dessin, l’esquisse permet d’exprimer un haut niveau de caractéristiques propres au designer (Gross, et al. ; 1996).

Warshaw (Warshaw, et al. ; 1994) proposait dans le projet «!Leonardo!» un nouveau système informatique où ces avantages de l’esquisse étaient pris en compte. L’intention était d’offrir au concepteur la possibilité de travailler avec la main sur une table à dessin à cristaux liquides, qui était à la fois tactile, et d’ainsi dessiner directement sur une représentation exprimée par des esquisses. Ces dessins étaient aussi traités par ordinateur, pouvant traduire certains gestes abstraits du designer en formes 2D préétablies, en plus de construire avec ceci un langage graphique qui laisse ajouter, une certaine caractéristique propre au designer. De plus, en dessinant directement sur les représentations graphiques, une interaction visuelle-psychomotrice était comprise dans l’interface.

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2.2.2.2 Les plans, les sections et les élévations Les plans, les sections et les élévations sont des abstractions organisées utilisées pour représenter des éléments en deux dimensions, transmettant l'information tridimensionnelle de l'espace sans toujours donner une information sur la qualité de l'expérience de cette dernière (Zobel ; 1995) (voir Fig. 8).

Fig. 8 Plans, sections et élévations en architecture.

Les plans détaillés sont des représentations à plat (Euclidiennes) de l'objet de design. Nous avons des vues surélevées (vue à partir du haut) où il est possible de comprendre l'objet. En architecture, cette représentation se fait à travers une coupe de toutes les cloisons, structures et fenêtres (à une hauteur de 1.50 m) pour ainsi voir les espaces, leur forme et les relations accompagnées des mobiliers. Les plans donnent une vue éclatée du programme fonctionnel du projet montrant très bien les relations de proximité, les circulations horizontales et les proportions des superficies. Ils sont un outil très important pour la programmation et le zonage des espaces. Les sections permettent de comprendre les relations à l'intérieur de l'objet. En architecture, elles servent à visualiser les proportions (hauteurs) des espaces et leurs relations verticales. Les façades elles, nous montrent l'enveloppe externe de l'objet. Les textures, les matériaux et l'apparence sont exprimés en elles. En architecture, elles servent aussi à montrer les relations du projet avec le contexte : les hauteurs, la rue, la végétation, les ombrages, etc.

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Les plans, sections et élévations sont souvent perçus comme des documents techniques. Comme tels, ils doivent répondre à certaines normes de dessin et de représentation pour ainsi exprimer le projet exactement et sans ambiguïté. Ces normes de dessin technique consistent en une série de codes et de paramètres graphiques appliqués dans l’élaboration de ces documents (épaisseurs de lignes, types de lignes, symboles, cotes, etc.). Cette normalisation alourdie davantage la réalisation de ces documents. La plupart du temps, le designer confond les documents de travail ou d’idéation avec des documents techniques. Il ne tient pas compte du rôle essentiel des plans techniques pour construire le bâtiment ou l’objet et communiquer aussi des informations techniques à d’autres professionnels impliqués.

Généralement, l'architecte travaille la conception en 2D. Les deux dimensions lui permettent de visualiser globalement les aspects du projet. Elles donnent aussi la possibilité d'effectuer un travail précis avec l'usage de l'échelle. Les schémas sont aussi utilisés comme moyen de simulation graphique pour la solution des problèmes. Ce travail bidimensionnel sert à la réalisation du projet en plans et en élévations.

2.2.2.3 Les perspectives Celles-ci sont aussi limitées à une expression bidimensionnelle. Une variété de styles est disponible, comme les esquisses à main levée et les perspectives plus élaborées et colorées. Les esquisses peuvent être très utiles pour développer des idées particulières. Ici, il est possible de souligner des aspects par rapport au point de vue de la représentation et par rapport aux relations du projet dans son contexte. Les perspectives colorées et très élaborées prennent beaucoup de temps à réaliser. Elles ne sont pas pratiques lorsque plusieurs ajustements doivent être testés directement sur elles.

La perspective est un point de vue dans le temps et dans l’espace de l’objet qui nous en donne une expérience de lui. Essentiellement, c’est une image bidimensionnelle qui représente la troisième dimension du projet en utilisant les techniques de la perspective linéaire. Elle peut être peinture, dessin, rendu informatique ou photo (voir Fig. 9). S’il s’agit d’un ensemble structuré de perspectives, où chacune représente un point de

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vue légèrement différent, et elles sont montrées une après l’autre!: nous parlons alors d’un film, d’un vidéo ou d’une séquence d’animation. Pendant la Renaissance, Brunelleschi et Alberti ont proposé la perspective comme outil de design et de représentation pour comprendre la forme, mais c’est seulement au vingtième siècle qu’elle est devenue, en plus d’un dispositif d’explication du projet, un outil d’exploration (Porter ; 1979).

Fig. 9 Perspective et photo du projet.

Au quinzième siècle, la découverte de la perspective fait croire aux artistes qu’avec elle, c’est-à-dire, avec la représentation graphique des trois dimensions (hauteur, profondeur et largeur), ils possédaient finalement toutes les dimensions de l’architecture et la méthode pour la représenter. Zevi (Zevi ; 1959) évoque que plus tard, vers 1912, le peintre parisien avait le questionnement suivant!: pour représenter un objet, il devait faire une perspective selon un point de vue, mais s’il tournait autour de l’objet, à chaque pas le point de vue est modifié, donc il devait reconstruire une nouvelle perspective à chaque fois.!

«!La réalité de l’objet n’est pas entièrement contenue dans les trois dimensions de la perspective!: pour la posséder intégralement, je devrais dessiner un nombre infini de perspectives selon un nombre infini de points de vue. Il y a donc un autre élément qui s’ajoute aux trois dimensions traditionnelles!: ce sont les déplacements successifs de l’angle visuel!». (Zevi ; 1959).

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De cette façon, la dimension du temps dans les animations et dans les représentations en temps réel a été évoquée comme une quatrième dimension

Par ailleurs, les perspectives à main levée, tout en étant très intuitives et faciles à élaborer, peuvent aussi être tricheuses. Le designer peut avoir une fausse perception des proportions de l’objet, dû au fait qu’elles ne sont pas calculées, donc inexactes. Les perspectives calculées sont très exactes, mais prennent beaucoup de temps à élaborer. Nous pourrions dire, par le fait même, qu’elles sont statiques.

2.2.2.4 Les axonométries En 1415, Fillippo Brunelleschi, faisait la démonstration de la perspective linéaire et de son impact sur la conception architecturale en l'utilisant pour définir certains principes de construction. À travers cette expérience, il est possible de voir le problème de la représentation dans le projet d'architecture. En même temps elle illustre la recherche constante de la part des architectes de nouveaux outils pour mieux voir et montrer le projet futur. Au début du vingtième siècle, la perspective linéaire a été abandonnée par les peintres cubistes. La préoccupation de Picasso pour la perception totale a influencé les architectes tels que Gropius et Le Corbusier qui ont complètement adopté le dessin axonométrique. Par opposition à la perspective linéaire, qui encourage à regarder à l'intérieur et à l'extérieur des espaces architecturaux, l'axonométrie oblige l'observateur à regarder d'un point surélevé, provocant ainsi l'érosion visuelle des coins du bâtiment (Porter ; 1979).

L'histoire nous démontre comment les changements de paradigmes ont été faits par rapport à l'architecture et selon les modes de représentation. De nouvelles manières de voir et de concevoir les espaces ont été proposées à la suite des changements de techniques de conception et de visualisation. Durant la Renaissance, par exemple, les façades et les volumes étaient transformés par la manipulation des ombres et l'utilisation de la perspective. Plus tard durant la période du Modernisme, l'axonométrie apparaît

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comme un outil de conception donnant une architecture bien définie selon cette manière de la représenter.

Aujourd’hui nous assistons probablement à une nouvelle période paradigmatique dans la représentation à l’aide des nouvelles technologies. L’ordinateur et toutes ses possibilités de traiter l’information visuelle, propose de nouvelles façons de concevoir et de visualiser le projet. La vidéo, maintenant numérique, ainsi que la saisie de données réelles permettent d’essayer d’autres systèmes de projection visuelle, comme la projection panoramique, générant la sensation d’un espace autour de l’observateur.

2.2.2.5 Les problèmes du dessin Les problèmes du dessin pour la génération des objets 3D sont (Lansdown ; 1994): -

L’impossibilité de se sentir à l’intérieur de l’espace et de l'habiter virtuellement.

-

Le fait de ne pas pouvoir éviter l’abstraction spatiale pour comprendre des formes et des relations complexes tridimensionnelles (traiter l’information).

-

L’imprécision de la représentation tridimensionnelle. Lorsque nous faisons une perspective à main levée, nous n’avons pas assez de précision et cela nous conduit à tricher inconsciemment sur les proportions de l’objet.

-

L’irrespect de l’échelle humaine et l’angle de vision de l’observateur.

2.2.3 La visualisation informatisée Avec l'infographie d'aujourd'hui, les images tridimensionnelles du projet peuvent être vues lors de chaque étape de conception. Des déplacements instantanés et des agrandissements (zooms) permettent de se rapprocher des détails des éléments de design pour un examen plus approfondi. Pour les présentations, le mouvement dynamique des images générées par l'ordinateur simule plus efficacement l'espace que les vues individuelles.

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H a l l (Hall ; 1988) fait une distinction intéressante entre la visualisation informatisée et la conception assistée par ordinateur. Selon lui, la C.A.O. traite de la construction graduelle d'une entité tridimensionnelle dans l'ordinateur pour la conception, pour la déduction et ensuite pour la production par la machine des plans bidimensionnels en vue de la construction de l'objet. La visualisation travaille essentiellement dans la direction contraire. Les données des objets tridimensionnels sont traitées par l'ordinateur produisant une image en perspective qui montre comment sera l'objet pour un observateur à une position spécifique et selon une condition d'éclairage définie.

L'existence d'un système de visualisation informatisé peut faire une grande différence lors de l'évaluation d'une proposition de design. Une fois que les détails d'un schéma sont stockés dans l'ordinateur, un nombre illimité de vues peut être examiné.

2.2.3.1 La C.A.O. et la modélisation Les mêmes limites qui affectent les médias traditionnels 2D (le dessin et la perspective) se retrouvent transposées dans le dessin assisté par ordinateur (D.A.O.), sur une feuille numérique 2D représentée à l’écran de l’ordinateur et sur les logiciels de modélisation et rendu. Malgré sa puissance, l’ordinateur mettra plusieurs minutes à produire une perspective à partir d’un point de vue de l’objet. On pourra accélérer la production de la perspective en se satisfaisant d’un rendu en «!fil de ver!» (wireframe) au prix d’un effort additionnel de décodage de l’information. Toutefois, grâce à des algorithmes de rendu photo réalistes, l’image produite est presque indiscernable du projet réel (Dorta ; 1999a) (voir Fig. 10).

Fig. 10 Rendu numérique et photo du même projet.

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La C.A.O. est intégrée dans le processus de design, mais est utilisée, dans la plupart des cas, seulement comme un outil de dessin plus rapide et plus raffiné. Il y a donc ici une sous-utilisation d'un média de grand potentiel. L’informatique en design a été intégrée selon différentes théories et tendances qui définissent son utilisation dans le processus de design.

2.2.3.2 Les théories et les tendances de la C.A.O. 2.2.3.2.1 L'utilisation de l'ordinateur comme auxiliaire à la conception Les exigences de la fabrication en architecture et en design en général ont changé avec le temps. Les designers se sont rendu compte que la conception basée principalement sur l'expérience et l'intuition n'est pas adaptée à ces exigences.

Depuis que l'informatique est accessible pour un travail pratique, les designers ont vu en elle un excellent instrument pour les assister lors de la conception. Dans ces premiers essais, l'informatique était limitée par ses interfaces et par la nécessité de la programmation pour son utilisation. Au début, dû à l'absence de logiciels commerciaux, les architectes ont compris la nécessité de développer leurs propres logiciels pouvant accomplir des tâches spécifiques. La première tendance a été l'utilisation de l'ordinateur comme un auxiliaire à la conception.

Cette tendance a commencé avec la théorie de Christopher Alexander (Jones ; 1966) et la possibilité d'utiliser la machine pour le traitement de l'information dans l'analyse des propositions de design. Plusieurs architectes se sont joints à ce mouvement, entre autres, Mitchell avec le système CLUMP, Negroponte avec la machine pour l'architecture Urban 5 et Quintrand avec son système modulé. Le principe se basait sur l'identification des différents critères ou aspects du problème architectural à résoudre, ensuite, à travers l'exécution d'une série de tâches dans un logiciel, il était possible d'arriver à des solutions satisfaisantes pour leurs critères. Les solutions étaient surtout

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basées selon les relations et les distributions spatiales, les alternatives schématiques de la forme et, en général, sur l'analyse et l'évaluation de différents aspects architecturaux.

Cette tendance s'est éloignée de la pratique professionnelle en architecture. L'informatique, à ce moment, se présentait distante face à elle pour les raisons suivantes!: le coût élevé du matériel informatique, les compétences nécessaires pour la programmation et les résultats peu convaincants des solutions obtenues avec l'ordinateur.

Les chercheurs utilisaient alors des techniques conventionnelles de résolution de problèmes, d'analyse, de proposition de solutions et d'évaluation des résultats avec l'outil informatique. Ceci donnait des expressions architecturales quelques fois rigides, où les réponses étaient quantitatives, laissant de côté les aspects qualitatifs importants en design.

2.2.3.2.2 L'expression graphique avec l'ordinateur Le développement technologique du matériel informatique a réduit les coûts et accru l'accès à l'informatique dans la pratique de plusieurs disciplines incluant le design. Cette popularisation de l'informatique a stimulé le développement et la commercialisation de nouveaux logiciels spécialisés.

Ceci donne la capacité aux designers d'accéder à cette technologie. L'évolution des interfaces a aussi favorisé cet accès en proposant des interfaces graphiques faciles d'apprentissage et d'utilisation et qui n’exigait aucune connaissance en programmation. Différents chercheurs se sont aussi rendu compte de la puissance de l'outil informatique pour le travail graphique, considérant des études qui exposent l'importance du dessin pour le designer dans le processus de conception (Lebahar ; 1983).

Les architectes ont suivi cette tendance et ont développé des logiciels de modélisation et des systèmes de C.A.O. pour le travail en 2D et 3D. Des logiciels commerciaux de C.A.O. sont aussi devenus très populaires dans les bureaux d'architectes.

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Avec cette vision de l'ordinateur utile pour le travail graphique, le dessin des projets est devenu l’application principale de la C.A.O. Pourtant, les systèmes de C.A.O. contiennent plusieurs outils qui aident le travail de conception en 2D, en plus d’aider à l’expression des projets. Sutherland (Sutherland ; 1963) avec la proposition de la notion des «!contraintes!» dans l’exécution de l’expression graphique du système «!Sketchpad!», Mitchell (Mitchell ; 1985) avec ses études sur la géométrie et la modélisation, et Stiny (Stiny ; 1985), avec sa grammaire formelle sont les cheminements intéressants pris par la C.A.O..

Dans le processus de conception informatisé et surtout avec la représentation graphique, on trouve plusieurs visions de l'utilisation de l'ordinateur (Macintosh ; 1987). Différentes méthodes de modélisation incorporent l'intelligence artificielle et la conception assistée par ordinateur, basée sur la connaissance (Kalay ; 1985) et le travail en collaboration à distance (Kalay ; 1999). C'est un champ vaste et en développement.

Actuellement, nous retrouvons des architectes qui développent des logiciels et d'autres qui étudient de nouvelles méthodes d'utilisation des logiciels existants et de l'informatique en général. Or, comme mentionné plus haut, le designer praticien garde un rôle passif dans ce développement, se laissant imposer une technologie qui n’est pas toujours adaptée à sa tâche de conception.

3 Les problèmes des outils traditionnels Ces problèmes ou incapacités proviennent des obstacles auxquels les designers sont confrontes pour percevoir l’objet 3D. Ils sont les suivants : -

L’abstraction : le concepteur doit interpréter l’information abstraite pour comprendre et percevoir l’objet 3D. Il est évident que certains concepteurs possèdent une capacité de comprendre des problèmes de type spatial et formel. Or, cette capacité comporte des limites, particulièrement avec des designers novices ou moins expérimentés (Kavakli, et al.!; 1999 ; 2001a). Ces difficultés proviennent d’un sérieux paradoxe : les outils traditionnels de

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conception sont principalement bidimensionnels (plans, sections, élévations, etc.) et l’objet de design est principalement 3D ! -

Le champ de vision humain : il existe certaines incohérences en relation avec l’échelle de l’observateur et l’outil de visualisation. En architecture particulièrement, la maquette se présente comme un petit objet face à un géant (effet de Gulliver). Le champ de vision humain normal se trouve déformé lorsque le designer essaie de percevoir les caractéristiques des espaces de l’objet à l’échelle.

-

La communication de l’information : à travers les dessins techniques (plans, sections, élévations, etc.), le concepteur visualise, communique et conçoit l’objet. Pour travailler avec ces outils, le designer est soumis à un effort constant de codage et décodage de l’information transmise par des symboles normalisés par la pratique. Cette tâche additionnelle entraîne quelques fois une déformation ou un manque d’information dans le processus de conception, de communication et visualisation de l’information, soit pour le designer lui-même ou pour ses collèges, clients ou usagers éventuels.

-

Les caractéristiques des perspectives et des axonométries : les perspectives schématiques rapides peuvent être d’une grande utilité, mais elles sont inexactes et trompeuses puisqu'elles sont modifiables à convenance. Par contre, les perspectives calculées sont très précises et révélatrices, mais par leur complexité de réalisation et le temps d'exécution qu’elles demandent, elles sont catégorisées comme statiques (Moore, et al. ; 1981)!; (Marshall ; 1992).

Marshall (Marshall ; 1992), en faisant l’analyse des médias graphiques de visualisation en design, décrit : «!... Si un média peut apporter un élément d’harmonie entre le créateur et ses idées, il peut donc aider le processus de design. Si, d’un autre côté, le média distrait continuellement le concepteur en attirant l’attention inutilement sur lui-même, il en affectera le processus!». Ceci est en lien avec les aspects exposés par Moore (Moore, et al. ; 1981) : «!les médias traditionnels échouent dans la représentation de l’espace puisque ce n’est pas l’espace qui est dessiné, mais plus exactement des plans et des coupes dans lesquels il se réfugie. De cette façon, nous sommes attirés à nous fixer

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sur les médias eux-mêmes, au détriment de l’espace architectural qui se dévoile pourtant à travers eux!». Par ailleurs, McCullough (McCullough!; 1996) expose les avantages du travail avec les mains comme seule interface où les habiletés acquises sont bien véhiculées dans la réalisation de la tâche, sans que le designer ne s’en rende compte.

Par rapport au dessin et au travail avec la C.A.O., une remarque habituellement faite par rapport aux esquisses sur ordinateur est que l'ordinateur est plus lent que l'imagination de l'homme. De cette façon, la créativité est dépendante de la vitesse et de la facilité (Klercker ; 1995). De plus, les interactions structurées de la souris avec le menu forcent les designers à prendre prématurément des décisions qui exige une précision inappropriée et en comparaison avec le crayon et le papier, ces interactions sont ainsi difficiles à utiliser. Le dessin C.A.O. élimine le pouvoir suggestif de l'esquisse (Gross, et al. ; 1996).

4 La réalité virtuelle À la fin de la deuxième guerre mondiale, les forces armées américaines ont commencé à mener des recherches afin de mettre au point un système de simulation pour apprendre aux pilotes novices à voler. Les raisons de ces démarches étaient les coûts et les dangers engendrés par la formation de nouveaux pilotes et dûs au grand nombre d’accidents. C’est en 1908 que se produit le premier grand accident aéronautique lors d’un vol d’essai par le Département de guerre américain. La recherche a été difficile et très longue, ne donnant de vrais résultats qu’en 1960, juste à temps pour le programme américain de l’espace (Hills ; 1996). Le simulateur de vol était un système sécuritaire qui améliorait la performance de pilotes et ayant pour résultat qu'après plusieurs heures ou sessions de simulation, les pilotes étaient en mesure de piloter de vrais avions. Même aujourd’hui, il est possible qu’un Boeing 747 rempli de passagers décolle avec aux commandes un pilote qui ne s’est jamais élevé plus haut dans un tel appareil que dans sa cabine de simulation !

Cette technique de simulation assistée par ordinateur est donc employée depuis longtemps. Nous la connaissons maintenant sous un nouveau nom : la réalité virtuelle. Ce

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terme est lié à la découverte de nouvelles techniques de visualisation et d’interaction avec ces simulations utilisées auparavant. Ces nouvelles techniques sont la vision stéréoscopique avec casques portant des capteurs du mouvement, l’usage de gants numériques pour manipuler les représentations et d’autres équipements dont le rôle est d’envahir les autres sens comme le mouvement, à l’aide de plates-formes hydrauliques et de tapis roulants, d’interfaces de retour de force, de son tridimensionnel, d’environnements avec projection d’intrusion, etc. La RV est le produit du développement des interfaces homme/ordinateur (Human/Computer Interface) où l’ordinateur est utilisé pour traiter d’immenses quantités de données en vue de simuler la réalité. Jaron Lanier, qui est généralement reconnu pour être le créateur et le principal promoteur de l'idée centrale et des applications de la RV, prétend que la RV évolue du «!téléphone!». Pour lui, c’est la dernière étape interactive avant l'arrivée de la radio, de la télévision et du cinéma, où se produit une soumission de l'usager à la situation de passivité, de contemplation (Vélez ; 1993).

C’est Ivan Southerland en 1965 (Sutherland ; 1965) avec le «!Ultimated Display!» qui a créé pour la première fois un visiocasque (Head Mounted Display) (voir Fig. 11 pour un visiocasque d’aujourd’hui). C’était un objet grand et lourd, maintenu au plafond et à l’aide duquel l’usager pouvait visualiser une chambre virtuelle autour de lui à travers deux petits écrans à rayons cathodiques. Le « Ultimated Display » anticipe et informe le développement subséquent dans la recherche sur la RV (Rheingold ; 1992).

Fig. 11 Visiocasque «!CyberMaxx!» (VictorMaxx Inc.)

Le problème avec la RV appliquée par le visiocasque est qu'elle nous conduit à la définir en fonction d’une technologie et non d’une expérience. Souvent, les systèmes sont décrits comme «!RV!» ou comme «!non-RV!» selon l’usage d’un minimum d’équipement. L’usager du système et la tâche à accomplir ne sont pas pris en compte, seulement le

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développement technologique (Steuer ; 1995). Les recherches sont souvent faites grâce à l’appui de compagnies qui construisent ces équipements et qui supportent le domaine de la RV au point de vue commercial. Malgré tout, les recherches supportées de cette façon ont permis de découvrir de nouveaux horizons pour la RV.

Pour bien comprendre ce qu’est vraiment la RV, nous nous devons de l’analyser du point de vue d’un type d’expérience spécifique et non comme une collection de matériaux informatiques (Steuer ; 1995). La participation dans ces simulations et dans ces mondes virtuels nous amène à expérimenter des sensations. La clé pour définir la RV du point de vue d’une expérience humaine et non comme technologie est le concept de présence. Cette expérience est définie comme la sensation d’être dans l’environnement. C’est une sensation de propriété à une existence réelle dans la simulation. Certains aspects contribuent à cette sensation : l’entrée d’informations de quelques-uns ou de tous les canaux sensoriels et d’autres processus mentaux qui assimilent les données actuellement reçues avec ceux des expériences passées. La présence est obtenue en grande partie à travers le contrôle du point de vue de l’usager (Zeltzer ; 1992). Il est possible de déplacer la souris ou de déplacer la tête et d’observer le changement de vision selon le nouveau point de vue. Lorsque la perception est médiatisée par une technologie de communication (représentation de l’information à travers l’espace et le temps) nous sommes obligés de percevoir deux environnements d’une façon simultanée : l’environnement physique dans lequel nous sommes actuellement présents et l’environnent présenté via le média. Ici nous pouvons utiliser la notion de télé présence. Elle est définie comme étant l'expérience de l’environnement à travers un média de communication (Biocca, et al. ; 1995). Autrement dit, la présence se réfère à une perception naturelle de l’espace et la télé présence se réfère à une perception médiatisée de l’espace. Cet espace médiatisé est l’espace virtuel ou «!Cyberspace!» (Benedikt ; 1991).

Il est important de clarifier que le terme de présence est utilisé par les chercheurs de RV pour référer à la perception générique d’être dans un environnement lointain ou artificiel et le terme télé présence seulement dans le cas où il existe une télé opération. Dans le cas d’un voyage vers mars, un robot a été télé opéré pour explorer la planète à partir de la terre (mission «!Pathfinder!»). Ceci est un bon exemple de télé présence.

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Nous trouvons parmi les aspects de la RV les plus significatifs pour la perception de la présence, l’interaction directe dans l’environnement et le temps réel (Zeltzer ; 1992). Dans le temps réel, les réponses du système dues aux interactions directes de l’usager doivent arriver instantanément pour qu'elles lui apparaissent comme étant en temps normal.

Malgré la perception répandue de la RV comme technologie et non comme expérience, il nous paraît important de tenir compte des caractéristiques soulevées précédemment ; dans cette recherche nous définissons donc la RV de la façon suivante!: les systèmes et les techniques qui nous apportent l’expérience de présence dans un environnement tridimensionnel généré par ordinateur. Cette sensation de présence est obtenue par l’interaction directe en temps réel de l’usager dans le monde virtuel.

4.1 La RV immersive L'utilisation d'un visiocasque et de capteurs de position nous permet de traverser la limite de l'écran pour interagir directement avec différentes formes d'information dans un environnement d'inclusion (Bricken ; 1991). Regarder des graphiques en 3D à l'écran, c'est comme voir sous la surface de l'océan à travers une écoutille. Nous regardons par une fenêtre à l'intérieur d'un environnement animé, mais nous avons l'expérience d'être dans le bateau. Voir le monde virtuel en utilisant un écran stéréoscopique, c'est comme utiliser un tuba. Nous sommes à la frontière d'un environnement tridimensionnel en train d'observer la profondeur de l'océan depuis sa surface. Par contre, en utilisant un visiocasque stéréoscopique, c'est comme faire de la plongée sous marine autonome dans l'océan. Nous sommes immergés dans l'environnement. Il est donc possible de se déplacer entre les coraux, d'écouter le son des baleines, de prendre des coquillages pour les examiner et de communiquer avec les autres plongeurs pour exprimer notre totale compréhension du monde marin. Nous avons l'impression d'y être vraiment.

L’objectif des systèmes immersifs est de placer l’usager dans un environnement tridimensionnel qui peut être manipulé directement. L’intention est que les usagers oublient qu'ils sont en train d'interagir avec un ordinateur et qu'ils pensent interagir avec

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l'environnement 3D d’une manière intuitive. Pour cela, l’usager utilise un équipement informatique très sophistiqué comme le visiocasque pour produire une immersion visuelle totale et les gants numériques pour permettre le mouvement libre dans six axes (x, y et z, et les rotations dans chacun de ces axes) et la manipulation directe de l’environnement.

Hormis l’usage du visiocasque, il existe d’autres types de RV immersive comme le type «!caverne!» (The Cave) (Cruz-Neira, et al.!; 1993) et le type «!poste de pilotage!». Dans la caverne, l’usager se trouve immergé dans un environnement virtuel grâce à la représentation d’un espace sur les quatre murs et sur le plafond d’une pièce donnée. Étant dans le centre des représentations, lorsque l’usager se déplace les images changent à l’aide d’un senseur de mouvement placé dans l’espace. Dans le poste de pilotage, comme son nom l’indique, l’usager se trouve dans un espace fermé où les fenêtres du poste montrent des représentations d’un monde virtuel. Ceci donne l’impression à l’usager que le poste de pilotage se trouve dans ce monde virtuel.

Avec l’utilisation des projections panoramiques et de la vidéo numérique, il existe aujourd’hui d’autres systèmes, inspirés des systèmes antérieurs, comme c’est le cas pour le Panoscope 360 (Courchesne ; 2000). Ici, le ou les usagers se trouvent dans un environnement d’inclusion, un peu comme le concept «!caverne!», mais cette fois-ci, la représentation est obtenue par le biais d’un seul canal de projection qui présente une séquence panoramique unique d’un monde réel et saisi à travers une lentille du type «!fish-eye!». Les usagers se retrouvent de cette façon télé-présentés dans l’environnement lointain et ils peuvent tourner leur regard dans l’espace sans l’encombrement des visiocasques. Par contre, la représentation n’est pas elle-même stéréoscopique comme c’est le cas pour les visiocasques et la navigation dans le monde virtuel est limitée à la saisi réelle ou à l’éventuel développement d’un algorithme pour une visualisation panoramique à 360 degrés en temps réel de modèles 3D réalisés par ordinateur.

4.2 La RV non-immersive Cette dernière se présente comme une alternative plus accessible que la RV immersive. Avec l’usage de matériel informatique très évolué comme le visiocasque

45 Problématique et revue de la littérature

(Head Mounted Display), les systèmes de projection et les gants numériques, la RV est souvent associée à l’immersive ou à l’intrusion. Cependant, la sensation de présence dans un monde virtuel peut être vécue simplement avec une station de travail conventionnelle (un écran, un clavier et une souris). Ici, nous parlons de la RV non-immersive (Robertson, et al. ; 1993). Dans la non-immersion, la scène est montrée avec les mêmes caractéristiques de profondeur (3D) qui sont utilisées dans la RV immersive!: les vues en perspectives, l’élimination de faces cachées, la couleur, la texture, l’éclairage et les ombres. Comme dans l’immersion, la navigation et la simulation sont contrôlées par les réponses du système aux interactions directes de l’usager. Dans la RV non-immersive, l’écran de l’ordinateur devient une fenêtre vers un monde virtuel.

Bien sûr, il existe de nombreuses possibilités hybrides. La vision stéréoscopique peut être obtenue sans l’utilisation de visiocasques, par exemple, grâce à l’usage de lunettes d’obturation 3D à cristaux liquides ou les anaglyphes. Les gants numériques peuvent aussi exister dans une RV hybride. Il existe aussi un type de RV appelé «!aquarium!» (Fish Tank VR) où l’on utilise des lunettes d’obturation 3D avec un capteur de mouvement. De cette façon, nous avons l’impression de voir des objets à l’intérieur de l’écran, comment dans un aquarium. En même temps, lorsque sont offertes différentes propositions d’écran qui envahissent de plus en plus le champ de vision de l’usager, le système se rapproche de cette condition hybride, sans toutefois donner l’immersion totale.

Il faut signaler que l’usage des lunettes stéréoscopiques pourrait être approprié lorsque l’usager veut détailler de proche un objet ou que l’objet à l'échelle réelle est très petit. Ceci demeure en lien avec des recherches faites sur la vision humaine. Linchotten J. (Linschoten ; 1956) a affirmé que la vision stéréoscopique est effective principalement pour des distances entre 30 et 100 cm à partir des yeux, soit la distance que nous pouvons atteindre avec nos mains. Les mêmes distances pour lesquelles l’accommodation et la convergence sont plus prononcées.

46 Problématique et revue de la littérature

Les systèmes de RV non-immersifs possèdent trois avantages sur les systèmes immersifs : -

Avantage dans l’évolution vu l’état actuel de l’industrie de l’informatique.

-

Avantage, car ils surpassent les limites techniques et les problèmes actuels des systèmes immersifs.

-

Avantage grâce à leur facilité d’utilisation.

Pour la RV immersive, le matériel informatique par excellence est le visiocasque, mais son utilisation comporte une multitude de problèmes. Voici les plus importants : -

La faible résolution et qualité de l’image.

-

Les usagers deviennent pratiquement aveugles (détachement du contexte immédiat réel et les rapports avec les collègues).

-

Difficultés pour effectuer un mouvement en toute liberté.

-

Porté pendant de longues périodes, le visiocasque cause les malaises suivants!: 1) La fatigue oculaire due à la proximité des écrans «!ECL!» (écrans à cristaux liquides) par rapport à l’œil. 2) Les malaises de la simulation immersive dus au désordre visuel et vestibulaire. La raison est le conflit entre les informations produites par des sens séparés. (Nos yeux nous disent que nous sommes en train de voler mais les vestibules de nos oreilles nous rappellent que nous sommes assis!) (Travis et al. ; 1994).

Bien sûr la RV immersive comporte, de son côté, des avantages sur la nonimmersion (Krueger ; 1994) : -

Interface plus intuitive (bouger la tête et non la souris pour changer le point de vue).

-

L’illusion que l’usager interagit directement avec le monde virtuel et non avec une interface. Dans les cas de la non-immersion, l’écran de l’ordinateur se présente comme une fenêtre vers le monde virtuel.

-

L’expérience de la présence est plus accentuée dû au détachement du contexte réel.

-

L’environnement et les actions sont à l’échelle du corps.

47 Problématique et revue de la littérature

4.3 La Réalité virtuelle et la C.A.O.- modélisation La C.A.O. a beaucoup évolué grâce aux développements technologiques du matériel informatique et des logiciels d'application. Pour le travail du designer, l'ordinateur joue un rôle important dans le traitement des données nécessaires au projet et aussi pour les aspects graphiques de ce dernier. Depuis longtemps, différents designers et chercheurs ont essayé d'utiliser l'ordinateur pour concevoir. Ils espéraient que l'ordinateur produirait une solution en utilisant des critères et traitant des données incorporées à l’avance. Ce sujet a été traité plusieurs fois, mais les solutions proposées par l'ordinateur restent encore très limitées et rudimentaires. Le projet proposé demeure souvent une expression simpliste, en comparaison avec la conception produite habituellement par le designer.

Pour ces raisons, mais aussi pour le type de travail réalisé, la composante graphique a pour le designer fonctionné comme moyen de résoudre les problèmes de design (Lebahar ; 1983). Une des premières applications de la C.A.O. fut la conception et la fabrication d’automobiles. Par la suite, les ingénieurs et les designers industriels ont utilisé cette technologie pour l'élaboration d’autres projets. Pour la plupart des designers, la C.A.O. demeurait toutefois un moyen de dessinner et d'exprimer leurs œuvres, mais qui laissait de côté tous les attributs importants qu’elle pouvait apporter.

Aujourd'hui, le designer commence à percevoir l'écran de l'ordinateur comme une fenêtre sur un monde, que nous appelons virtuel, et non comme une table à dessin. Ce changement est le résultat de l’évolution technologique du matériel informatique et des interfaces graphiques. Le designer utilise maintenant l’ordinateur pour l'élaboration des volumes tridimensionnels d’un degré de réalisme excellent.

Pour le designer la visualisation est une activité importante, puisqu'elle lui permet d'avoir une rétroaction sur les idées de design qui sont proposées. Dans l'évolution de la C.A.O. en design, nous constatons que les changements sont dus, la plupart du temps, au désir de visualiser le projet. Ceci a commencé avec la C.A.O. en deux dimensions, alors que la machine fonctionnait comme un instrument de dessin, d'expression, d'illustration et

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de conception en 2D du projet. Plus tard, l'augmentation de la puissance de traitement et de la capacité de stockage de l'ordinateur ont ouvert le terrain à la troisième dimension. La technologie sert maintenant à la visualisation des volumes et des perspectives du projet dans la phase de conception ou de présentations finales. L'idée a toujours été de se rapprocher d’une visualisation et une simulation réelle. C'est-là où la RV entre dans l'activité du design.

La RV se présente comme une évolution de la conception et de la visualisation assistée par ordinateur. Elle cherche à solutionner les limites non-résolues d'une visualisation du projet par la modélisation et l'animation par la C.A.O. La RV, par rapport à la modélisation et l'animation en C.A.O., comporte quatre aspects identifiés comme importants : a) L'interaction. La RV permet une interaction avec le monde virtuel d'une façon directe et familière. Cette interaction peut être faite à travers un simple déplacement du point de vue ou avec la manipulation des attributs et des objets.

b) Le temps réel. Durant la modélisation traditionnelle, les différents changements apportés au monde virtuel sont présentés de façon statique. Les différentes vues de l'objet virtuel sont exposées individuellement. Ceci a une influence sur la perception du réalisme. L'animation ayant pour but une visualisation ou une présentation génère par contre un mouvement dans le monde virtuel qui est limité à une présentation ultérieure. Une autre animation est éventuellement nécessaire pour visualiser ou comprendre les autres aspects du monde virtuel.

c) La navigation. La possibilité de naviguer à l'intérieur du projet virtuel sans un plan préétabli. L'animation propose une navigation dans le projet, mais elle est toujours limitée par un temps d'exécution et un patron initial.

d) La programmation du monde virtuel. Ceci est la proposition des ordres ou des lois ayant pour but de donner un rôle aux différents composants du projet virtuel. Il est possible d'ouvrir ou de fermer des portes, de frapper ou traverser les murs et d'appliquer ou d'enlever la gravité.

49 Problématique et revue de la littérature

Par ailleurs, le travail de De Vries et Achten (De Vries, et al. ; 1998) démontre, à travers une analyse, toutefois théorique, les apports de la RV dans différentes tâches à l’intérieur du processus de design. Par rapport à la C.A.O., ils avancent les aspects suivants!: 1) La technologie RV montre une meilleure performance dans les étapes initiales du processus de design, employant des outils pour créer et évaluer des modèles abstraits basés dans une représentation 3D dynamique. 2) La technologie C.A.O. montre une meilleure performance dans l’étape finale du processus, utilisant une représentation 2D. 3) Les outils de C.A.O. offrent une bonne visualisation pour le design, mais par contre une interaction naturelle pauvre pour l’usager. 4) La technologie RV n’est pas souhaitable dans la production des documents traditionnels utilisés dans l’échange d’information. 5) La RV a plus de potentiel dans les aspects où la C.A.O. a moins de performance. 6) Les outils de design génériques et paramétriques ne sont pas adéquats pour la RV.

Selon ces aspects, les consignes suivantes sont évoquées dans cette étude!: a) La RV déplacera l’interface 2D des outils traditionnels de C.A.O. L’interface traditionnelle des outils de C.A.O. est obstructive et force l’usager à penser à comment arriver à quelque chose au lieu de penser à quoi il doit arriver. La RV offre l’opportunité d’utiliser des habiletés déjà acquises dans la pratique quotidienne. b) La RV est un environnement «!naturel!» pour le prototypage et pour la création de formes. L’articulation des intentions de design, sont mieux supportées par le «!feedback!» immédiat, la représentation spatiale et la création et modification facile des objets. c) Les designers doivent concevoir leur propre environnement 3D pour réaliser des activités de design. Chaque discipline de design a son ensemble de techniques heuristiques spécifiques en accord avec sa pratique. Ces aspects sont reflétés dans l’environnement RV.

50 Problématique et revue de la littérature

d) L’expérimentation d’un comportement technique de design est possible seulement en utilisant la RV. Des comportements techniques!: thermiques ou acoustiques, stress structural, sécurité, etc., sont représentés comme couleurs, sons et diagrammes. Ceux-ci peuvent être placés directement en tant que textures sur l’objet dans un environnement RV, donnant ainsi un «!feedback!» instantané au designer. e) La technologie RV prend en compte les habiletés cognitives des designers, qui apportent une combinaison d’analyses de design «!artistiques!» et «!intuitives!», et ce avec une solide connaissance des ingénieries et de la pratique. Ceci permet de supporter plus clairement la notion de «!l’art du design!»

Il est important de signaler que ces conclusions de De Vries et Achten sont tirées uniquement d’une analyse théorique sans aucune validation empirique. Pourtant, elles soulèvent des aspects importants d’une influence éventuelle de la RV immersive dans le processus de design, par rapport à la C.A.O.

Actuellement, la RV non-immersive fait partie intégrale de la modélisation traditionnelle. Dû aux avancements technologiques dans la puissance de calcul des cartes graphiques, la visualisation en temps réel (RV) est offerte comme une autre vue de l’objet, souvent dans une projection axonométrique ou perspective, en plus d’offrir des projections orthogonales 2D. Or, cet ajout est souvent mal interprété par les utilisateurs, et les avantages de ce type de représentation sont parfois laissés de côté. L’approche actuelle dans le développement en informatique, avec des mises à jours continuelles et une course vers la performance du matériel, fait en sorte que l’expérience de l’usager est mise à part, et ce dernier prend ces nouveaux ajouts comme acquis, sans les apprécier à leur juste valeur (Norman ; 1998). On rencontre ce problème surtout dans la visualisation des objets et des espaces dans les premières étapes du processus de design. D’ailleurs, les plans 2D sont réalisés à l’avance et la RV (ou représentation en temps réel) est montrée dans une étape ultérieure, celle de la présentation.

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4.4 L’habileté spatiale Lorsque nous parlons de RV, nous parlons d’environnements 3D, c’est-à-dire d’espaces où l’être humain utilise ses habilités et ses compétences de compréhension spatiale pour s’orienter et réaliser des tâches.

Il n’existe pas de définition unique de l’habileté spatiale. Elle contient par ailleurs plusieurs aspects : l’orientation spatiale, la visualisation spatiale et les relations spatiales. L’orientation spatiale traite de l’habileté à déplacer et à transformer mentalement un stimulus, le tout, en gardant les relations qui lui sont propres. Elle comporte aussi la manipulation mentale d’un objet où l’utilisateur demeure référence. La visualisation spatiale va plus loin!: l’utilisateur peut manipuler des relations dans un objet. Finalement, la relation spatiale est l’habileté à imaginer comment un objet peut apparaître selon différentes perspectives (Satalich ; 1995).

Pour comprendre un objet ou un environnement tridimensionnel, l’habileté spatiale est très importante. C’est l’habileté que nous utilisons pour agir dans un environnement réel. Il est prouvé que, dans des environnements virtuels complexes, la même habileté spatiale est utilisée avec des taux de performance sur la compréhension de l’espace fort appréciables (Satalich ; 1995) et (Henry ; 1992). La RV comporte une interface principalement tridimensionnelle qui permet à l’utilisateur de profiter davantage de l’habileté spatiale qu’il a déjà acquise dans la réalité. Grâce à cela, il est possible d’éviter l’abstraction spatiale que le designer doit décoder pour concevoir et comprendre un objet 3D dans le cas d’une représentation 2D. Si, par exemple, l’interface était bidimensionnelle, nous devrions faire une abstraction spatiale pour comprendre la forme et les relations de l’objet (Marshall ; 1992). Cela serait comme l’interface du dessin. Ici, il faut coder et décoder l’information pour générer et comprendre la réalité de l’objet. Ce codage et ce décodage de l’information sont générés par des règles standardisées du dessin technique. Ils peuvent être vus comme une charge mentale de travail, comme un aspect cognitif (Sperandio ; 1980) qui peut affecter la tâche de conception.

52 Problématique et revue de la littérature

5 Les aspects cognitifs du designer Pour le designer, les capacités de perception et de traitement de l’information sont limitées. Le maintien d’une charge mentale globale à un niveau inférieur à la limite de ces capacités est recherché afin d’éviter une dégradation majeure de la performance par rapport aux objectifs essentiels de la tâche!: le design. Vu les problèmes soulevés par les outils traditionnels dans la visualisation et la simulation du projet, les aspects cognitifs du designer, liés aux interfaces humain – ordinateur, sont traités dans ce travail comme une explication de l’influence de la RV sur le processus de design. Les aspects cognitifs du concepteur qui portent sur le traitement de l’information visuelle et qui sont les plus susceptibles de subir une influence par l’outil RV sont :

5.1 La perception visuelle Selon Wickens (Wickens ; 1987), les attentes peuvent être contrôlées grâce à la qualité et la redondance des stimulus. Si les attentes sont faibles, les stimulus doivent être de bonne qualité et vice-versa. L’augmentation de la perte des éléments du stimulus contrôle l’efficacité des réponses. Le contrôle des attentes peut être ainsi obtenu à l’aide de l’utilisation de matériel familier à l’usager.

Dans la conception, la prise de décisions selon la formulation des hypothèses de design est un élément primordial. Ces hypothèses peuvent être considérées comme des attentes contrôlées par la qualité et la redondance des stimulus créés par la RV. L’influence de la RV sur la perception visuelle réside plus spécifiquement dans les caractéristiques de ces stimulus. La redondance lie la combinaison de plusieurs stimulus à la perception d’une information donnée. La qualité des stimulus dans la RV propose une représentation plus réaliste. Les caractéristiques de cette représentation crée des stimulus d’une plus grande qualité que le dessin, en ce qui concerne la manipulation des hypothèses de design.

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5.2 L’image mentale / les modèles mentaux Il s’agit d’une représentation interne de la structure, des composants et des relations entre les composants d’un objet déterminé (Sperandio ; 1984). En design, nous parlons de la représentation interne du concepteur en relation avec l’objet de design. Dans le travail de conception, le designer produit des modèles mentaux de la solution de design. Dans certains cas, le manque d’expérience et la complexité de la solution envisagée engendrent des erreurs dans les modèles mentaux générés, affectant ainsi le processus de design. Kavakli (Kavakli, et al. 2001b) rapporte que l’image mentale peut expliquer les différences entres les actions cognitives des designers experts par rapport aux novices.

Les plans, les sections et les élévations forcent l’observateur à construire un modèle mental de l’espace, dans l’espoir qu’il soit similaire au concept que le designer envisage. Ces dessins décrivent des proportions et des relations. Si l’observateur a accès à un nombre adéquat de plans et s’il est bien expérimenté, il pourra construire un modèle mental où il pourra se déplacer avec «!l’œil de sa pensée!». Cependant, le design architectural ou industriel est plus vivant que «!l’œil de la pensée!» et exige une plus grande capacité de visualisation mentale possédée par la plupart de designers (Zobel ; 1995).

La RV permet la validation et le consensus de ces images mentales, soit pour le concepteur lui-même ou pour l’ensemble d’un groupe de travail (Langendorf ; 1992). Ceci est obtenu à travers une simulation rapide, comportant une plus grande quantité d’informations en 3D, indépendamment de la complexité du projet.

5.3 La charge mentale de travail Pour le concepteur, la charge mentale de travail est une mesure quantitative ou qualitative du niveau d’activité nécessaire à l’accomplissement d’un travail donné (Sperandio ; 1980). Cette tâche est le design. La raison qui justifie l’utilisation de la charge mentale de travail est d’assurer une bonne performance de l’exécution de la tâche.

54 Problématique et revue de la littérature

L’objectif est d’identifier les capacités et les limites du traitement de l’information par rapport aux exigences de la tâche.

L’influence de la RV sur la charge mentale de travail porte sur le degré d’abstraction auquel est soumis le concepteur dans la compréhension spatiale et tridimensionnelle de l’objet de design. Cette abstraction résulte de la dynamique à l’intérieur du dessin comme média graphique de visualisation, c’est-à-dire du codage et du décodage de l’information. Avec la RV, ces tâches de codage et décodage des symboles et des conventions normalisés par la pratique (utilisées sur les plans) seront réduites. Le concepteur n’aura pas besoin d’utiliser sa capacité d’abstraction pour visualiser son œuvre. Il aura alors l’opportunité de faire un travail créatif continu.

5.4 Le traitement des erreurs Dans la pratique du design, les erreurs sont communes. Plusieurs erreurs sont détectées par l’auteur, souvent même avant que l’acte ne soit initié et avant qu’un comportement critique ne soit adopté. Par contre, des erreurs subsistent quelquefois. Selon Norman (Norman ; 1981), pour qu’un comportement critique soit enclenché, deux phénomènes doivent se produire : le mécanisme de rétroaction et la divergence entre les attentes et les événements.

La RV est un mécanisme idéal de rétroaction. La représentation de situations de problème et la simulation graphique de la solution à l’échelle et en temps réel procurent au concepteur un jugement critique et judicieux dans un bref délai. Les buts sont la détection et surtout l’élimination des erreurs.

6 Les problèmes de la RV dans le processus de design Vu les problèmes des outils traditionnels signalés plus haut, en particulier le dessin (codage/décodage de l’information, perspectives statiques, abstraction de plans, etc.), la RV semble indispensable dans la recherche de l’objet à travers la simulation graphique et remplace évidemment le dessin comme outil de simulation et de

55 Problématique et revue de la littérature

visualisation. L’utilité de la RV se manifeste surtout dans la vérification et le raffinement des idées de design en 3D. De cette manière, elle permet au designer de transformer l’environnement 3D directement dans l’espace virtuel, contrairement au dessin qui le fait en 2D sur papier et dans la!tête du designer, selon Lebahar.

Cependant, la RV comporte une autre série de problèmes qui affectent le processus de design, surtout lors des premières étapes. -

La nécessité de travailler avec une certaine précision dans les mesures.

-

Le manque d’ambiguïté à l’intérieur de la représentation, qui offre des formes très définies et ferme ainsi la porte à d’autres solutions.

-

Le manque d’interaction avec la représentation graphique elle-même, puisqu’elle est obtenue avec des périphériques comme les gants ou la souris et laisse l’interface du crayon comme l’outil familier de contact psychomoteur avec les traits de l’image.

-

Les exigences du calcul de la machine qui limitent les détails et la complexité des projets, affectant ainsi le temps réel et par le fait même, la sensation de présence.

D’autres aspects généraux ont aussi été soulevés comme étant possiblement négatifs dans l’usage de la RV en design (Dorta ; 1994)!:

a) L'aspect esthétique du projet au détriment du concept

Le design est une activité où il est nécessaire de satisfaire plusieurs aspects pour atteindre une bonne solution. En utilisant la RV comme un outil de visualisation, les aspects en relation avec l'expression formelle du projet peuvent être les plus étudiés à cause des caractéristiques de cette visualisation. Ici, le designer peut fausser son travail de conception en étudiant exclusivement l'esthétique formelle ou spatiale des composants du projet. Il est donc possible de ne pas donner toute l'importance nécessaire aux aspects de base du design, comme le concept générateur, les facteurs de coûts et certains éléments fonctionnels difficilement mesurables avec la RV.

56 Problématique et revue de la littérature

b) L'éloignement de la réalité

Le travail de conception exclusif avec l'outil qu’est la RV peut diminuer l'expérience d'une perception physique avec l'œuvre. À travers le processus de conception et selon le projet à exécuter, une expérience concrète avec la réalité du problème est nécessaire pour trouver la solution souhaitée. La RV sert grandement à la perception de certains aspects du projet, mais un travail avec ce seul outil pour percevoir des éléments du projet peut éloigner le designer de la réalité du projet et même de la réalité du problème.

c) La dépendance progressive et totale du designer envers la machine

Les caractéristiques de la visualisation obtenue avec la RV peuvent générer une dépendance. Déjà plusieurs activités du processus de conception comme la réalisation des dessins ou la gestion des données sont dépendantes de l'utilisation de l'ordinateur. Une dépendance totale du designer envers l'ordinateur dans le processus de conception peut par exemple affecter ses habiletés de compréhension et d'abstraction spatiale dans l'analyse ou la conception des idées de design.

d) La possibilité d'altérer la réalité du projet

Tout comme les perspectives conventionnelles, la RV peut aussi être employée pour altérer et déformer la réalité du projet. Ici, les designers peuvent créer une fantaisie par l'usage d'éléments spéculatifs à l'intérieur de cette réalité virtuelle et ainsi fausser l'opinion du client ou de l'usager du projet.

CHAPITRE II La recherche

58 La recherche

1 L’approche Le but de cette recherche est d’étudier l’influence de la RV non-immersive comme outil de visualisation sur le processus de design par rapport aux outils traditionnels tels que le dessin et la C.A.O. traditionnelle. C’est un cheminement exploratoire qui fait lumière sur les enjeux apportés par la RV en design. Il ne s’agit pas d’une confirmation ou d’une démonstration des apports spécifiques ou seulement positifs de la RV sur le processus. Il s’agit en fait, d’un travail de recherche exploratoire qui vise à dévoiler les implications tant positives que négatives de l’usage de la RV, comme outil de visualisation par rapport à d’autres outils traditionnels dans le processus de design.

Cette recherche en design est basée sur le paradigme expérimental. L’approche tient compte de l’observation des données d’un échantillonnage étudié et non du protocole comportemental des designers (Gero ; 1999). La méthodologie de ce travail se base sur les analyses des expériences pour vérifier des hypothèses proposées selon les avantages d’ordre théorique de la RV sur le traditionnel (De Vries, et al. ; 1998) ; (Vélez ; 1993, 1999) qui seront validées sur le terrain et selon l’ensemble de la problématique soulevée dans le chapitre précédent.

Nous avons réalisé deux tests comme expérimentation empirique, un actif pour l’idéation et un passif pour la communication, et ce en utilisant deux médias graphiques de visualisation!: le traditionnel et la RV. Comme média traditionnel nous avons travaillé avec le dessin à main levée, le logiciel de dessin vectoriel Freehand et le modeleur 3D form•Z, ce dernier considéré comme traditionnel par la façon avec laquelle la visualisation de l’objet 3D est réalisée. Comme média RV, le logiciel Virtus Walkthrough Pro a été utilisé comme modeleur 3D car sa visualisation est considérée comme RV non immersive. De façon à contrôler une plus grande quantité de variables associées à un échantillonnage de professionnels déjà formés et expérimentés selon un mode de travail traditionnel, nous avons choisi de travailler avec une population d’étudiants novices en design et en informatique, tous de la même discipline (première année de design industriel). Toutefois, préalablement aux tests, ces étudiants ont acquis une base de connaissances et d’expertise

59 La recherche

en design et en méthodologie de design, à travers des ateliers et des cours suivis lors de la première session du programme.

Pour le test actif, deux groupes d’étudiants ont été constitués et subdivisés en équipes de trois étudiants. Nous leur avons demandé de réaliser deux projets de design, chacun avec un média graphique différent. Après que le premier projet soit réalisé (en 6 heures), les groupes ont changé de média graphique pour la réalisation du deuxième projet dans un même laps de temps. Ultérieurement, tous les projets traduits vers un même média graphique (RV), ont été évalués par un jury d’experts, en suivant des critères objectifs de design. Pour le test passif, réalisé en deux temps, nous avons montré un projet de design à deux groupes d’étudiants, chacun à l’aide d’un média graphique différent. Nous avons ensuite évalué la compréhension de la communication de l’information 3D transmise par les deux médias. Le test passif a été mené à deux reprises en utilisant des projets de design de complexité géométrique différente. Voir Fig. 12 pour le schéma général des expérimentations.

Fig. 12 Schéma général des expérimentations.

60 La recherche

Pour réaliser ce projet selon la problématique soulevée par les outils traditionnels ainsi que le cadre théorique expliquant cette influence, nous proposons une série d’hypothèses :

1.1 Hypothèses spécifiques 1) Une meilleure fréquence et une meilleure qualité de la ré-alimentation (feedback), dues à l’utilisation de la RV, augmenteront la vitesse du cycle formulation / correction d’hypothèses de design, à l’intérieur du processus de prise de décisions (Vélez ; 1993, 1999).

2) La RV comme outil de visualisation affecte les aspects cognitifs suivants du concepteur :

2.1) la perception visuelle : selon les travaux de Wickens (Wickens ; 1987), par la qualité et la redondance des stimulus donnés à travers la RV, les attentes (vues comme des hypothèses de design) peuvent être contrôlées, ce qui, comparativement au dessin, affecte la recherche de l’objet par simulation graphique telle qu’exposée par Lebahar.

2.2) l’image mentale / les modèles mentaux : suite aux travaux de Sperandio (Sperandio ; 1984), la RV par ses caractéristiques peut améliorer l’élaboration, la structure des images et des modèles mentaux traitant l’objet de design.

2.3) la charge mentale de travail : par ses caractéristiques, la RV peut minimiser l’abstraction spatiale à laquelle est soumis le concepteur à cause d’une réduction du codage et du décodage de l’information. Selon les travaux de Sperandio (Sperandio ; 1980), la charge mentale de travail dans le design conceptuel et dans la communication de l’objet de design est diminuée, comparativement au média traditionnel.

2.4) les erreurs : selon les travaux de Norman (Norman ; 1981), puisque la visualisation avec la RV est un moyen efficace de rétroaction (vérification) de

61 La recherche

l’information 3D de l’objet de design, elle peut améliorer la gestion et amoindrir la quantité d’erreurs à l’intérieur du projet.

1.2 Hypothèses générales En second lieu, les hypothèses générales suivantes découlent des hypothèses spécifiques :

3) Par rapport au média traditionnel, la RV a une influence sur la recherche de l’objet par la simulation graphique.

4) Lors de la communication de l’information 3D, la compréhension de l’objet de design est accrue avec la RV.

5) La RV a une influence sur le résultat du processus de design.

2 La méthodologie Pour arriver à valider ces hypothèses, à explorer et à expliquer l’influence de la RV, nous avons adopté une approche avec expérimentation basée sur deux expériences contrôlées. Comme nous l’avons évoqué antérieurement (Marshall ; 1992), le processus de conception comporte deux activités dont l’idéation graphique ou design conceptuel et la communication. Conséquemment, la première expérience est un test actif touchant l’idéation et la deuxième est un test passif touchant la communication. Comme on le verra plus loin, le test actif évaluera les hypothèses!: 1, 2.1, 2.4, 3 et 5!; et de son côté, le test passif évaluera les hypothèses!: 2.1, 2.2, 2.3 et 4.

Dans le design de ces tests, nous avons identifié différentes façons de mesurer cette influence de la RV sur le processus de design, susceptibles d’apporter des résultats sur le terrain. Cela sera décrit dans les chapitres subséquents pour chaque test actif et passif. De cette façon, nous nous distinguons des recherches théoriques antérieures avec une recherche exploratoire et une validation sur le terrain. Malgré de nombreuses

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recherches préalables et surtout de type passif (Henry ; 1992, Campbell ; 1996), l’emploi de la RV pour la visualisation et pour le travail de conception n’a été abordé que d’une façon empirique. La différence entre le travail avec la C.A.O. et la RV dans le processus a été étudiée, comme antérieurement signalé, d’une façon théorique (De Vries, et al.; 1998), et même empirique dans des activités d’idéation (Achten, et al.; 1999) sans pourtant montrer des résultats convaincants. Dans ce travail, Achten et Turksma citent des résultats observés dans des ateliers de design architectural où l’on a fait usage de la RV dans les étapes initiales du processus. Toutefois, ces résultats ne sont décrits que d’une façon sommaire et anecdotique, sans avoir été analysés à travers des expériences contrôlées. Les chercheurs ont surtout traité des aspects techniques liés à l’interface pour interagir dans l’immersion (Mine ; 1996), dans l’application de l’habileté spatiale pour les environnements virtuels (Satalich ; 1995) et dans les implications de la RV par rapport aux attentes et commentaires des clients dans les étapes initiales de présentation lors de la construction de projets (Calderon, et al. 2000a ; 2000b).

Nonobstant, il faut signaler qu’en tenant compte de l’adoption d’une approche exploratoire, nous nous aventurons sur un terrain inexploré avec des expériences contrôlées, surtout pour l’idéation.

Les expériences liées à cette thèse ont été effectuées à deux reprises comme partie intégrante du cours : Dessin et infographie I, dans les sessions scolaires d’hiver 1997 et 1999. La première fois (1997), les tests passif et actif ont été réalisés, et pour la deuxième fois (1999) seulement le test passif fut exécuté pour explorer l’influence de la complexité de l’objet dans le test passif (communication). Ce cours, Dessin et infographie I est offert aux étudiants de première année du programme de baccalauréat en design industriel à l’Université de Montréal. La compagnie Virtus Corporation Inc. a contribué à cette étude en fournissant 15 copies du logiciel de RV non-immersive «!Virtus Walkthrough Pro!» v.2.6 (version Macintosh). Il s’agit d’une compagnie liée au développement des logiciels de RV non-immersive depuis 1990.

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3 L’échantillonnage L’échantillonnage de l’expérience 1997 était formé de 72 étudiants et étudiantes (34 femmes et 38 hommes) qui sont, pour la plupart, en première année d’études dans le programme de baccalauréat en design industriel (53)1. Pour l’expérience de 1999, l’échantillonnage était formé de 65 étudiants, dont 58 élèves de première année en design industriel (26 femmes et 32 hommes). Il est important de souligner que les données provenant des étudiants en design industriel seront observées davantage puisque ces étudiants constituent un groupe homogène d’individus, «!novices!» dans l’activité de conception et dans l’infographie (1ère année). Généralement, les étudiants des autres disciplines, possèdent déjà une certaine expérience dans ces tâches. Dans l’analyse des résultats, les données de ces étudiants seront mises de côté.

Le choix d’individus novices pour la réalisation des tests est dû, d’une part, à la volonté d’éviter une performance inégale des étudiants dans la réalisation des projets, tenant compte d’études qui indiquent une meilleure performance des individus experts par rapport aux novices grâce à l’expérience acquise dans des tâches de conception (Kavakli, et al.!; 1999 ; 2001a ; 2001b). D’autre part, les individus possédant une certaine expérience maîtrisent l’usage de différents outils graphiques traditionnels ce qui façonne en quelque sorte leur manière de concevoir. Pour illustrer ce fait nous pouvons nous référer à la facilité qu’ont les professionnels experts à comprendre la troisième dimension à travers des plans. Des architectes entraînés doivent avoir recours à un processus ingénieux pour trouver une manière d’harmoniser le nouveau média graphique de la RV pour la visualisation avec leur expérience professionnelle (Af Klercker ; 2000). Pour les outils de modélisation et de C.A.O., la situation pourrait être similaire, si l’on retrouvait avec des individus experts dans l’usage des logiciels spécifiques, ceci affecterait le test et rendrait l’expérience une comparaison des possibilités du logiciel utilisé avec celles du logiciel déjà maîtrisé pour les individus impliqués.

1

Le reste du groupe de 72 est constitué d’étudiants provenant des autres disciplines de la faculté, soit : design intérieur (10), architecture de paysage (6), architecture (2) et urbanisme (1).

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Par ailleurs, des recherches démontrent que la reconnaissance des formes et les processus cognitifs sont différents dans différents champs du design (architectes, designers industriels et designers graphiques) (Wang ; 1998). Pour ces raisons, nous privilégions un échantillonnage d’individus novices dans les activités de design (première année d’études), dans l’usage du dessin et des outils de visualisation et de modélisation traditionnelle et de RV (cours d’initiation à l’infographie) et provenant de la même discipline de design (design industriel). Toutefois, en guise de formation de base en design, ces individus ont eu une introduction théorique à la méthodologie de design (cours) et pratique en atelier.

Tous les étudiants avaient été préalablement formés durant 2 semaines pour chaque logiciel (incluant le logiciel Virtus Walkthrough Pro dans le cas de la RV). Deux travaux pratiques pour chaque logiciel ont aussi été exigés. Une période de 6 h/sem. additionnelle a été allouée dans le laboratoire pour la réalisation de ces travaux (Voir partie supérieure du schéma général des expérimentations dans la Fig. 12).

Les étudiants ont travaillé en groupe pour les deux tests, chaque équipe étant composée de trois membres. Dans l’expérience 1997, l’ensemble des étudiants a été divisé en deux groupes de 36 (Groupe A et B). Toute la population du groupe A sont des étudiants en design industriel. Due la grande taille de l’ensemble d’étudiants et la quantité limitée des ordinateurs, l’expérience s’est déroulée durant deux périodes séparées à chaque semaine : pour le Groupe A les mardis après-midi de 13h00 à 17h00 (4 heures) et pour le Groupe B les jeudis matin de 09h00 à 13h00 (4 heures). Limité à 15 machines dans le laboratoire informatique, chacun des groupes avait un temps de travail de deux heures, générant ainsi une autre subdivision à l’intérieur des groupes A et B. Durant ces deux heures de travail, six équipes pouvaient utiliser deux ordinateurs, soit douze ordinateurs. Les ordinateurs restants (3) ont été utilisés pour la numérisation, pour la coordination et pour la sauvegarde des fichiers. Pour l’expérience 1999, il y a aussi eu une division en deux groupes A et B, mais comme il ne s’agissait que du test passif, l’expérience a été réalisée une fois par chaque groupe, sur deux jours distincts et vers la fin de la session.

65 La recherche

Pour chacun des groupes (A et B) lors du test actif, les équipes de 3 personnes ont été formées selon leur expérience et leur discipline. Un examen nous a permis d’identifier les étudiants ayant un niveau d’habilité supérieur en informatique et de les distribuer entre les équipes avant le début du cours, pour ainsi assurer une performance équilibrée. Les étudiants des autres disciplines (autres que design industriel) ont été regroupés en équipes indépendantes.

4 Le laboratoire Le laboratoire facultaire utilisé pour l’expérimentation de 1997 était équipé de 15 machines Power Mac 7100 (Apple Computer Inc.) à 60 et 80 mhz., avec 16 Mo. de mémoire vive, et 500 Mo. de mémoire de disque et équipées du système d’exploitation Mac OS version 7.5.5. Ces machines n’avaient pas de cartes d’accélération graphique pour le 3D. Les 12 appareils utilisés pour l’expérimentation avaient des écrans de 17 pouces à haute résolution. Deux autres machines ont été utilisées pour le support technique.

Pour l’expérimentation de 1999 le laboratoire était équipé de 20 machines Power Mac G3 (Apple Computer Inc.) à 300 mhz., avec 128 Mo. de mémoire et 10 Go. de mémoire de disque et équipées du système d’exploitation Mac OS version 8.6. Toutes les machines avaient des écrans de 17 pouces à haute résolution et des cartes d’accélération graphique pour le 2D et le 3D (accélération QuickDraw3D et Open GL) ATI Rage Pro (ATI Technologies) avec 8 Mo. de mémoire.

Le choix de ce laboratoire et de ce type de matériel informatique est évidemment dû à leur disponibilité pour le cours et à l’objet de cette étude qui est d’analyser l’influence de la RV en exploitant des appareils de base (RV non immersive), appareils qui se rapprochent des équipements existants dans la pratique professionnelle.

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5 Les logiciels Pour l’expérience 1997, en plus de l’outil de dessin, le média graphique traditionnel était constitué par le logiciel FreeHand version 7 (Macromedia) pour le travail en 2D et par le logiciel form•Z version 2.9 (auto•des•sys) pour la modélisation 3D. Il est important de souligner que pour cette version de form•Z et avec le matériel disponible, la visualisation en temps réel n’était pas possible. Les techniques d’accélération 3D (QuickDraw 3D et Open GL) n’étaient pas comprises dans le logiciel et les cartes graphiques d’accélération 3D étaient absentes du matériel. Cette version du logiciel permettait seulement une visualisation filaire «!wireframe!», avec des polygones colorés «!shaded render!» et sous forme de rendus plus élaborés (z-buffer) incluant les ombrages, l’éclairage et les textures dans des vues orthogonales, axonométriques et en perspective.

Comme média graphique RV, seulement le logiciel de RV non immersif Virtus Walkthrough Pro (Virtus Corporation Inc.) a été utilisé. Ce logiciel permettait, à la différence de form•Z, une visualisation en temps réel en perspective avec un rendu filaire! ou «!shaded render!», sans ombrage et avec une coloration de polygones selon l’emplacement d’une seule lumière. Il était possible aussi d’observer l’objet dans des vues filaires orthogonales.

La différence entre la navigation avec Virtus Walkthrough Pro et les vues statiques obtenues avec le dessin à la main ou les logiciels FreeHand et form•Z a été le critère de différenciation pour distinguer le travail traditionnel de celui de la RV. Nous avons considéré que les limites de logiciel Virtus Walkthrough Pro, en tant que modeleur, étaient comparables à celles qui affectaient l’habileté des étudiants novices à manipuler le dessin manuel et les logiciels du groupe d’outils traditionnels.

Pour l’expérience 1999, le logiciel form•Z (version 3.0) a été utilisé seulement comme média graphique traditionnel de visualisation. Pour permettre la représentation en RV, le logiciel Cosmo Player 2.1 beta 1 pour Mac OS (Silicon Graphics Inc) a été utilisé. Pour effectuer la visualisation, le fichier form•Z de l’objet faisant partie du test passif a été traduit en langage VRML version 2 (Virtual Reality Modeling Language), et interprété

67 La recherche

avec le «!plug-in!» VRML Cosmo Player à l’intérieur du fureteur Netscape Communicator version 4 (Netscape Communications Corporation).

Il est important de souligner que les étudiants ne connaissaient pas ces logiciels auparavant. Ils ont tous été formés de la même façon aux logiciels deux semaines avant les tests à l’aide d’exercices dirigés. Malgré les capacités supérieures de modélisation du logiciel form•Z par rapport à Virtus Walkthrough Pro (opérations booléennes, objets dérivés, «!mesh!», etc.), les étudiants ont été formés pour utiliser les deux de la même manière. Cet entraînement a comporté une approche de modélisation de base, c’est-à-dire la modélisation des géométries à travers des extrusions 3D des polygones, en utilisant des primitives et en plaçant les objets dans l’espace 3D.

6 L’approche statistique Sans pour autant adopter une approche de recherche quantitative «!classique!», l’ensemble des résultats des deux tests ont été soumis à une analyse statistique pour illustrer et soulever les différences statistiquement significatives des deux médias dans l’ensemble de la population. Le «!Test-t!» (Student) et une Analyse à plans croisés (! = 0.05) ont été choisis pour l’analyse statistique en accord avec le nombre d’étudiants (moins de 30 par outil RV ou traditionnel) et le design des expériences.

Test-t (groupes indépendants)

L’expérience comprend deux groupes indépendants l’un de l’autre (traditionnel et RV). Dans un contexte paramétrique, on considère les observations du premier groupe comme des variables indépendantes provenant d’une distribution de moyenne µ1 et celles du deuxième groupe provenant d’une distribution de moyenne µ2. Le but de l’analyse est de s’attarder aux différences entre ces deux moyennes. L’hypothèse de départ (notée H0) que l’on teste est la suivante!: H0!:µ1 = µ2.

68 La recherche

Pour conclure qu’il y a une différence statistiquement significative entre les deux groupes, l’hypothèse de départ doit être rejetée. La contre hypothèse testée ici est la suivante!: HA!:µ1 " µ2.

C’est une hypothèse bilatérale qui signifie que la différence peut en théorie pencher dans n’importe laquelle des deux directions (µ1 > µ 2 ou µ1 < µ 2). Un test-t de Student est effectué afin de rejeter ou non l’hypothèse de départ. On utilise un niveau de confiance ! = 5 % pour ce test. Si la valeur-p du test Student est inférieure à ce niveau !, on rejette l’hypothèse de départ au niveau ! . Dans ce cas, il y a une différence statistiquement significative entre les groupes (RV et Traditionnel). Lorsque la valeur-p est supérieure au niveau de confiance, on ne rejette pas l’hypothèse de départ. La différence entre les deux groupes (RV et Traditionnel) n’est donc pas statistiquement significative dans ce cas.

Test-t (pairé)

Dans le cas où on compare des mesures prises deux fois sur le même sujet (ou équipe), l’hypothèse de départ devient la suivante!: H0!:µD = 0, où µD est la moyenne des différences entre la première et la seconde mesure par tous les sujets. Pour conclure qu’il y a une différence statistiquement significative entre la première et la deuxième mesure, l’hypothèse de départ doit être rejetée. Le contre hypothèse est la suivante!: H0!:µD " 0.

C’est une hypothèse bilatérale qui signifie que la différence peut être inférieure ou supérieure à zéro. Un test-t pairé de Student est effectué afin de rejeter ou non l’hypothèse de départ. Si la valeur-p est inférieure au niveau du test !, on rejette l’hypothèse de départ au niveau !. Dans ce cas, il y a une différence statistiquement significative entre la première et la deuxième mesure. Lorsque la valeur-p est supérieure au niveau de confiance, on ne rejette pas l’hypothèse de départ. La différence entre la première et la deuxième mesure n’est pas statistiquement significative dans ce cas (Rice ; 1995).

69 La recherche

Analyse à plans croisés

Une expérience est dite à plans croisés lorsqu’on applique deux traitements consécutivement sur le même sujet. L’avantage de cette méthode est d’éliminer la variabilité entre sujets. Cependant, puisque les traitements sont appliqués en séquence, il faut contrôler l’effet de la période des traitements. Ici les deux traitements sont la RV et le traditionnel. Dans notre cas, on utilise un modèle à deux traitements et à deux périodes, chaque sujet exécute les périodes dans l’ordre «!traditionnel à RV!» ou «!RV à traditionnel!». Une analyse de variance est donc réalisée et on trouve ainsi la valeur-p associée à l’effet traitement. Une valeur-p supérieure à 5!% nous fera conclure que la différence entre les deux traitements n’est pas significative statistiquement (Petersen ; 1985).

CHAPITRE III Test actif

71 Test actif

1 Le test actif Ce test, réalisé en 1997 examine l’activité de conception. Les participants ont dû créer deux projets (deux objets 3D) très précis selon un programme rigoureux et dans un contexte et un lieu déterminés.

2 Les projets Le premier projet (projet 1) consistait dans le design d’un escalier pour la communication entre deux niveaux, le tout selon une hauteur donnée et un contexte clair. Les caractéristiques de son usage (fonction de l’espace et utilisateurs) ont été détaillées (espace de bureau). Un modèle virtuel qui incluait deux mannequins 3D comme repère pour la proportion des éléments a été fourni à chaque équipe. Les mannequins représentaient un adulte et un enfant, dans le but d’éviter une mauvaise interprétation des proportions dans les propositions (voir Fig. 13 et annexe I).

Fig. 13 Projet 1 (l’escalier).

72 Test actif

Quant au deuxième projet (projet 2), nous avons prescrit le design d’un mobilier urbain (un banc d’arrêt d’autobus). Nous avons fourni toute l’information de manière détaillée, par exemple : la taille, l’endroit et les caractéristiques formelles et celles d’utilisation. Un mannequin a aussi été inséré (voir Fig. 14 et annexe II).

Fig. 14 Projet 2 (le banc).

Nous avons exigé que chaque équipe résoude les deux projets, dans un temps alloué de 6 heures pour chaque projet et ce, dans l’ordre présenté.

Ces deux projets ont été choisis car ils ont un niveau similaire de complexité de résolution au niveau géométrique (3D). En fait, il s’agit de projets dont la période de temps alloué à la résolution est convenable. L’escalier pose un problème spatial, de proportions et de fonctionnalité. La solution doit tenir compte du lien entre les deux niveaux du bureau. Pour le banc, le problème se posait également aux niveaux du 3D, des proportions de l’espace et de la disposition de la solution. La résolution des deux problèmes exigeait le traitement de la troisième dimension. Les deux projets étaient bien adaptés à l’échantillonnage novice ainsi qu’au matériel et logiciels utilisés.

73 Test actif

3 Déroulement Les deux groupes, (A et B), ont travaillé simultanément avec le même projet, mais de façon indépendante et avec un média graphique différent. Le groupe A a débuté avec le projet 1 et le média graphique traditionnel du dessin et la C.A.O. Le groupe B a aussi commencé avec le projet 1, mais avec le média RV seulement. Cette première étape s’est échelonnée sur une période de 3 semaines, durant laquelle les étudiants ont travaillé pendant 3 périodes de 2 heures par semaine (pour un total de six heures). La limite de temps est due au contrôle auquel ont été soumis les étudiants : interdiction de travailler sur les projets hors des heures indiquées et de communiquer avec l’autre groupe, etc. Pour ce faire, les fichiers et tous les documents (papiers) produits étaient récupérés avant de quitter le laboratoire. Pour la deuxième étape, les équipes ont changé de média graphique et de projet : groupe A avec le projet 2 et le média RV ; le groupe B avec le projet 2 et avec le média traditionnel dessin et CAO. Cette étape s’échelonne aussi sur trois semaines (2 h/sem.) (voir Fig. 15).

Fig. 15 Vue globale du Test actif.

74 Test actif

4 Groupe traditionnel En plus des logiciels déjà décrits, le papier et les crayons ont été acceptés comme media graphique de dessin pour la réalisation d’esquisses dans la solution des problèmes et pour communiquer avec les membres de l’équipe. Pour ce groupe, nous avons exigé à la fin de chaque projet un minimum d’information pour comprendre la solution (plans, élévations et une perspective) en format papier (impression) ainsi que les fichiers informatiques (modèle 3D inclus).

Pour le groupe traditionnel, nous avons produit des plans, des façades, des perspectives et un fichier form•Z avec le contexte en 3D (voir Fig. 16 et 17).

Fig. 16 Documents 2D concernant le projet 1.

Fig. 17 Documents 2D concernant le projet 2.

4.1 Stratégie Nous avons formé des équipes de trois étudiants, à cause des restrictions sur la quantité de machines. Pendant l’expérience, les étudiants n’avaient pas la permission de communiquer avec le groupe qui travaillait avec l’autre média graphique (journées différentes mardi/jeudi). Nous avons contrôlé l’évolution des projets en récupérant le

75 Test actif

matériel (papiers et fichiers informatiques) et en faisant des copies identifiées. Au début de chaque période, le matériel était redistribué afin que les étudiants puissent poursuivre le projet.

À la fin des deux projets, les équipes ont remis les documents (papier et fichiers informatiques) comme preuve du résultat final de design (2 projets par équipe) pour un total de 48 projets (24 escaliers et 24 bancs) (Voir annexe III et IV). Par la suite, nous avons traduit en RV les projets faits de façon traditionnelle pour avoir la même représentation de chaque projet en prévision d’une évaluation ultérieure équitable.

Cette traduction vers un même média (la RV) a permis de neutraliser une influence possible de l’outil de visualisation dans l’évaluation de deux groupes. De cette façon, tous les projets ont été visualisés avec les mêmes caractéristiques de représentation (vues perspectives avec polygones colorés à travers une navigation en temps réel). En tenant compte de la difficulté de former les évaluateurs à l’utilisation de l’interface RV, nous avons manipulé l’interface pour eux, dirigeant la navigation selon leur volonté lors de l’examen de projets.

4.2 Évaluation L’évaluation a été faite en deux temps : une évaluation continue durant le test et une évaluation finale du résultat du processus de design, réalisée lors de séances prévues à cet effet par un groupe d’experts (professeurs et professionnels en architecture et en design industriel).

4.2.1 Évaluation continue Pour l’hypothèse 1 et 2.1, un étudiant de chaque équipe a chronométré le temps du cycle formulation / correction des hypothèses de design. Pour ce faire, nous avons interrompu les équipes pour leur demander de faire une tâche particulière et non annoncée dans le mandat initial, au début de la deuxième période, soit une fois le projet démarré.

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Dans le cas du projet 1 (l’escalier), nous avons demandé d’ajouter une colonne pour soutenir l’étage supérieur. En ce qui concerne le projet 2 (banc), la tâche a été d’inclure un soutien (appuis-bras) pour les personnes à mobilité réduite ou personnes âgées. L’intention était que les étudiants proposent l’emplacement, la forme et les proportions de ce nouvel objet par rapport aux objets qu’ils concevaient. Nous avons fourni une feuille pour qu’un des membres de l’équipe indique la quantité d’hypothèses suggérées et le temps de vie de chacune, jusqu’à ce qu’ils en arrivent à une solution acceptée par tous les membres de l’équipe (voir Fig. 18).

4.2.2 Évaluation finale Cette évaluation a été faite en deux versions. Une première de façon collective avec un autre groupe d’experts qui devaient regrouper les projets dans un nombre donné de classes selon la qualité du résultat, et une deuxième individuelle avec un groupe d’experts et selon des critères de design objectifs et préétablis. La première approche avait pour but de provoquer une discussion et un consensus entre les membres pour le classement et les décisions.

a) Version collective sans critères imposés

Le groupe d’experts a été formé de 2 designers industriels et un artiste, tous professeurs en design industriel. L’évaluation a laissé aux experts la liberté de décider de leurs propres critères d’évaluation. Nous avons proposé qu’ils classent les projets selon 4 catégories!: bon, moyennement bon, moyennement faible et faible. Cette classification cherchait à créer des écarts importants entre les projets et ainsi avoir des différences plus marquées (hypothèse 2.4, 3, 5). Cette évaluation avait également pour but de comparer en quelque sorte les deux types d’évaluateurs (évaluation individuelle et collective). Chaque projet a été présenté en RV au groupe d’évaluateurs et une fiche avec le nom de l’équipe et l’image du projet servait à l’évaluation lors de délibérations.

77 Test actif

b) Version individuelle avec critères imposés

Nous avons eu recours à l’aide de quatre professionnels!, 2 en design industriel et 2 en architecture, pour évaluer les résultats du design de chaque projet (48 projets). Le choix des évaluateurs individuels appartenant aux deux disciplines revient d’une part aux types de projets réalisés (l’escalier lié à l’architecture et le banc pour le design industriel), et d’autre part, ce choix contourne les différences dans la perception des formes des professionnels des deux disciplines (Wang ; 1998). Cette évaluation a été élaborée selon des critères de design objectifs. L’appréciation tenait compte de chaque aspect de design indiqué. Nous avons conçu une grille dans laquelle figure chaque critère d’évaluation et son opposé (hypothèse 2.4, 3, 5). Pour chaque projet, l’évaluateur devait compléter une grille après la visualisation du projet en RV (voir Fig. 19).

La façon de mesurer la qualité et les caractéristiques du produit final est d'utiliser des critères de design objectifs. Les aspects subjectifs comme le goût personnel du concepteur ne seront donc pas analysés.

Comme exemple de ces critères, il y a différentes études au niveau urbain qui ont proposé plusieurs facteurs ou aspects de conception évaluables (Rahman ; 1991). Ces études couvrent une grande variété d’aspects de la conception, de la signification visuelle, de l'analyse et de l'évaluation de l'impact visuel. Nous avons conçu cette grille d’évaluation en nous basant sur ces études.

En résumé, les hypothèses qui suivent ont été évaluées dans le test actif de la façon suivante!: Hypothèses générales ou spécifiques 1) La RV augmentera le cycle formulation / correction d’hypothèses de design. 2) La RV affecte les aspects cognitifs : 2.1) La perception visuelle, 2) La RV affecte les aspects cognitifs : 2.4) Les erreurs,

Évaluation Évaluation continue Hypothèses de design (Fig. 18) Évaluation finale Avec et sans critères

3) La RV a une influence sur la recherche de l’objet par la simulation graphique.

imposés

5) La RV a une influence sur le résultat du processus de design.

(Fig. 19)

78 Test actif

Fig. 18 Questionnaire d’évaluation!: cycle de formulation / correction des hypothèses.

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Fig. 19 Questionnaire!: évaluation avec des critères objectifs de design.

80 Test actif

5 Groupe RV Concernant la RV, Virtus Walkthrough Pro 2.6 a été utilisé comme logiciel de RV non-immersive bien adapté au matériel informatique du laboratoire. Il est important de préciser que l’interface et les commandes de ce logiciel sont très intuitives pour le travail de modélisation et de navigation en 3D. Pour le groupe RV, les participants ont manipulé seulement le logiciel de RV.

D’une manière particulière, à la différence de form•Z, ce logiciel permet de visualiser le projet en temps réel, dans une vue 3D en perspective non filaire et avec une façon très intuitive de naviguer dans le monde virtuel à travers l’écran. Néanmoins, ce logiciel comporte des limites dans la modélisation!par rapport a form•Z : les objets ne sont pas solides mais surfaciques, il est impossible de faire des opérations booléennes, les pénétrations d’objets sont mal affichées, ce qui nécessite un découpage des objets pour bien les représenter. De plus, le choix de primitives est plus limité.

Tout comme le groupe traditionnel, les documents numériques ont été aussi exigés pour effectuer une évaluation avec les mêmes paramètres que celle du média traditionnel. Le site et son contexte ont été decrits en détail. Un modèle du terrain virtuel était fourni.

5.1 Stratégie La stratégie reste identique à celle appliquée au travail avec l’outil traditionnel.

5.2 Évaluation L’évaluation ne diffère en rien de celle du groupe traditionnel. La traduction de traditionnel à RV a pour objet d’éliminer les implications possibles du média graphique dans l’évaluation. Donc tous les projets ont été évalués en RV, c’est-à-dire, visualisés avec Virtus Walkthrough Pro.

81 Test actif

6 Résultats du test actif Comme nous l’avons énoncé auparavant, les groupes composés d’étudiants en design industriel constituent un groupe homogène et leurs résultats seront observés davantage. Les résultats des autres groupes, étudiants des autres disciplines ne seront pas pris en compte lors de l’analyse statistique et le calcul des totaux. Il est important de mentionner que certaines équipes n’ont pas pu compléter leurs projets, soit en traditionnel ou en RV. Ces groupes ont été retirés des résultats. Nous signalons aussi que 15 équipes ont été évaluées par les designers industriels, contre 17 par les architectes, vu que lors de leur évaluation individuelle, les fichiers traduits en RV de deux des projets étaient corrompus.

Nous présenterons les résultats du test actif en trois temps!: 1) Dans un premier temps, une évaluation collective selon les quatre catégories suggérées pour ainsi avoir un premier aperçu des résultats.

2) Ensuite, une évaluation individuelle selon les critères de design sera effectuée, selon la discipline des évaluateurs (architectes, designers industriels et les deux disciplines regroupées) et par projet (projet 1, projet 2 et les deux projets regroupés) accompagnée par la suite d’une analyse statistique pour mieux illustrer les résultats (voir «!L’approche statistique!» dans le chapitre antérieur).

3) Finalement, une évaluation continue pour le cycle de formulation - correction des hypothèses de design, également accompagnée d’une analyse statistique.

Nous soulignons que les résultats des évaluations faites par les architectes et les designers industriels sont présentés séparément pour mettre à jour un biais possible, dû à leur discipline de design, dans la reconnaissance des formes (Wang ; 1998). Également, nous avons réalisé une analyse des résultats des évaluateurs selon leur discipline et n’avons trouvé aucune variabilité statistiquement significative1.

1

Vu qu’il s’agit des mêmes sujets, nous avons réalisé des test-t de Student pairés (voir l’approche statistique au deuxième chapitre).

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6.1 Résultats de l’évaluation collective Lors de l’évaluation collective du test actif, nous avons suggéré aux évaluateurs (2 designers industriels et un artiste) des catégories pour qu’ils différencient la performance des équipes. Nous présentons les résultats de cette évaluation par catégorie et en observant aussi la performance individuelle de chaque équipe.

6.1.1 Résultats par catégorie Tableau I Classement selon l'évaluation collective a) Projet 1 (escalier) RV 1 (6 %) 1 (6 %) 3 (17 %) 1 (6 %)

TR Catégories 3 (17 %) Bon 1 (6 %) Moyennement bon 1 (6 %) Moyennement faible 6 (36 %) Faible

6 (35 %) 11 (65 %)

17

b) Projet 2 (banc) 2 3 3 3

RV (14 %) (17 %) (17 %) (17 %)

c) Les deux projets

TR Catégories 1 (6 %) Bon 1 (6 %) Moyennement bon 3 (17 %) Moyennement faible 1 (6 %) Faible

11 (65 %) 6 (35 %)

17

RV 3 (9 %) 4 (12 %) 6 (17 %) 4 (12 %) 17

TR Catégories 4 (12 %) Bon 2 (6 %) Moyennement bon 4 (12 %) Moyennement faible 7 (20 %) Faible 17

34

Le traditionnel pour le projet 1, même s’il compte plus de sujets, place la plupart comme faibles (36 %), mais il reste supérieur à la RV, ayant le double de projets (23!%) dans les deux premières catégories. Dans le projet 2, la RV place à son compte 5 projets (31 %) dans les deux meilleures catégories, contre 2 (12 %) pour le traditionnel. Et en observant les deux projets ensemble, même s’il y a un léger avantage de la RV pour les deux premières catégories, il est possible de dire que la performance des deux outils pour l’évaluation collective semble la même dans ce premier aperçu (voir tableau I).

6.1.2 Résultats selon les équipes Ici, nous présentons les résultats donnés selon les équipes d’étudiants. De cette façon, nous observerons l’influence de l’outil graphique sur la performance de chaque équipe.

Avec 17 équipes différentes et en changeant l’outil et le projet, les résultats suivants ont été observés!(voir tableau II). Les cases ombragées indiquent une meilleure performance de l’équipe avec l’outil graphique.

83 Test actif Tableau

II

Résultats de l'évaluation collective selon les équipes d’étudiants Projet 1vers projet 2 ! A2-01 A1-02 A1-03 A1-04 A1-05 A1-06 A2-07 A1-08 A1-09 A2-10 A2-11

Projet 1 vers projet 2" B1-03 B2-04 B1-08 B1-09 B2-10 B2-11

TR RV

Lors du changement du projet (projet 1 «!l’escalier!» au projet 2 «!le banc!»), les équipes ont aussi changé l’outil graphique de travail (RV et traditionnel)!:

Équipes ayant mieux

Équipes ayant diminué leur

Équipes ayant mieux performé avec un outil

performé après

performance après changement

ou l’autre

changement d’outil

d’outil

Traditionnel

Réalité virtuelle!

7 (41 %)

7 (41 %)!

6 (35 %)

8 (47 %) er

5 (29 %)

Vers la RV

4 (24 %)

Vers la RV

4 (24 %)

1 projet

3 (18 %)

1er projet

2 (12 %)

Vers le TR

3 (18 %)

Vers le TR

2 (12 %)

2e projet

5 (29 %)

2e projet

Équipes n’ayant pas modifié leur performance!: 3 (18 %)

Nous observons un léger avantage (47 % sur 35 %) de la RV sur le traditionnel dans le nombre d’équipes qui ont mieux performé avec un outil. Mais, en observant la quantité d’équipes qui ont amélioré ou diminué leur score en changeant de projet, les deux outils obtiennent les mêmes valeurs (41 %).

6.2 Résultats de l’évaluation individuelle 6.2.1 Résultats selon les équipes Comme premier aperçu de l’évaluation individuelle selon les critères de design, nous présentons les résultats donnés par les évaluateurs architectes, les designers industriels et les deux disciplines ensemble selon les équipes d’étudiants. Ces résultats sont tirés des totaux du tableau IV, à voir plus loin. De cette façon, nous observerons l’influence de l’outil graphique sur la performance de chaque équipe, par rapport aux résultats observés antérieurement dans l’évaluation collective.

84 Test actif

Avec 17 équipes différentes pour les architectes et 15 pour les designers industriels, les résultats suivants ont été observés en changeant d’outil et de projet (voir tableau III). Tableau

III

Résultats de l'évaluation individuelle selon les équipes d’étudiants. Projet 1vers projet 2 ! A2-01 A1-02 A1-03 A1-04 A1-05 A1-06 A2-07 A1-08 A1-09 A2-10 A2-11 Architectes

Projet 1 vers projet 2 " B1-03 B2-04 B1-08 B1-09 B2-10 B2-11

TR RV Designers industriels TR RV Architectes et designers industriels

Arch.

TR RV

Équipes ayant mieux

Équipes ayant diminué leur

Équipes ayant mieux performé avec un outil

performé après

performance après

ou l’autre

changement d’outil

changement d’outil

Traditionnel

Réalité virtuelle!

12 (70 %)

5 (30 %)!

7 (41 %)

10 (59 %)

8 (47 %)

Vers la RV

3 (18 %)

Vers la RV

3 (18 %)

1 projet

2 (12 %)

1er projet

4 (23 %)

Vers le TR

2 (12 %)

Vers le TR

4 (23 %)

2e projet

8 (47 %)

2e projet

Arch.+DI

DI

5 (33 %)

10 (67 %)!

er

8 (53 %)

7 (47 %)

3 (20 %)

Vers la RV

6 (40 %)

Vers la RV

6 (40 %)

1 projet

4 (27 %)

1er projet

2 (13 %)

Vers le TR

4 (27 %)

Vers le TR

2 (13 %)

2e projet

3 (20 %)

2e projet

6 (40 %)

9 (60 %)!

er

7 (47 %)

8 (54 %) er

4 (27 %)

Vers la RV

5 (33 %)

Vers la RV

5 (34 %)

1 projet

4 (27 %)

1er projet

2 (13 %)

Vers le TR

4 (27 %)

Vers le TR

2 (13 %)

2e projet

4 (27 %)

2e projet

Les architectes soulèvent un léger avantage (59 % sur 41 %) de la RV sur le traditionnel dans le nombre d’équipes qui ont mieux performé avec un outil. Également, ils montrent une grande quantité d’équipes (70 %) ayant mieux performé après changement d’outil, dont la RV qui obtient le double du traditionnel (47 % sur 23 %).!En ce qui concerne la diminution des performances après le changement, les deux outils montrent pratiquement le même score.

Les designers à leur tour soulèvent par contre moins d’équipes qui ont mieux performé après changement d’outil (33 %). Ils montrent une grande quantité d’équipes (67 %) ayant diminué leur performance après ce changement, dont la RV obtient 40 % sur 27

85 Test actif

% pour le traditionnel.!En ce qui concerne la performance avec un outil ou un autre, les deux outils montrent presque le même score.

L’ensemble des évaluateurs soulève moins d’équipes à mieux performer après changement d’outil (40 %) par rapport au nombre d’équipes (60 %) ayant diminué leur performance après ce changement, de façon similaire pour chaque outil.!Comme pour les évaluateurs designers industriels, l’ensemble des évaluateurs montrent presque un même score pour les deux outils dans la meilleure performance avec un outil ou un autre.

L’ensemble de ce premier aperçu montre des résultats globaux non détaillés, en observant l’évaluation collective et l’évaluation individuelle pour chaque équipe. Maintenant, observons en détail les résultats de l’évaluation individuelle selon les critères de design objectifs, suivi d’une analyse statistique pour illustrer s’il existe des différences significatives entre les deux outils.

6.2.2 Évaluation selon les critères de design objectifs Pour voir les totaux généraux de l’évaluation en pourcentages, voir annexe V, VI,

Arch.+DI

DI

Arch.

VII et IX. Ces données nous apportent l’information générale suivante :

a) Projet 1!(l’escalier)

b) Projet 2 (banc)

c) Les deux projets!

Traditionnel

61,76 %

Traditionnel

62,20 %

Traditionnel

61,98 %

RV

59,67 %

RV

63,40 %

RV

61,54 %

Différence

2,09 %

Différence

1,2 %

Différence

0,44 %

Traditionnel

60,34 %

Traditionnel

53,05 %

Traditionnel

56,69 %

RV

57,77 %

RV

58,49 %

RV

58,13 %

Différence

2,57 %

Différence

5,44 %

Différence

1,44 %

Traditionnel

61,05 %

Traditionnel

57,63 %

Traditionnel

59,34 %

RV

58,72 %

RV

60,95 %

RV

59,84 %

Différence

2,33 %

Différence

3,32 %

Différence

0,50 %

86 Test actif Tableau IV Moyennes du total des critères de design objectifs pour chaque équipe. Architectes

a) Projet 1 (l'escalier) TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106

Total 105 86.5 101.5 86.5 84 99.5

1A207 1A108 1A209 1A210 1A211

99.5 83 90.5 88.5 94.5

Designers

RV 2B103 2B204 2B108 2B109 2B210 2B211

b) Projet 2 (banc) Total 85 90.5 81.5 85 108.5 86.5

TR 1B103 1B204 1B108 1B109 1B210 1B211

Total 88 85.5 98.5 100 100.5 88.5

c) Les deux projets

RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106

Total 85 101.5 82.5 82.5 113.5 84.5

TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106

Total 105 86.5 101.5 86.5 84 99.5

RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106

Total 85 101.5 82.5 82.5 113.5 84.5

2A207 2A108 2A209 2A210 2A211

105.5 92.5 99.5 94 101.5

1A207 1A108 1A209 1A210 1A211

99.5 83 90.5 88.5 94.5

2A207 2A108 2A209 2A210 2A211

105.5 92.5 99.5 94 101.5

1B103 1B204 1B108 1B109 1B210 1B211

88 85.5 98.5 100 100.5 88.5

2B103 2B204 2B108 2B109 2B210 2B211

85 90.5 81.5 85 108.5 86.5

industriels

a) Projet 1 (l'escalier) TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106

Total 104.5 109.5 87 77 76.5 89.5

1A207 1A108 1A209

103 84 94

1A210 1A211

85 85.5

RV 2B103 2B204 2B108 2B109 2B210 2B211

b) Projet 2 (banc) Total 52 88.5 108 65 106.5 98

TR 1B103 1B204 1B108 1B109 1B210 1B211

Total 80.5 56.5 80 108 96 54

c) Les deux projets

RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106

Total 104 78 75.5 56.5 129 44.5

TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106

2A108 2A209 2A210

96.5 99.5 80

RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106

Total 104 78 75.5 56.5 129 44.5

1A108 1A209 1A210

84 2A108 94 2A209 85 2A210

96.5 99.5 80

1B103 1B204

80.5 2B103 56.5 2B204

52 88.5

1B108 1B109 1B210 1B211 Architectes

et

designers

Total 104.75 98 94.25 81.75 80.25 94.5

1A207 1A108 1A209

101.25 83.5 92.25

1A210 1A211

86.75 90

RV 2B103 2B204 2B108 2B109 2B210 2B211

80 108 96 54

2B108 2B109 2B210 2B211

108 65 106.5 98

industriels

a) Projet 1 (l'escalier) TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106

Total 104.5 109.5 87 77 76.5 89.5

b) Projet 2 (banc) Total 68.5 89.5 94.75 75 107.5 92.25

TR 1B103 1B204 1B108 1B109 1B210 1B211

Total 84.25 71 89.25 104 98.25 71.25

c) Les deux projets

RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106

Total 94.5 89.75 79 69.5 121.25 64.5

TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106

2A108 2A209 2A210

94.5 99.5 87

Total 104.75 98 94.25 81.75 80.25 94.5

RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106

Total 94.5 89.75 79 69.5 121.25 64.5

1A108 1A209 1A210

83.5 2A108 92.25 2A209 86.75 2A210

94.5 99.5 87

1B103 1B204

84.25 2B103 71 2B204

68.5 89.5

1B108 1B109 1B210 1B211

89.25 104 98.25 71.25

2B108 2B109 2B210 2B211

94.75 75 107.5 92.25

87 Test actif

Il faut signaler que les noms d’équipes ont été codés en nombres pour l’évaluation indiquant le groupe, le projet et l’outil utilisé. Selon les données totales des critères de design objectifs évalués (voir annexe VIII), le tableau IV montre les totaux des moyennes de l’ensemble des critères pour chaque équipe, pour chaque groupe d’évaluateurs et selon chaque projet. Comme expliqué en détails dans le chapitre précédent (L’approche statistique), nous avons réalisé une série d’analyses statistiques sur ces données pour illustrer les différences significatives qui pourraient exister entre les deux groupes (RV et traditionnel), et les résultats sont les suivants!:

Arch.

Test-t (groupes indépendants)!:

Test-t (pairé)!:

Projet 1!:

T=0,732 ; dl=15 ; p=0,475

Projet 2!:

T=0,267 ; dl=15 ; p=0,793

Les deux projets!: T=0,009 ; dl=16 ; p=0,993

Analyse à plans croisés!:

DI

Test-t (groupes indépendants)!:

Test-t (pairé)!:

F=0,071 ; dl=1;15 ; p=0,794 Projet 1!:

T=0,511 ; dl=15 ; p=0,616

Projet 2!:

T=0,447 ; dl=13 ; p=0,662

Les deux projets!: T=0,004 ; dl=14 ; p=0,997

Analyse à plans croisés!: Arch.+DI

Test-t (groupes indépendants)!:

Test-t (pairé)!: Analyse à plans croisés!:

F=0,020 ; dl=1;13 ; p=0,888 Projet 1!:

T=0,689 ; dl=15 ; p=0,501

Projet 2!:

T=0,301 ; dl=13 ; p=0,768

Les deux projets!: T=0,093 ; dl=14 ; p=0,927 F=0,001 ; dl=1;13 ; p=0,981

Les valeurs-p trouvées pour la série de tests sont toutes supérieures au niveau du test (! = 0.05). La différence entre le groupe traditionnel et le groupe RV n’est donc pas statistiquement significative pour l’ensemble des évaluateurs dans l’ensemble de projets.

6.2.2.1 Évaluation détaillée selon les critères de design objectifs Un test-t de comparaison entre les groupes (traditionnel et RV) est effectué pour chacun des 15 critères, par les deux groupes d’évaluateurs et les deux projets pour un total de 75 différents tests (voir annexe VIII). Seulement le test pour le critère esthétique «!intérêt formel!» du projet 2 pour les évaluateurs architectes donne une valeur-p

88 Test actif

significative au niveau de confiance ! = 0.05 (T=2,673 ; dl=15 ; p=0,017), donnant un avantage au traditionnel sur la RV. Cependant, il se peut que ce cas représente le ! = 5 % de chance que le test donne un résultat significatif quand il n’y a pas réellement de différence significative entre les deux groupes. Cette hypothèse est renforcée par le fait que 74 tests sur 75 donnent un résultat non significatif statistiquement.

6.2.2.2 Influence de l’outil selon la séquence d’utilisation Chaque équipe a réalisé le premier projet en commençant avec un outil (RV ou TR) et, après cette expérience, le deuxième projet avec un autre outil. Donc, nous avons voulu savoir s’il existait une influence quant à l’ordre dans equel les outils avaient été utilisées. Pour cela nous avons réalisé des test-t de Student pour les groupes qui utilisaient

Arc+DI

DI

Arch.

le même outil durant les deux projets.

TR – Projet 1!/ TR – Projet 2!

T=0,229 ; dl=15 ; p=0,822

RV – Projet 1!/ RV – Projet 2!

T=1,018 ; dl=15 ; p=0,325

TR – Projet 1!/ TR – Projet 2!

T=1,466 ; dl=15 ; p=0,163

RV – Projet 1!/ RV – Projet 2!

T=0,115 ; dl=13 ; p=0,910

TR – Projet 1!/ TR – Projet 2!

T=1,008 ; dl=15 ; p=0,329

RV – Projet 1!/ RV – Projet 2!

T=0,109 ; dl=13 ; p=0,915

Les valeurs-p trouvées sont supérieures au niveau du test (! = 0.05). La différence entre les moyennes du groupe traditionnel pour le projet 1 et pour le projet 2 et celles du groupe RV également pour les deux projets n’est pas statistiquement significative. Alors, sur les équipes et pour l’ensemble des évaluateurs, il ne semble pas exister une influence quant à la séquence d’utilisation des outils.

89 Test actif

6.3 Évaluation continue!: cycle de formulation / correction des hypothèses de design Les résultats se présentent de cette façon : la vitesse du cycle a été considérée selon le temps de vie de chaque hypothèse (nombre de minutes par hypothèse) (voir tableau V et annexe X). Tableau V Évaluation du cycle de formulation / correction des hypothèses de design montrant les résulats par équipe (moyenne par équipe du nombre de minutes par hypothèse)

a) Projet 1 (l'escalier)

b) Projet 2 (banc)

c) Les deux projets

TR

Total RV

Total

TR

Total RV

Total

TR

Total RV

Total

1A102 1A103 1A104 1A105 1A106 1A207 1A108

12.5 3.67 7.33 3 3 2 7.75

23 2.67 0.73 3.2 2.1 6.25 3.67

2B103 2B204 2B105 2B108 2B109 2B210 2B211

15 11 2.75 2.1 2.78 2.75 8

1A102 1A103 1A104 1A105 1A106 1A207 1A108

5 4.25 4.6 2 2.38 2.8 3.8

1A102 1A103 1A104 1A105 1A106 1A207 1A108

12.5 3.67 7.33 3 3 2 7.75

1A102 1A103 1A104 1A105 1A106 1A207 1A108

5 4.25 4.6 2 2.38 2.8 3.8

1A209 1A210 1A211

4.05 3.83 6

6.34 1A209 1A210 1A211

3.29 1.8 6.67

1A209 1A210 1A211

4.05 1A209 3.83 1A210 6 1A211

3.29 1.8 6.67

3.66

2B103 2B204

15 2B103 11 2B204

15 11

2B103 2B204 2B105 2B108 2B109 2B210 2B211

5.95

5.31

2B105 2B108 2B109 2B210 2B211

2.75 2.1 2.78 2.75 8

2B105 2B108 2B109 2B210 2B211

5.74

2.75 2.1 2.78 2.75 8 4.76

Selon les moyennes montrées, pour l'escalier, la vitesse est plus lente avec la RV (5,95 min./hyp.) qu'avec le traditionnel (5,31 min./hyp.). Pour le banc, la rapidité avec la RV est supérieure (3,66 min./hyp.) qu’avec le traditionnel (6,34 min./hyp.) selon les totaux généraux. Néanmoins, il existe une légère marge favorable de l’outil RV sur les outils traditionnels (4,76 min./hyp. sur 5,74 min./hyp).

Test-t (groupes indépendants)!:

Test-t (pairé)!:

Projet 1!:

T=0,235 ; dl=15 ; p=0,817

Projet 2!:

T=1,585 ; dl=15 ; p=0,134

Les deux projets!: T=1,908 ; dl=16 ; p=0,074

Les valeurs-p trouvées sont supérieures au niveau du test (! = 0.05). La différence entre la vitesse du groupe traditionnel et celle du groupe RV n’est pas statistiquement significative.

CHAPITRE IV Test passif

91 Test passif

1 Le test passif (1997) Le but de ce test est de soumettre les deux groupes à un test sur la compréhension d’un objet 3D. Pour l’expérience 1997, nous avons choisi un projet de géométrie complexe!: un stade de base-ball d’une capacité de 45 000 personnes. Il était ici possible de produire différentes vues intérieures et de ce fait valider la compréhension de la géométrie 3D par les étudiants. Le projet a été représenté à l’aide des deux médias graphiques (traditionnel et RV). Le stade comporte une série de caractéristiques nécessaires au test!: une certaine complexité tridimensionnelle, beaucoup de détails qui peuvent servir de points de repère pour le test et une échelle qui permet d’obtenir de multiples points de vue (voir Fig. 20).

Fig. 20 Images du stade (test passif 1997).

92 Test passif

Les deux groupes A et B ont travaillé avec les deux médias!: traditionnel et RV (une moitié de chaque groupe). Pour le média RV, un fichier Walkthrough Pro a été fourni. Pour le traditionnel, les dessins (plans, sections et axonométries) du stade sont utilisés, accompagnés du fichier 3D du stade en form•Z (voir Fig. 21). Ce test passif (1997) s’est déroulé la semaine suivant le test actif ; les étudiants étaient donc à l’aise, vu leur entraînement, dans le travail de visualisation avec les deux logiciels (Voir Fig. 22).

Fig. 21 Documents 2D du stade utilisés par le groupe traditionnel.

93 Test passif

Fig. 22 Test passif en continuation du Test actif (1997) montrant la redistribution des deux groupes (A et B).

2 Groupe traditionnel Pour ce groupe, nous avons exposé tous les documents (dessins et fichier informatique) requis pour comprendre la géométrie du stade, de l’extérieur comme de l’intérieur (plans, sections et axonométries). Avec le fichier informatique, les étudiants avaient l’opportunité de se rapprocher, de changer le point de vue (vues orthogonales, axonométries et perspectives) et de réaliser de rendus statiques à l’intérieur comme à l’extérieur. Suite à cela, les étudiants regroupés encore en équipes ont répondu à une série de questions portant sur la compréhension du projet exposé.

2.1 Stratégie Dans le laboratoire, ce groupe a fait le test durant une période d’une heure (30 minutes d’observation et 30 pour répondre au questionnaire).

94 Test passif

2.2 Évaluation Nous avons choisi comme type d’objet tridimensionnel le stade puisqu’il comporte une façon très intéressante d’évaluer la compréhension du projet. Le questionnaire montre seize vues du stade provenant chacune d’un spectateur hypothétique placé à un endroit différent. Les questions exigent de la part des étudiants d’identifier l’emplacement du spectateur qui est à l’origine de chacune des seize vues et d’indiquer la direction de son regard sur deux schémas qui représentent chaque étage du stade (hypothèses 2.1, 2.2, 2.3, 4) (voir Fig. 23 et annexe XI). De cette façon le modèle mental acquis de la géométrie 3D du stade était confronté à un questionnaire, ce qui demandait de la part des étudiants une bonne compréhension de l’information 3D du projet pour y répondre. Les effets de «!décodage!» de l’information des représentations traditionnelles (plans 2D et vues filaires et perspectives statiques) étaient donc comparés à ceux d’une visualisation directe «!sans décodage!» de l’information avec le temps réel de vues 3D de la RV.

Fig. 23 Premières pages du questionnaire «!Placez le spectateur!» montrant 4 vues d’un total de 16 et les diagrammes pour placer la direction et l’endroit du spectateur correspondant.

95 Test passif

En résumé, les hypothèses qui suivent ont été évaluées dans le test passif (1997) de la façon suivante!:

Hypothèses générales ou spécifiques

Évaluation

2) La RV affecte les aspects cognitifs :

Version 1997

2.1) La perception visuelle,

«!Placez le spectateur!»

2.2) l’image mentale / les modèles mentaux

(Fig. 23 et annexe XI)

2.3) la charge mentale de travail 4) Lors de la communication de l’information 3D, la compréhension de l’objet (de géométrie complexe – version 1997) de design est accrue avec la RV.

3 Groupe RV Virtus Walkthrough Pro a été conservé pour la visualisation du test passif. Ici, les participants étaient limités à la RV seulement pour explorer le stade. Ils pouvaient naviguer librement dans la géométrie et changer le point de vue en temps réel en étant toujours dans une vue en perspective.

3.1 Stratégie Le stade a été montré à la deuxième moitié de chaque groupe d’étudiants (A et B), mais en RV uniquement. Chaque équipe, durant 30 minutes, a pu se promener dans le stade, pour ainsi le comprendre et s’en construire un modèle mental. À la fin, le même questionnaire que pour le groupe traditionnel a été présenté. Lors de la période de questionnement, aucun groupe n’a eu accès au stade RV (ou aux plans et au fichier form•Z dans le cas du traditionnel).

3.2 Évaluation L’évaluation reste la même que pour celle du groupe traditionnel.

96 Test passif

4 Résultats du test passif (1997) Ici, nous exposons les résultats (en pourcentages) des équipes. Les réponses du questionnaire ont été évaluées par équipe d’étudiants avec une notation de 0 à 2, selon la précision de la direction et de l’étage du spectateur hypothétique. Les résultats des étudiants provenant des autres disciplines que le design industriel ont été conservés à part. Toutefois, leurs résultats apparaissent en gris (voir Fig. 24 et annexe XII). Nous pouvons constater une différence marquante au niveau de la compréhension et de la communication de l’information, due à l’usage de la RV. Toujours à l’aide du même questionnaire, les résultats tendent à démontrer que les étudiants ont mieux réussi avec la RV qu’avec le traditionnel (79.06 % comparativement à 48.44 %) pour une différence de 30.62 %, des résultats très déterminants en comparaison à ceux obtenus lors du test actif (voir Fig. 24).

Fig. 24 Résultats totaux des tests en pourcentages.

97 Test passif

Selon les résponses au questionnaire par équipe et outil, le tableau VI montre les totaux des moyennes de l’ensemble de seize questions pour chaque équipe : Tableau VI Test passif (1997) (toutes les équipes) # Équipe Questions (Placez le spectateur) RV

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

A102 A103 A104 A105 A106 A108 B103 B105 B108 B109

2 0 2 2 2 1 2 2 2 2

2 2 2 2 2 2 0 2 2 2

1 2 2 0 2 1 2 2 2 0

2 2 2 1 2 1 2 2 2 2

1 2 2 1 1 1 1 0 2 1

1 2 1 1 2 1 1 2 2 1

2 2 1 2 2 2 2 2 2 2

1 2 2 1 1 2 2 2 2 0

2 2 2 2 2 1 2 2 2 2

1 1 2 1 2 1 0 2 2 2

2 2 2 2 2 2 1 2 2 1

2 2 1 1 2 2 2 2 2 2

2 2 2 2 2 0 0 2 2 2

2 0 2 1 2 0 1 0 2 2

1 1 2 1 1 1 2 1 2 1

16 Total 2 2 1 2 2 1 0 2 2 2

26 26 28 22 29 19 20 27 32 24

1 1 1 2 1 1 0 1 2

0 2 0 0 2 2 0 0 1

0 2 1 0 1 2 0 0 2

2 2 0 2 2 2 0 1 0

1 1 2 2 1 1 1 0 0

0 2 2 1 1 2 1 0 0

1 2 1 1 1 2 2 0 0

0 2 2 2 1 2 1 0 1

1 0 2 2 1 0 0 0 1

1 1 1 2 0 1 1 0 0

0 2 2 2 1 2 2 2 0

1 1 0 0 2 1 0 1 0

2 2 2 2 2 2 2 0 2

2 2 1 0 1 2 0 1 1

1 1 1 1 2 1 0 0 1

0 0 1 0 1 1 2 0 1

13 23 19 19 20 24 12 6 12

TR A201 A207 A209 A210 A211 B202 B204 B210 B211

Test-t (groupes indépendants)!:

T=3,804 ; dl=17 ; p=0,001

La valeur-p trouvée est inférieure au niveau du test (! = 0.05). On rejette donc l’hypothèse de départ. En contraste avec les résultats des analyses du test actif, la différence entre la moyenne du groupe traditionnel et celle du groupe RV est statistiquement significative pour le test passif 1997.

Selon l’analyse statistique, les étudiants qui utilisaient la RV semblent mieux comprendre la géométrie complexe du stade en plaçant les spectateurs que ceux qui utilisaient le traditionnel, et cela d’une façon significative.

98 Test passif

5 Le test passif (1999) Le but de ce test était aussi de soumettre les deux groupes d’étudiants à un examen sur la compréhension d’un objet 3D. Pour l’expérience version 1999 du test passif, nous avons choisi un objet de petite taille!: un tire-bouchon « Anna G, d’Alessi!» qui a été modélisé en 3D. Par ce nouveau test passif nous voulions observer la performance des étudiants dans la compréhension de l’information 3D d’un objet de petite taille et de géométrie plus simple, par rapport à la complexité du stade dans la version 1997. De cette façon, l’influence éventuelle de la complexité de la forme dans la communication de l’information pouvait être observée. Grâce à sa taille, le tire-bouchon permettait une visualisation globale de sa forme et ce, en une seule fois. Cependant, la géométrie comportait certains détails intéressants, qui pouvaient servir de points de repère dans la construction de l’image mentale par les étudiants et qui ont été utilisés aussi comme éléments clés pour l’évaluation de la compréhension de l’information 3D (voir Fig. 25).

Fig. 25 Tire-bouchon «!Anna G d’Alessi!», utilisé comme objet 3D pour le test passif 1999.

99 Test passif

Les deux groupes A et B ont travaillé avec les deux médias!: traditionnel et RV (une moitié de chaque groupe). Pour le média RV, un fichier VRML (Cosmo Player) a été fourni. Pour le traditionnel, un fichier form•Z, mais cette fois sans les dessins (plans, sections et axonométries) comme pour le stade dans la version 1997. Les documents physiques (plans, sections et axonométries) ne sont pas utilisés dans ce test vu la simplicité et la taille de l’objet. Également, nous voulions comparer la communication avec le média graphique traditionnel de la C.A.O. avec celui de la RV. En d’autres mots, comparer les vues filaires, les vues orthogonales et avec un temps d’attente pour les rendus et les perspectives du média traditionnel avec les vues perspectives avec polygones colorés manipulables en temps réel, le tout avec un contrôle intuitif de la visualisation. De plus, l’exercice compare l’usage de deux logiciels différents dont la façon de visualiser l’objet est fondamentalement différente. Il est important de souligner que pour l’outil traditionnel, le logiciel form•Z avait évolué et incorporé dans la version 3 des options de visualisation en temps réel. Toutefois, comme outil traditionnel nous avons défendu aux étudiants l’utilisation des ces options (OpenGL et QuickDraw3D).

Pour réaliser ce test les étudiants avaient eu une période d’entraînement aux deux techniques de visualisation (traditionnel et de RV) à travers un enseignement théorique et une série de travaux pratiques (Voir Fig. 26).

Fig. 26 Diagramme du test passif 1999.

100 Test passif

6 Groupe traditionnel Pour ce groupe, nous avons présenté le tire-bouchon via le fichier form•Z pour comprendre sa géométrie. Suite à cela, chaque participant a répondu à une série de questions portant sur la compréhension du projet exposé.

6.1 Stratégie Dans le laboratoire, ce groupe a passé le test durant une période d’une heure (30 minutes d’observation et 30 pour répondre au questionnaire).

6.2 Évaluation Pour cette version du test passif, nous avons développé un examen de dix-neuf questions (Trouvez le bon détail). Dans chacune, nous avons présenté trois vues légèrement différentes d’un détail de l’objet dont une était conforme au modèle visualisé et les deux autres étaient fausses (Voir Fig. 27). À la fin nous avons également demandé aux étudiants s’ils connaissaient déjà le tire-bouchon Anna G, d’Alessi. Les questions ont été montrées une après l’autre pour éviter d’associer les réponses d’une question avec les antérieures.

Les questions demandent de la part des étudiants d’identifier la bonne réponse selon l’objet qui avait été communiqué précédemment via le média graphique traditionnel et RV (hypothèses 2.1, 2.2, 2.3, 4). Pour réaliser ce test, nous avons projeté devant la classe chaque question et nous avons demandé aux étudiants de remplir un questionnairepapier de sélection multiple (réponses!: a, b, ou c) (Voir Fig. 27).

101 Test passif

Fig. 27 Questions (1-19) du test passif 1999. Il faut choisir une bonne réponse parmi 3 choix. Seulement une image (des 3) n’a pas été modifiée.

102 Test passif

De cette façon, le modèle mental acquis de la géométrie 3D du tire-bouchon était confronté à un questionnaire, ce qui exigeait des étudiants la bonne compréhension de l’information 3D du projet pour y répondre. Les effets de «!décodage!» de l’information des représentations traditionnelles étaient donc comparés à ceux d’une visualisation directe «!sans décodage!» de l’information avec la RV. Il faut souligner que dans cette version du test passif le questionnaire était individuel pour chaque membre de l’équipe. Nous voulions ainsi chercher plus de réponses par rapport au test passif 1997 où les réponses étaient par équipe.

En résumé, les hypothèses qui suivent ont été évaluées dans le test passif (1999) de la façon suivante!:

Hypothèses générales ou spécifiques 2) La RV affecte les aspects cognitifs : 2.1) La perception visuelle, 2.2) l’image mentale / les modèles mentaux

Évaluation Version 1999 «!Trouvez le bon détail!» (Fig. 27)

2.3) la charge mentale de travail 4) Lors de la communication de l’information 3D, la compréhension de l’objet (de géométrie simple – version 1999) de design est accrue avec la RV.

7 Groupe RV Le «!plug-in!» VRML Cosmo Player à l’intérieur du fureteur Netscape Communicator a été utilisé pour visualiser en RV. Ici, les participants étaient limités à l’utilisation de la RV pour visualiser l’objet.

7.1 Stratégie Le tire-bouchon a été présenté à la deuxième moitié de chaque groupe d’étudiants mais en RV uniquement. Chaque équipe, durant 30 minutes, a pu se promener autour de l’objet et de le faire pivoter, pour ainsi le comprendre et s’en construire un modèle mental. À la fin, le même questionnaire que pour le groupe traditionnel a été présenté. Lors de la

103 Test passif

période de réponse, aucun groupe n’a eu accès au tire-bouchon (au fichier form•Z dans le cas du traditionnel).

7.2 Évaluation L’évaluation reste pareille à celle du groupe traditionnel.

8 Résultats du test passif (1999) Ici, nous exposons les résultats des équipes, en conservant à part les résultats des étudiants provenant des autres disciplines (7) que celle de design industriel (58). 40 étudiants sur 65 avaient indiqué qu’ils connaissaient déjà le tire-bouchon, soit l’ayant vu dans un livre, une revue, une boutique ou chez un ami. Or, cet aspect ne semble pas avoir affecté les résultats statistiquement. Selon les réponses au questionnaire par chaque étudiant, le tableau VII montre les totaux de l’ensemble des questions : Tableau

VII

Test passif (1999) (tous les membres des équipes) (Trouvez le bon détail) TR RV B1 B1

16 13

B2 B2

16 15

B3 B3 B7 B7 B9 B9 B11 B11 B13 B13 B14

15 B4 14 B4 14 B5 12 B5 16 Jour 1 B8 19 B8 18 B10 18 B10 14 B15 17 B16 16 B16

17 15 15 15 16 17 14 14 16 14 14

B14

14

A3

15

B17 B17

16 16

A3 A5

14 12

A1 A1 A2 A2 A4 A4 A8 A8 A12 A12 A14 A14

15 A5 16 A6 14 A6 13 A7 12 Jour 2 A7 13 A9 11 A9 14 A10 14 A10 11 A11 16 A11 17 A15

11 13 13 9 12 14 13 17 12 15 15 9

A16 A16

11 15

104 Test passif

Test-t (groupes indépendants) :

T=1,546 ; dl=56 ; p=0,128

La valeur-p trouvée est supérieure au niveau du test (! = 0.05). On ne rejette donc pas l’hypothèse de départ. Cette fois-ci comparativement au test passif 1997, la différence entre la moyenne du groupe traditionnel et celle du groupe RV n’est pas statistiquement significative pour le test passif 1999.

Selon l’analyse statistique, les étudiants utilisant la RV ne semblent pas mieux comprendre la géométrie simple du tire-bouchon que ceux qui utilisaient le traditionnel, d’une façon significative.

CHAPITRE V Discussion générale

106 Discussion générale

1 RV non-immersive et l’idéation Pour récapituler brièvement, le test actif avait pour but de mesurer la différence des médias graphiques de visualisation (RV et traditionnel) à l’intérieur du processus de design, c’est-à-dire, dans l’idéation d’un projet donné. Cela à été observé par des résultats de la performance de chaque équipe d’étudiants utilisant les deux médias et par une évaluation à travers des critères objectifs de design. Nous avons recueilli un ensemble de données, en trois temps!: lors d’évaluation collective par un jury selon quatre catégories ; avec une évaluation individuelle par des évaluateurs experts (designers industriels et architectes) selon des critères de design!; et à travers une évaluation continue pour mesurer la vitesse du cycle de formulation / correction des hypothèses de design.

Nous avons montré les résultats ordonnés selon le niveau de détail de l’évaluation. Pour débuter, un premier aperçu moins détaillé d’un jury unique (évaluation collective) limité par un classement en 4 catégories. Ensuite, nous montrons un deuxième niveau avec une évaluation de 4 experts, regroupés en deux disciplines (évaluation individuelle), montrant la performance par équipe du total des critères évalués. Finalement un dernier niveau, cette fois plus détaillé, qui est réalisé selon des critères de design, exécuté par les experts individuellement et analysé statistiquement par la suite.

1.1 Évaluation collective (par catégories et par équipes) Selon l’ensemble des données, nous pouvons souligner une supériorité du traditionnel sur la RV lors du premier projet (l’escalier), car le traditionnel a le double de projets que la RV dans les deux premières catégories. Par contre, même s’il compte pour ce projet plus de sujets que la RV, le traditionnel en classe 50 % comme faibles. Dans le deuxième projet (le banc), la RV place à son tour le double de projets que le traditionnel dans les meilleures catégories.

Vu que l’observation commune des deux projets ne révèle aucune différence marquée, l’influence de l’outil pour ce groupe collectif d’évaluateurs ne peut pas être établie. Le seul aspect à retenir c’est ce classement pour le projet 1 de plus de 50 % des

107 Discussion générale

équipes traditionnelles parmi les faibles. La plupart de ces projets d’escaliers ne comptaient pas de rampes, et il semble que cela aurait pu constituer une justification consensuelle de la part des évaluateurs pour un tel classement.

En observant les résultats selon les équipes, la RV montre en général un léger avantage sur le traditionnel dans la performance de l’outil. On observe aussi la même quantité d’équipes augmenter et diminuer leur performance en changeant de projet. Dans ces résultats, il est impossible d’observer une expérience acquise par les étudiants lors du premier projet sur la réalisation du deuxième.

1.2 Évaluation individuelle (selon les équipes) Après une analyse de la performance de chaque équipe lors du changement du projet et de l’outil de visualisation (RV et traditionnel), nous avons observé les aspects suivants!: -

Les architectes soulèvent un léger avantage de la RV sur le traditionnel par outil. Ils montrent aussi une grande quantité d’équipes ayant mieux performé après changement d’outil, dont la RV obtient le double du traditionnel.!

-

Les designers par contre soulèvent un léger avantage du traditionnel sur la RV par outil. À la différence des architectes, ils montrent une grande quantité d’équipes ayant diminué leur performance après changement, où la RV a presque le double que le traditionnel.!

-

Comme pour les designers industriels, l’ensemble des évaluateurs montre un léger avantage du traditionnel sur la RV par outil. Il soulève aussi un plus grand nombre d’équipes ayant diminué leur performance après changement d’outil que les équipes ayant mieux performé après ce changement.

Il est important de signaler que le changement de la performance de chacune des équipes survient également lors du premier ou du deuxième projet. Comme pour l’évaluation collective, ceci laisse de côté la possibilité qu’un impact éventuel existe entre

108 Discussion générale

l’expérience acquise par les étudiants dans la réalisation du premier projet et la performance lors du deuxième.

1.3 Évaluation individuelle (selon les critères) Selon la série de tests statistiques exécutés sur les moyennes totales tirées de l’ensemble de critères objectifs de design, il ne semble pas exister une influence de l’outil RV sur le traditionnel dans le travail d’idéation. La différence entre le groupe traditionnel et le groupe RV n’est donc pas statistiquement significative pour l’ensemble des évaluateurs dans l’ensemble des projets.

En relation avec les résultats antérieurs plus globaux et moins détaillés (évaluation collective et individuelle selon les équipes), ces évaluations et analyses statistiques plus complètes nous indiquent plus clairement, qu’une différence significative entre les deux outils dans l’idéation n’est pas observée.

1.4 Évaluation individuelle détaillée (selon les critères) Parmi tous les résultats de l’évaluation individuelle à travers les critères objectifs, nous n’avons détecté aucune influence du média de la RV par rapport au traditionnel sur la performance des équipes, sauf pour l’intérêt formel selon les évaluateurs architectes et ce, seulement pour le projet 2. Après 75 tests statistiques et selon l’intervalle de confiance de 5 %, ces résultats nous amènent à dire qu’il n’existe pas une influence significative générale de la RV par rapport aux médias traditionnels, et ce, sur chaque critère, selon les résultats des deux projets réalisés.

1.5 Évaluation individuelle (selon la séquence d’utilisation) Nous avons davantage recherché l’impact de la séquence d’utilisation des outils, dans le cas où l’usage d’un outil en particulier en prédisposerait l’usage d’un autre. Sur les

109 Discussion générale

équipes et pour l’ensemble des évaluateurs, il ne semble pas exister une influence de la séquence d’utilisation.

1.6 Évaluation continue!(hypothèses de design) Pour le projet 1, le traditionnel montre un léger avantage sur la RV, comparativement au projet 2, où la RV est presque deux fois plus vite que le traditionnel. Vu les deux projets ensemble, il existe une légère marge favorable de l’outil RV sur les outils traditionnels, sans pour autant montrer de différences significatives statistiquement.

Quelque soit le choix de projets, malgré les avantages déjà énoncés de la RV dans la visualisation, nous attribuons le fait qu’elle ne surpasse pas le traditionnel de façon significative au travail de recherche, de vérification et de correction des hypothèses de design qui se fait plus rapidement et plus intuitivement avec le dessin qu’avec la RV. Bien que la RV donne un meilleur «!feed-back!» graphique et que l’information soit de meilleure qualité, elle demande plus de précision et de manipulations des commandes pour la modélisation. Nous pouvons nous appuyer sur les avantages du dessin par rapport à l’ordinateur grâce aux caractéristiques des esquisses!: l’abstraction, l’ambiguïté et l’imprécision.

1.7 Discussion générale!: RV et idéation L’ensemble des évaluations, quoiqu’elles aient cherché une différentiation accentuée, en plus de diminuer l’effet éventuel des disciplines des évaluateurs, ne semblent montrer aucune influence marquante de la RV par rapport au traditionnel pour la visualisation dans l’idéation. Elles mettent en relief d’autres aspects comme une corrélation des résultats généraux des deux types d’évaluation en plus d’illustrer, en quelque sorte, les différences entre les deux disciplines dans l’évaluation de projets.

Au premier chapitre, nous avons soulevé les avantages de chacun des outils de visualisation. Avec les résultats obtenus, selon l’échantillonnage et selon les projets réalisés, aucun outil ne s’est démarqué de l’autre dans le travail d’idéation. Comme

110 Discussion générale

évoquée en partie dans la discussion des hypothèses de design, la RV ne surpasse pas le traditionnel de façon significative, entre autres, grâce aux avantages du dessin d’esquisses.

2 RV non-immersive et la communication Le test passif avait comme objectif d’analyser l’influence de l’outil de visualisation (traditionnel et RV) dans la communication et la compréhension de l’information 3D. Le stade et le tire-bouchon ont été utilisés comme géométries 3D à comprendre, car ils possédaient différents degrés de complexité. Des questionnaires soumis aux étudiants ont été utilisés pour évaluer la construction et la compréhension de ces géométries. Pour le stade, les étudiants devaient identifier l’emplacement hypothétique de spectateurs et pour le tire-bouchon, trouver le bon détail selon une série d’images modifiées.

2.1 Résultats du test passif Le RV a montré une supériorité significative (p = 0.001) par rapport au traditionnel pour la compréhension et la communication de l’information 3D du stade, comme espace et géométrie 3D complexes.

Les causes de cette supériorité, comme nous l’avons vu dans le premier chapitre, sont premièrement, les difficultés des outils traditionnels à bien communiquer le 3D, deuxièmement, la qualité de la représentation en RV, et troisièmement, le fait qu’elle soit en 3D, en temps réel et ne nécessite pas de codage et de décodage de l’information 3D apportée par les plans. Les aspects cognitifs expliquent de leur côté la supériorité due aux caractéristiques du média graphique de visualisation de RV.

Cependant pour le test passif avec le tire-bouchon, il ne semble pas exister d’influence de la RV sur le traditionnel comme outil de visualisation dans la communication. Nous soupçonnons que cela est dû à la complexité de l’objet visualisé. Le tire-bouchon comportait une géométrie plus simple que le stade et il était observable d’une seule vue, comparativement au stade qui exigeait une construction progressive de l’image

111 Discussion générale

mentale. Ceci demeure en lien avec les recherches sur l’habileté spatiale (Henry ; 1992 ; Satalich ; 1995) ainsi qu’avec le rôle de la communication de l’information 3D avec le codage et le décodage de l’information des plans.

CHAPITRE VI Conclusions

113 Conclusions

1 Rappel des hypothèses Dans la discussion des résultats, nous avons examiné les données de chaque test et nous avons identifié des éléments qui répondent aux hypothèses proposées dans le deuxième chapitre. Maintenant, nous vérifirons chaque hypothèse selon les résultats obtenus.

1.1 Hypothèses spécifiques 1) Une meilleure fréquence et une meilleure qualité de la ré-alimentation (feedback), dues à l’utilisation de la RV, augmenteront la vitesse du cycle formulation / correction d’hypothèses de design, à l’intérieur du processus de prise de décisions (Vélez ; 1993, 1999).

Lors de l’évaluation continue du test actif, nous avons mesuré la vitesse du cycle de formulation / correction des hypothèses de design. Les résultats ne confirment pas cette hypothèse puisque les équipes ont travaillé légèrement plus rapidement avec l’outil RV qu’avec les traditionnels dans ce cycle, sans toutefois se différencier de manière significative. Comme signalé dans la discussion générale, les outils traditionnels, en particulier le dessin d’esquisses, semblent plus intuitifs et conviviaux que l’ordinateur dans la proposition des hypothèses du modèle 3D. Le crayon et le papier restent encore plus rapides et plus faciles à utiliser. Reste cependant que les autres caractéristiques, ainsi que la fréquence du cycle, n’ont pas été évaluées, laissant ouverte la question de l’efficacité des outils traditionnels sur la qualité de ce cycle malgré sa vitesse.

2) La RV comme outil de visualisation affecte les aspects cognitifs suivants du concepteur :

2.1) la perception visuelle : selon les travaux de Wickens (Wickens ; 1987), par la qualité et la redondance des stimulus donnés à travers la RV, les attentes (vues comme des hypothèses de design) peuvent être contrôlées, ce qui, comparativement au dessin, affecte la recherche de l’objet par simulation graphique telle qu’exposée par Lebahar.

114 Conclusions

Cette hypothèse-ci est reliée aux deux tests (actif et passif). Pour l’idéation (actif), la RV n’a pas montré une influence significative dans l’ensemble des résultats par rapport au traditionnel. Elle ne s’est déclarée dominante dans aucun critère. Alors, nous pouvons dire que nous ne détectons aucune influence significative grâce à la qualité et à la redondance des stimulus donnés par la RV, par rapport aux moyens traditionnels. Tenant compte de l’explication donnée pour l’hypothèse antérieure, le dessin traditionnel, par ses caractéristiques, semble similaire à la RV dans la recherche de l’objet par simulation graphique.

Dans le cas du test de la communication de l’information (passif), cette hypothèse est en partie confirmée pour des espaces ou des géométries complexes, tenant compte des attentes de la perception visuelle améliorée par la RV. Étant donné les stimulus de meilleure qualité, la perception visuelle dans la communication de l’information du projet est accrue, ce qui entraîne la formation d’une meilleure image mentale du modèle 3D. Cependant, par rapport au traditionnel, la RV ne semble pas améliorer cette image mentale de l’utilisateur pour des objets de moindre complexité géométrique.

2.2) l’image mentale / les modèles mentaux : suite aux travaux de Sperandio (Sperandio ; 1984), la RV par ses caractéristiques peut améliorer l’élaboration, la structure des images et des modèles mentaux traitant l’objet de design.

Les résultats du test passif concernant la communication et la compréhension de l’information montrent clairement une supériorité significative de la RV sur les outils traditionnels de visualisation lorsqu’il s’agit d’espaces ou d’objets complexes. Considérant les stimulus de meilleure qualité, comme signalé plus haut, (en 3D, en temps réel, etc.), les images et modèles mentaux sont mieux formés. Lors du test passif 1997, la structure de ces modèles et leurs élaborations ont été évaluées, en forçant les participants à se positionner à la place du spectateur hypothétique, tenant compte du stade comme géométrie 3D relativement complexe. Quand l’équipe devait chercher la réponse!- à quel étage, dans quelle partie du stade et dans quelle direction le spectateur regardait - un consensus devait être atteint par les membres de l’équipe, ce qui obligeaient les étudiants de l’équipe à valider les attentes de la perception visuelle et à les comparer avec les

115 Conclusions

modèles mentaux. Les problèmes remarqués au chapitre I et relatifs à la visualisation avec les outils traditionnels en sont la cause. Néanmoins, comme soulevé par le test passif 1999, il n’existe pas de différence marquée entre la RV et le traditionnel pour la communication de l’information des objets simples avec des géométries moins complexes, comme dans le cas du tire-bouchon. Ici, nous soupçonnons une incidence mineure de l’abstraction dans le décodage d’information et une charge mentale moins élevée étant l’objet plus facile à comprendre formellement.

2.3) la charge mentale de travail : par ses caractéristiques, la RV peut minimiser l’abstraction spatiale à laquelle est soumis le concepteur à cause d’une réduction du codage et du décodage de l’information. Selon les travaux de Sperandio (Sperandio ; 1980), la charge mentale de travail dans le design conceptuel et dans la communication de l’objet de design est diminuée, comparativement au média traditionnel.

Cette hypothèse englobe le test passif. Lors du test passif 1997, cette charge mentale a possiblement été une des raisons des difficultés éprouvées par les équipes limitées aux outils traditionnels de visualisation pour bien comprendre la géométrie du stade et pour bien placer les spectateurs. En naviguant à travers le stade en RV non immersive, les autres équipes ont obtenu des résultats nettement supérieurs. La charge mentale investie pour coder et décoder l’information apportée par les plans 2D et par une représentation 3D statique pour le groupe traditionnel a contribué à cette différence. Par contre dans la version 1999 de ce test passif, les résultats apportent d’autres arguments. Tenant compte, l’objet de géométrie plus simple et facile à comprendre par le média traditionnel à travers ses vues filaires et les perspectives statiques, cette charge mentale a été moins compromise, donnant ainsi aucun avantage à la RV.

2.4) les erreurs : selon les travaux de Norman (Norman ; 1981), puisque la visualisation avec la RV est un moyen efficace de rétroaction (vérification) de l’information 3D de l’objet de design, elle peut améliorer la gestion et amoindrir la quantité d’erreurs à l’intérieur du projet.

116 Conclusions

Pour la communication de l’information, les erreurs dans l’acquisition de l’information sont mieux gérées par la RV qu’avec le traditionnel lorsqu’il s’agit de géométries complexes. Nonobstant, le traditionnel demeure aussi efficace que la RV pour la compréhension des objets de géométrie simple.

1.2 Hypothèses générales 3) Par rapport au média traditionnel, la RV a une influence sur la recherche de l’objet par la simulation graphique.

Cette hypothèse générale n’a pas été confirmée. Dans la recherche de l’objet par simulation graphique, et plus spécifiquement dans la fréquence du cycle de formulation / correction des hypothèses (processus de prise de décisions), l’outil RV semble démontrer une performance légèrement meilleure que les outils traditionnels, sans pour autant être significative. Les outils traditionnels et particulièrement les dessins, montrent donc une influence semblable dans la simulation graphique. Et selon les résultats des projets du test actif, une influence de la RV dans la recherche de l’objet pas la simulation graphique n’a pas été observée. Toutefois, en observant l’influence marquée de la RV dans la communication de l’information d’espaces et de géométries complexes, cela laisse croire que cette recherche de l’objet pourrait être affectée par la RV lors des projets qui exigent une plus grande complexité géométrique.

Tenant compte du processus de design et du modèle de Markus et Maver (Markus ; 1969) (voir Fig. 3), il existe une boucle de retour dans les séquences de décision entre l’évaluation et la synthèse permettant au designer de passer à une autre idée. De cette façon, la communication améliorée par la RV pourrait avoir une influence indirecte dans le processus.

4) Lors de la communication de l’information 3D, la compréhension de l’objet de design est accrue avec la RV.

117 Conclusions

Cette hypothèse a été validée avec le test passif, donnant une avance significative à la RV sur le traditionnel pour la compréhension de l’information 3D d’espaces ou de géométries complexes.

5) La RV a une influence sur le résultat du processus de design.

Tenant compte des totaux des résultats du test actif (idéation), il ne semble pas y avoir une influence significative de la RV sur le résultat global pour les projets réalisés. Il faut signaler que la RV a montré une influence similaire que celle du traditionnel dans la performance des équipes observées individuellement, donnant des résultats comparables dans les deux évaluations!: individuelle et collective.

2 Conclusions générales L’interface

Au tout début de ce document, nous avons introduit la problématique du traitement et de la communication de l’information en design. Les informaticiens ont vu dans la RV la panacée au problème de traitement et de communication de l’information considérant le 3D comme média graphique intuitif pour l’être humain. Les designers eux aussi ont jugé l’interface de la RV intéressante pour travailler avec l’objet architectural ou industriel.

Avant la RV, les designers ont utilisé les maquettes pour communiquer mais y ont détecté des lacunes importantes, surtout celles liées à la question de l’échelle. Ils ont aussi exploité le dessin sur papier pour traiter l’information du projet. Les informaticiens, de leur côté, ont proposé la maquette virtuelle pour représenter et!faciliter la compréhension et la communication de l’information dans la RV immersive et ont aussi proposé le dessin en 3D dans l’immersion pour remplacer les dessins 2D des designers. Voici un cheminement intéressant à observer et qui entraîne aussi une réflexion importante.

118 Conclusions

Le consensus

Le test passif a aussi abordé le problème du consensus des images mentales parmi les membres formant l’équipe de travail. La visualisation facilite ce consensus. Selon le test passif, la visualisation avec l’outil traditionnel paraît moins bien communiquer aux trois membres de chaque équipe les informations 3D complexes dans cette visualisation. Nous croyons que ceci occasionne des difficultés dans l’atteinte d’un consensus par les membres de l’équipe (Fig. 28). Toutefois, nous n’avons pas évalué l’image mentale de chaque membre de l’équipe pour valider ce fait.

Fig. 28 Communication à l’intérieur d’une équipe de travail.

L’abstraction et l’ambiguïté de l’esquisse peuvent provoquer de multiples interprétations. Celles-ci peuvent avoir un impact sur le processus de design par rapport au consensus qui doit fréquemment être établi au sein d’un groupe de travail.

La place de la RV dans le processus de design

La RV peut être très utile essentiellement dans l’étape de la recherche de l’objet par la simulation graphique que propose Lebahar tenant compte des résultats du test passif et de l’influence de la RV sur la communication des informations 3D complexes. Bien sûr, la RV se présente ici comme complémentaire au dessin comme outil de simulation et de visualisation. Cette étape de Lebahar comporte les autres parties du processus de conception, de vérification et de raffinement (voir Fig. 29).

119 Conclusions

Fig. 29 Place de la RV dans le processus de design.

Dans l’étape de production du concept, la RV est moyennement utile, à cause du travail avec d’autres moyens de représentation difficiles à remplacer, comme les plans 2D et les esquisses pour leur vitesse et leur facilité. La RV comme moyen de représentation prend plus d'intérêt principalement lors de la vérification et du raffinement des idées ainsi que dans la communication du projet. Vu les résultats obtenus avec la RV, elle peut être employée principalement pour la visualisation dans la vérification des idées et devenir un outil régulateur du processus de communication. Il faut voir la vérification et le raffinement en quelque sorte comme une boucle, celle entre l’évaluation et la synthèse

120 Conclusions

soulevée par Markus et Maver. Il faudrait voir ce tableau (Fig. 29) comme une évolution de l’analyse théorique de De Vries et Achten (De Vries, et al. ; 1998) de l’influence de la RV par rapport à la C.A.O. sur le processus de design, mentionnée dans le premier chapitre. La RV non-immersive dans le contexte actuel des nouvelles technologies

Actuellement, nous assistons à une effervescence dans les avancements technologiques et informatiques. De grandes capacités de traitement auparavant très coûteuses et non commercialisées sont maintenant disponibles pour les designers comme outils informatiques à incorporer aux outils traditionnels déjà existants. Or, pour l’usager, la RV comme expérience de sensation de présence à l’intérieur d’un environnement 3D reste inchangée. Elle est maintenant plus rapide dans l’affichage et l’image graphique est plus réaliste grâce à l’incorporation des algorithmes spécialisés pour le rendu de l’éclairage et de l’ombrage (Global illumination, «!Radiosity!»), le tout en temps réel. Des manipulations et des actions directes plus rapides, avec détection de collisions, sont maintenant disponibles. De sa part, la RV immersive pour bien que légèrement plus abordable qu’auparavant reste toutefois encore distante des designers praticiens à cause de la complexité et du coût du matériel.

À travers cette étude exploratoire, nous en connaissons maintenant plus sur l’influence de la RV non immersive comme outil de visualisation dans le processus de design. Cependant, d’autres recherches sont nécessaires pour mieux définir cette influence et ainsi vraiment bien profiter de ses avantages. La RV semble nécessaire pour la communication de l’information 3D complexe dans le processus. Dans l’idéation, elle semble afficher une performance égale ou similaire au traditionnel pour l’échantillonnage utilisé et les projets réalisés. Grâce aux avantages des outils traditionnels comme le dessin, le traditionnel reste efficace pour l’idéation.

Donc, à la lumière de ces informations, la RV non immersive peut maintenant être mieux incorporée à des nouveaux logiciels de modélisation 3D. Par contre cette recherche tient lieu de mise en garde, surtout dans les avancements actuels et les tendances dans le développement technologique, où seulement la performance technique semble une

121 Conclusions

priorité. Le designer n’a pas besoin de la RV pour certaines tâches dans le processus de design par rapport aux outils traditionnels qui eux, par contre, doivent être observés à leur juste valeur. Par ailleurs, la RV est perçue comme légèrement avantageuse pour d’autres tâches dans le processus, dont la communication lorsque le projet est de géométrie complexe. Cela permet une approche plus équitable au développement technologique en tenant compte des avantages des outils actuels, sans viser seulement la puissance et la performance technique.

3 Considérations et applications de la RV Comme mentionné au début de ce travail, nous avons étudié, à travers une recherche exploratoire contrôlée, l’influence de la RV comme outil de visualisation dans le processus de design, à travers deux éléments (l’idéation et la communication). D’une part, nous avons réalisé deux projets particuliers avec un échantillonnage donné et nous avons évalué les résultats de deux façons (catégories et critères) avec deux groupes d’experts, (individuellement et collectivement). Selon les résultats obtenus, il ne semble pas exister une influence significative de la RV sur les résultats du processus par rapport au traditionnel. D’autre part, nous avons réalisé deux expériences portant sur la communication, avec deux échantillonnages similaires touchant deux types d’informations 3D (simple et complexe) et évaluées de deux façons. Ces résultats montrent qu’il semble y avoir une influence significative de la RV sur la communication, et ce seulement pour des géométries complexes en comparaison avec le traditionnel.

Cela porte à croire que la réalisation des projets de design traitant des géométries plus complexes (que l’escalier et le banc) pourrait être influencée par la RV. Un tel argument serait à considérer dans d’autres recherches touchant l’idéation. En même temps, l’évaluation adoptée, individuelle avec plusieurs experts et selon des critères de design objectifs, est plus complète, détaillée et objective que le classement par catégories d’un jury sur la base d’un consensus. Nonobstant, nous avons adopté les deux méthodes pour essayer d’obtenir deux types de résultats et ainsi valider notre choix de jurys.

122 Conclusions

En tenant compte des résultats observés dans cette recherche, où la RV ne surpasse pas davantage le traditionnel, les avantages des méthodes traditionnelles pour la visualisation en design sont mis en évidence, surtout le dessin. La facilité, la rapidité et la pratique que le designer possède déjà avec cet outil (le crayon et le papier) ont apporté des résultats similaires malgré les avantages théoriquement offerts par la RV dans la littérature. Les résultats obtenus sur le terrain nous obligent en quelque sorte à ne pas négliger l’incorporation des techniques de visualisation traditionnelles dans des nouvelles approches de visualisation en design dans le futur.

Dans le chapitre suivant nous proposons une nouvelle approche de la RV, en tenant compte de ces résultats et considérations. Une technique originale est décrite qui illustre l’application de cette approche à la création d’un outil qui exploite les avantages à la fois des méthodes traditionnelles et de RV. Découlant des expériences, cette technique n’en fait pas partie, mais son usage à des fins pédagogiques montre des résultats prometteurs (voir annexe XIII). Le chapitre suivant apporte aussi certaines suggestions pour des recherches futures.

CHAPITRE VII Applications de la RV et travaux futurs

124 Applications de la RV et travaux futurs

Il nous paraît opportun de proposer une nouvelle application constituée d’outils inédits et de modification d’outils existants qui serait plus appropriée aux tâches de conception. Nous proposons cet outil, qui tient compte des aspects déjà mentionnés, comme un exemple d’une application tirée des connaissances de cette recherche. Nous mentionnerons par la suite quelques pistes intéressantes de recherches futures qui nous ont été inspirées par ces travaux.

1 Un problème soulevé Comme signalé dans le premier chapitre, la RV non immersive, telle que nous l’avons étudiée, comporte une autre série de problèmes qui affectent le processus de design, surtout lors des premières étapes : le travail obligatoirement précis, la nonambiguïté de la représentation et le manque d’interaction avec la représentation graphique elle-même, à l’aide d’autres moyens familiers comme le crayon. De plus, les exigences de calcul de la RV, même non immersive, limitent les designers dans la modélisation détaillée, ralentissent le temps réel et par le fait même diluent l’expérience de présence (Funkhouser, et al.; 1996). Cela ouvre la porte à un questionnement sur les techniques et les façons actuelles de travailler en informatique et en design. Vu ce contexte et dans le but de bénéficier à la fois des avantages de la RV et de ceux du traditionnel, nous proposons d’appliquer une nouvelle approche au développement d’outils de design qui menent vers des techniques plus efficaces.

Le multimédia étendu

En informatique, le terme multimédia a été proposé pour désigner une fusion de différents médias de communication et de perception de l’information, le tout traité par ordinateur. Habituellement, la fusion se réalise avec le texte, les animations (numériques ou analogues), le son et la voix. En plus, avec les caractéristiques du «!hypermédia!», il est possible de se déplacer dans un univers d’information sans limites géographiques à l’aide des télécommunications et de l’Internet. Tout cela est possible grâce au même outil!: l’ordinateur. Pourtant, d’autres propositions ont été faites visant à sensibiliser les

125 Applications de la RV et travaux futurs

designers à l’usage des outils analogues et numériques à l’intérieur du processus de design (Bermudez, et al. ; 1998).

Nous désignons donc le «!multimédia étendu!» comme étant le fait d’allier l’ordinateur avec d’autres outils et d’autres médias analogues, et permettant le traitement de l’information non seulement par l’ordinateur mais aussi par d’autres outils, ouvrant la porte à l’intégration du numérique et de l’analogue. Tenant compte de ses capacités impressionnantes pour traiter l’information, l’ordinateur est incontournable. Il existe par contre d’autres outils et d’autres médias avec lesquels le designer est aussi expert et compétent, souvent depuis longue date. Le multimédia étendu est orienté vers la récupération des avantages des deux modes d’opération dans de nouvelles techniques qui rompraient ce chemin dans un sens qui mène exclusivement vers le numérique.

2 La RV dessinée Proposée comme exemple d’une application des connaissances apportées dans cette étude, la technique de RV dessinée se présente comme une solution à la RV telle que nous la connaissons adaptée aux étapes conceptuelles du processus de design. Elle est une variante du QTVR Panorama et consiste à générer, à l’aide de l’ordinateur, une base graphique bidimensionnelle avec la déformation de la vue panoramique permettant au designer de dessiner à main levée sur celle-ci. Cette image est ensuite numérisée et visionnée grâce au logiciel de création QTVR Panorama1. Il est alors possible

1 Le QuickTime VR (Virtual Reality) offre une nouvelle manière très rapide de visualisation d’objets et d’espaces d’une façon non immersive. Cette technique comporte à la fois deux types!: QTVR Objet!: après avoir généré une série d’images statiques (photos) autour, au-dessus et en dessous d’un objet donné, un fichier de type film QuickTime (Apple Computer Inc.) est généré. Il s’agit d’un fichier d’animation non linéaire. Les images défilent selon l’interaction de l’usager avec l’objet. Il est donc possible de bouger l’objet en haut ou en bas, à droite ou à gauche, ce qui donne la sensation d’être en présence d’un objet 3D. QTVR Panorama!: elle est constituée d’une image panoramique couvrant jusqu’à 360˚, d’un espace virtuel (fait par ordinateur) ou réel (une image panoramique à partir d’une série de photos réelles prises d’un site donné). Cette grande image se trouve autour du point de vue de l’observateur qui décide de la direction dans laquelle il va l’observer. L’image se déplace devant lui, comme s’il était réellement placé dans cet espace. La vue panoramique déforme la perspective pour l’adapter au point de vue central (un cylindre) autour de l’usager. Ce dernier observe de multiples perspectives correctes (non déformées) une fois le cylindre fermé. Cette technique QTVR permet une visualisation rapide, sans être limitée par la puissance de calcul de la machine puisqu’il s’agit d’images précalculées (même éditées plus tard avec d’autres logiciels comme Photoshop «!Adobe!») et non de géométries 3D dépendantes du calcul de machine pour montrer chaque cadre d’animation. La qualité de l’image est aussi améliorée puisqu’il est possible d’investir beaucoup plus de temps de calcul pour avoir des effets d’ombrage, reflets et textures. Le transfert des expériences virtuelles via Internet avec cette technique, et surtout avec le QTVR Panorama, est très efficace à cause de la petite taille du fichier (une image pour le Panorama et plusieurs images pour l’Objet) et la facilité de l’interface pour un éventuel client novice (bouger l’image ou l’objet en cliquant sur elle).

126 Applications de la RV et travaux futurs

d’expérimenter un nouveau type de RV, combinant la puissance de calcul de l’ordinateur avec les avantages du dessin d’esquisses, la RV dessinée à la main (Dorta ; 1999).

Elle est élaborée d'après les étapes suivantes!:

a) En premier lieu, nous utilisons un logiciel de modélisation 3D qui permet de représenter la scène dans une vue panoramique de 360˚ (par exemple form•Z). Quelques formes de base en 3D sont générées pour servir de référence graphique de l’espace (quelques murs ou le plafond). Ces éléments vont donner la hauteur des murs ou même la silhouette d’une personne. Il est aussi possible d’ajouter certains détails et volumes prédéfinis (arbres, meubles, etc.). La hauteur et la position de l’observateur sont configurées dans la scène et nous pouvons changer la représentation en mode panorama pour réaliser une impression en mode filaire avec la grille des plans de référence du logiciel. Nous pourrions également faire une maille «!mesh!» de l’enveloppe de l’espace ou construire un objet simple englobant cet espace (un cube par exemple), et les polygones de cette maille serviraient de gabarit panoramique. La taille de papier serait telle qu’elle ne dépasse pas la taille maximale du scanner 2D disponible (voir Fig. 30).

Fig. 30 Gabarit panoramique pour la RV dessinée.

b) Une fois ce gabarit imprimé, le designer peut retourner à sa table à dessin pour compléter la perspective panoramique à la main en l’enrichissant avec n’importe quelle technique d’expression 2D (aérographe, marqueurs, pastel, etc.). Il est même possible de couper et coller des personnages ou d’autres éléments 2D de photos ou de revues. Le designer utilise les lignes de référence des formes de base modélisées avec la grille ou

127 Applications de la RV et travaux futurs

maille imprimée, le tout déformé en forme panoramique, pour guider et contrôler les proportions, la fuite et la projection du dessin (voir Fig. 31).

Fig. 31 Esquisse numérisée et construction du QTVR.

c) Après avoir terminé cette étape, l’image est numérisée avec le scanner. Cette perspective panoramique se présente comme un fichier matriciel 2D qui peut être traité avec d’autres logiciels de traitement d’image comme Photoshop (Adobe). Il est possible d’ajouter des effets d’éclairage, des reflets et d’autres éléments sur l’image. On doit ensuite changer le format de l’image à PICT, le seul reconnu par le logiciel QTVR Panorama.

d) Finalement, nous ouvrons le logiciel de création QTVR (Make QTVR Panorama d’Apple, pour Macintosh) et le fichier QTVR est généré en tenant compte des angles, de la proximité du point de vue de l’observateur et de la compression vidéo (si nécessaire) du fichier QTVR (voir Fig. 32).

Fig. 32 Vues de la RV dessinée et du QTVR traditionnel.

128 Applications de la RV et travaux futurs

2.1 Une perspective = de multiples perspectives Ce type de RV a de multiples avantages par rapport au QTVR Panorama traditionnel ou à d’autres outils traditionnels!:

1) La réduction du temps d’élaboration des rendus de la perspective panoramique traditionnelle utilisée dans le QTVR Panorama, puisque l’information est sortie de l’ordinateur pour permettre au designer même de réaliser ce travail. Il évite par ce fait d’avoir recours à l’ordinateur pour générer un type de rendu exigeant une capacité énorme de machine dans le calcul de l’éclairage, des ombres, des textures, des transparences et des réflexions, et économise donc beaucoup de temps de traitement sur de l’équipement souvent très coûteux.

2) La perspective manuelle traditionnelle accuse plusieurs défauts : le temps d’exécution pour obtenir une seule vue de l’objet, son caractère statique et la possibilité d’erreurs dans sa construction produisant des proportions et des effets impossibles. Avec la RV dessinée, le designer élabore une grande perspective qui, une fois traitée par la machine en QTVR, se convertie en de multiples perspectives non statiques. Utilisant l’ordinateur pour générer la fuite sur le gabarit imprimé, le designer est assisté dans la génération d’une perspective sans erreurs ni déformations, grâce au précalcul fait par la machine. Ceci est pertinent, surtout pour le dessin de fuites d’objets non orthogonaux.

3) La RV est enrichie d’une technique d’esquisse tridimensionnelle qui est proche de la perspective traditionnelle en 2D, réalisée avec le crayon sur une feuille de papier.

4) Les problèmes de l’échelle énoncés pour la maquette sont contournés puisque l’expérience de la RV dessinée est à l’échelle de l’usager. Elle peut même être immersive avec des lunettes 3D ou avec une grande projection.

5) Cette technique tient compte de l’avantage du dessin d’esquisses à main levée dans les premières étapes du processus de design. De plus, elle profite de l’expertise et des

129 Applications de la RV et travaux futurs

capacités d’expression graphique personnelles du designer, laissant de côté la représentation habituelle et particulière de l’ordinateur.

2.2 La RV dessinée et la problématique La RV dessinée telle que proposée est plus proche du «!Sketchpad!» de Sutherland que de l’esquisse dans l’immersion. Des idées et des aspects du projet sont représentés par des objets graphiques. Avec la manipulation de ces objets, le designer recherche la solution par la simulation graphique à l’intérieur de cette RV dessinée.

Comme la C.A.O., la RV traditionnelle est plus proche de l’étape de l’établissement du modèle de construction dans le processus de design de Lebahar, que le dessin d’esquisses, compte tenu de la précision et de la non-ambiguïté de sa représentation.

Les résultats du test actif soulignent en partie la justesse du traditionnel à travers l’esquisse. Par rapport au dessin, la RV traditionnelle peut, par la complexité des commandes de modélisation, éventuellement conduire à une distraction du designer dans le processus de conception.

Selon le test passif, le dessin augmenté par l’incorporation de la RV dans la RV dessinée peut mieux communiquer l’information 3D pour des espaces complexes que l’esquisse statique traditionnelle. La perception globale de l’espace et ses implications peuvent maintenant être explorées mieux et plus facilement.

Les représentations à main levée expriment souvent l’interprétation personnelle et sensible du designer du projet. L’infographie traditionnelle, dans la plupart des cas, régularise et rend homogène la représentation du projet avec les rendus photo-réalistes et les modèles précis. Selon les résultats préliminaires observés (voir annexe XIII), l’expression personnelle et les caractéristiques propres du designer sont très bien véhiculées par la RV dessinée.

130 Applications de la RV et travaux futurs

Tel que mentionné dans le premier chapitre, Lansdown (Lansdown ; 1994) a signalé que le dessin comporte certains problèmes comme outil de visualisation!: -

Le fait de ne pas se sentir à l’intérieur de l’espace

-

L’abstraction spatiale

-

L’imprécision et l’angle de vision

-

L’échelle non respectée.

La RV dessinée échappe à tous ces problèmes. Elle place le designer au centre de l’espace qui lui est présenté en 3D sans besoin de décodage. Cette technique tolère l’ambiguïté tout en respectant l’échelle et l’angle de vision.

2.3 Considérations finales sur la RV dessinée La RV dessinée propose d’unifier, à l’intérieur d’une même technique, les avantages de la RV et de l’esquisse dans les premières étapes du processus de design. De cette manière, le designer a accès à un nouvel outil qui lui permettra de visualiser ses esquisses (abstraits, ambigus et imprécis) en 3D et en temps réel, sans la nécessité de posséder un équipement sophistiqué. Ce nouvel outil tient compte de l’expérience et de la maîtrise acquises pendant des années d’utilisation de cet outil du dessin pour la conception, tout en lui donnant d’autres dimensions grâce au traitement de l’ordinateur.

Il est certain que cette technique comporte d’autres problèmes, comme le fait de dessiner sur un gabarit où les lignes de fuite sont déformées par la vue panoramique et le temps d’attente pour obtenir l’expérience interactive de l’espace 3D dans la RV. Or, le temps de réalisation des rendus dans le QTVR traditionnel et dans la modélisation du monde virtuel pour la RV traditionnelle est mis à profit dans le design créatif et personnel de chaque designer à travers l’esquisse. Il est frustrant de voir un designer habile en dessin attendre passivement que l’ordinateur réalise le calcul de l’image. Par ailleurs, nous pouvons imaginer des gabarits déjà imprimés que le designer utiliserait pour dessiner et concevoir et qu’il visualiserait par la suite en RV à l’aide de l’ordinateur.

131 Applications de la RV et travaux futurs

La RV dessinée est proposée comme exemple d’une nouvelle approche à l’informatique, un multimédia étendu, qui peut englober tous les autres outils analogues et les enrichir avec l’ordinateur sans les intégrer nécessairement à celui-ci. L’activité créative du design ne devrait pas être limitée par la technologie ni par l’exigence d’un équipement sophistiqué. Tout comme l’esquisse traditionnelle, le designer doit avoir la liberté de travailler où il préfère, concevant le projet avec sa trace éphémère et personnelle.

Une nouvelle manière de travailler en informatique

Pendant ces dernières années, l’évolution de l’informatique a été impressionnante. C’est une époque d’effervescence durant laquelle cette technologie s’est adaptée aux différentes activités de l’homme. En plus, de nouvelles activités propres à cette discipline se sont créées. Mais cette période n’est pas terminée et nous pouvons intervenir pour influencer le parcours de cette évolution. Il s’agit d’une période «!préparadigmatique!» qui dicte le courant de l’avancement de la technologie.

Considérant toujours l’être humain comme usager du système (soit designer ou informaticien) face au problème du traitement de l’information, ce système devrait fusionner l’ordinateur avec d’autres outils sans les remplacer ou les imiter. Selon Norman (Norman ; 1998), l’ordinateur comme tel devrait disparaître de l’espace de travail, c’est-àdire, pour traiter l’information où et quand il est capable et compétent, et céder la place à d’autres outils traditionnels avec lesquels l’usager a déjà acquis une technique et une capacité lorsque celles-ci suffisent. De cette façon, l’ordinateur évolue pour devenir un agent unificateur de différents outils, traitant l’information sans devenir un entonnoir. Nous devons arrêter de remplacer certains outils traditionnels par leur imitation numérique et plutôt tenter de les enrichir et de les améliorer avec le traitement de l’information par l’ordinateur.

De cette manière, les problèmes liés au site de travail, avec ou sans l’ordinateur, les problèmes des capacités du matériel et les problèmes reliés aux logiciels (plate-forme, compatibilité, etc.) seraient en quelque sorte amoindris. Quand l’ordinateur atteint un

132 Applications de la RV et travaux futurs

point de saturation, l’usager prend la relève à l’aide d’outils traditionnels dont il conserve la maîtrise. Une fois le blocage contourné, il réintégrera le domaine numérique. Mais le plus important, c’est que de cette façon nous profitons, de tout point de vue, des compétences et des capacités que l’usager possède déjà, sans lui en imposer d’autres qui exigeront de sa part l’apprentissage de nouvelles techniques (McCullough ; 1996).

3 Travaux futurs Les résultats de cette recherche ainsi que la proposition de la RV dessinée suggèrent quelques pistes de travaux de recherche futurs.

3.1 L’influence de la RV dans l’idéation À travers le test actif, nous n’avons pas observé d’influence de la RV dans le processus. En observant les résultats, nous avons vu qu’elle a donné aux utilisateurs une performance semblable à celle du traditionnel. Or, ce fait est remarquable lors de l’utilisation d’un seul outil de visualisation. Donc, pour mieux observer son influence dans le processus, différents tests actifs pourront être élaborés!: -

Réaliser le test avec différentes disciplines de design (architectes, designers d’intérieur, etc.)

-

Observer l’usage de la RV dans l’idéation en utilisant des techniques d’analyse de protocole

-

Réaliser des projets de complexité tridimensionnelle accrue

-

Permettre l’usage de maquettes pour les outils traditionnels

-

Comparer la RV seulement à l’outil dessin, comme média traditionnel

-

Incorporer la RV dessinée lors d’un test actif

133 Applications de la RV et travaux futurs

3.2 Préciser l’influence de la RV dans la communication Cette recherche a pour la première fois abordé l’étude de la RV non immersive dans le travail de design. Nous avons soulevé une influence de la RV dans la communication des espaces ou des géométries complexes, observant aussi qu’elle n’a pas d’influence pour la communication des objets simples. Donc, d’autres travaux seraient nécessaires pour identifier exactement à quel moment la RV apporte son influence. À travers un ensemble de tests, en augmentant progressivement la complexité géométrique, en passant d’un objet à un espace, cette influence serait mieux ciblée.

3.3 L’utilisation de plans avec la RV Les vues surélevées des maquettes d’architecture ne sont pas une manière efficace d’expérimenter l’espace. La RV permet d’expérimenter l’espace d’une meilleure façon que les maquettes, mais les vues surélevées sont essentielles pour bien traiter les aspects concernant le contexte. Donc, l’usage de plans mais pas nécessairement de maquettes, accompagnés de la RV, pourraient donner un meilleur contrôle de l’espace. Il reste toujours que la maquette grandeur nature est un outil efficace pour percevoir la forme des objets. Il faudrait répéter l’expérience passive de communication de l’information en ajoutant les maquettes aux outils traditionnels.

3.4 L’aménagement d’espaces Les plans, dans le processus de design et surtout pour l’aménagement d’espaces, sont essentiels pour gérer les aspects de proximité, de circulation horizontale et de superficies. Ils permettent d’apporter une vue éclairée sur la programmation et le zonage. Cependant, la RV reste un outil efficace pour percevoir l’espace du point de vue des utilisateurs. Il sera possible d’envisager d’autres études qui touchent ces aspects appliqués dans à la conception de grands espaces.

134 Applications de la RV et travaux futurs

3.5 La maquette hybride Le designer doit attendre jusqu’à la construction et la fabrication de la maquette pour avoir une rétroaction. Voici la place du prototypage rapide. Les maquettes apportent une interaction psychomotrice et visuelle «!Visual Thinking!» (Furness ; 1987) et une version maquette hybride (physique mais augmentée par le traitement de l’ordinateur) peut procurer un certain avantage.

Un processus impliquant l’élaboration de maquettes ou de prototypes par l’ordinateur, suivi de leur traitement à la main, pourrait éviter de longs délais. Le designer peut contourner l’engorgement causé par l’ordinateur en sortant l’information 3D de l’ordinateur sous forme physique pour la traiter par des outils traditionnels. La géométrie serait alors réinsérée dans l’ordinateur à l’aide de scanners 3D. Ce nouveau cycle de travail avec les maquettes hybrides, proposant et vérifiant le design du projet indirectement dans l’ordinateur grâce à la RV et directement avec l’objet physique, peut se répéter plusieurs fois dans le processus de design.

Tel que pour l’esquisse, l’abstraction, l’ambiguïté et l’imprécision dans la représentation lors des premières étapes du processus, sont un avantage pour le designer. Or, la maquette produite par prototypage rapide ne possède pas ces caractéristiques. Il sera donc nécessaire d’expérimenter avec des matériaux malléables dans l’espoir de contourner le problème. Il demeure néanmoins possible d’utiliser des matériaux malléables (exemple!: l’argile), au moins dans le travail à la main sur les maquettes avant le retour de l’information vers le système informatique. Nous percevons l’usage de ces matériaux malléables comme un langage qui est conçu pour être transformé, tout comme l’esquisse de la RV dessinée. Et de la même façon que cette dernière, l’ensemble des documents (maquettes produites par prototypage!rapide et modifiées à la main) reste comme une trace du dialogue intérieur du designer.

Les maquettes hybrides et la RV dessinée laissent donc la place à ce comportement interactif. Selon Furness, grâce à ce type d’interactions psychomotrices, l’image visuelle devient plus forte pour le designer.

135 Applications de la RV et travaux futurs

Il faut souligner que ce type de travail hybride pourrait être particulièrement intéressant pour les designers industriels, vu les limitations de la maquette comme outil d’idéation en architecture.

4 Mot de la fin Tout au long de cette thèse nous avons analysé le problème de la représentation dans le projet de design. La RV a été abordée comme une éventuelle solution aux problèmes des outils traditionnels. À la lumière des résultats, nous avons maintenant une idée plus claire sur l’utilité et l’influence qu’exerce la RV sur le processus de design. D’autres problèmes ont été soulevés par rapport à la RV ainsi que de nouvelles avenues de recherche sur la représentation 3D et avec la RV en design. Certaines questions sont restées ouvertes.

Ce travail a apporté de l’information nouvelle sur des phénomènes touchant la représentation 3D qui auparavant semblaient relativement évidents. L’utilité de la RV et du dessin a été établie, en montrant à sa juste valeur chaque outil dans le processus. Des techniques et des méthodes de travail doivent être proposées pour aider le concepteur dans sa tâche de design. De la même façon, un ensemble de critères ont été énoncés comme lignes directrices pour le développement des interfaces informatiques pour la conception.

L’histoire illustre cette quête de l’être humain pour de nouveaux outils de travail. Nous y sommes, dans cette recherche, pour continuer à améliorer notre façon de travailler en évitant, autant que possible, les pièges qui ont quelques fois marqué l’histoire, mais surtout sans oublier les compétences et les capacités de l’esprit humain.

136 Bibliographie

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i Annexes

Annexe I Mandat du projet 1

ii Annexes

Annexe II Mandat du projet 2

iii Annexes

Annexe III Exemples des résultats du test actif (projet 1)

iv Annexes

Annexe IV Exemples des résultats du test actif (projet 2)

v Annexes

Annexe V Détail de l’évaluation faite par les architectes (en pourcentages) montrant les résultats par équipes

vi Annexes

Annexe VI Détail de l’évaluation faite par les designers industriels (en pourcentages) montrant les résultats par équipes

vii Annexes

Annexe VII Totaux de l’évaluation faite par les architectes et les designers industriels (en pourcentages) montrant les résultats par projet et par équipes

viii Annexes

Annexe VIII Données générales du test actif Projet 1 Évaluateurs : Architectes # Équipe TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106 1A207 1A108 1A209 1A210 1A211

Esthétique 1

Contexte d’intervention 8 9 10

Facteurs humains 12 13

11

Aspects techniques 14 15

Total

2

3

4

5

6

7

7 7 7 5 4,5 6,5 5 6,5 6 6,5 6

5,5 4 7 5,5 5,5 4,5 5,5 6,5 6 5,5 5,5

8 7,5 7 6 4 6 7 6 6,5 6 7,5

8 6 7 5 5 7 7,5 6 6,5 5 6,5

8 5,5 6 5,5 4 6,5 6,5 5,5 4 4,5 6

7,5 6 7,5 6,5 6 7,5 7 4 3,5 5 6,5

7,5 6,5 8 5,5 5,5 7,5 6,5 4 6 6 5

51,50 42,50 49,50 39,00 34,50 45,50 45,00 38,50 38,50 38,50 43,00

7 5,5 7 7 3,5 7 7,5 5 7,5 4,5 5

6,5 5 6,5 5 4,5 8 8 4,5 7,5 4,5 4

6,5 5,5 7 6,5 7 6,5 6,5 5 6 5,5 7

7 4,5 6 7 6 7 5,5 5 6 7 6,5

27 20,5 26,5 25,5 21 28,5 27,5 19,5 27 21,5 22,5

6,5 5,0 7,0 7 6 6,5 7 5 4,5 6 5,5

8 4,0 7,5 7 7 8 5,5 8 5 6 8,5

14,5 9 14,5 14 13 14,5 12,5 13 9,5 12 14

6,5 7,0 6,5 4 7 5,5 6,5 7 6,5 8,5 7,0

5,5 7,5 4,5 4 8,5 5,5 8 5 9 8 8

12 14,5 11 8 15,5 11 14,5 12 15,5 16,5 15

105 86,5 101,5 86,5 84 99,5 99,5 83 90,5 88,5 94,5

7,5 5,5 6 5 7 5

6 7 6 5,5 6,5 5

7,5 5,5 6,5 7,5 6,5 5,5

7 6 6,5 7 8 5

8,5 6,5 6,5 7,5 8 4

4,5 6,5 3,5 5,5 7,5 5,5

6 5,5 4 3,5 8 5,5

47,00 42,50 39,00 41,50 51,50 35,50

6,5 5 3,5 3,5 7 6

6,5 3,5 4,5 3 7,5 4,5

2 5 6 5,5 7,5 7

7 7,5 7,5 7 7,5 5,5

22 21 21,5 19 29,5 23

4,5 5,5 4 5 6,5 6,0

2,5 7,0 4 8 7,5 7,5

7 12,5 8 13 14 13,5

7,0 6,5 5,5 5,0 6,0 6,5

2,0 8,0 7,5 6,5 7,5 8,0

9 14,5 13 11,5 13,5 14,5

85 90,5 81,5 85 108,5 86,5

2

3

4

5

6

7

7 7 4,5 5 7 5 6,5 6 7,5 5 6,5

3,5 4 4,5 4 5,5 5 8 6,5 7,5 5,5 7

6 8 7,5 6,5 8 5,5 7 6,5 3 5 6,5

6,5 7,5 6,5 7 7,5 6,5 7,5 5,5 7 5,5 5,5

6 6 4 5 8 5,5 6,5 5,5 6 5 5

6 6 5,5 6 8 6 6,5 7 6,5 6 5,5

6 7,5 4 4,5 9 3 7,5 7,5 7 6 7,5

41,00 46,00 36,50 38,00 53,00 36,50 49,50 44,50 44,50 38,00 43,50

4 7,5 5 4,5 8 5 6,5 7 5,5 6,5 7,5

6,5 8 5 4,5 8 4,5 7 6,5 6,5 6,5 7,5

4 7,5 5 7 8,5 6 7 6,5 7 8 8

8 8 6,5 7,5 9 5,5 6,5 5,5 5,5 6 8,5

22,5 31 21,5 23,5 33,5 21 27 25,5 24,5 27 31,5

5 7,5 6 5,5 8 5 7 5,5 6,5 7 7

5,5 6,5 6 5 5,5 7 6 4 8 7,5 5

10,5 14 12 10,5 13,5 12 13 9,5 14,5 14,5 12

6,5 5,5 6 5,5 7 7 8 6 7 6,5 7

4,5 5 6,5 5 6,5 8 8 7 9 8 7,5

11 10,5 12,5 10,5 13,5 15 16 13 16 14,5 14,5

85 101,5 82,5 82,5 113,5 84,5 105,5 92,5 99,5 94 101,5

5,5 4,5 6 6,5 7,5 3,5

6 6 8 8 5,5 3,5

7 6,5 7,5 6,5 8 7,5

5,5 7 7 6,5 7,5 5

7 6 8 8 8,5 5,5

5 6 6 7 6,5 6

4 4 5,5 7 7,5 3,5

40,00 40,00 48,00 49,50 51,00 34,50

5,5 4,5 5,5 6,5 7 6

7 4,5 5,5 7 6,5 6

6,5 6 6,5 5,5 6 6,5

8,5 5,5 7 8 7,5 8,5

27,5 20,5 24,5 27 27 27

6 5 5,5 6 5,5 6

3,5 5,5 6 5 5 7,5

9,5 10,5 11,5 11 10,5 13,5

6 7 7 6,5 7 5,5

5 7,5 7,5 6 5 8

11 14,5 14,5 12,5 12 13,5

88 85,5 98,5 100 100,5 88,5

RV 2B103 2B204 2B108 2B109 2B210 2B211

Projet 2 Évaluateurs : Architectes # Équipe RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106 2A207 2A108 2A209 2A210 2A211

Esthétique 1

Contexte d’intervention 8 9 10

Facteurs humains 12 13

11

Aspects techniques 14 15

Total

TR 1B103 1B204 1B108 1B109 1B210 1B211

Projet 1 Évaluateurs : Designers industriels # Équipe TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106 1A207 1A108 1A209 1A210 1A211

Esthétique 1

Contexte d’intervention 8 9 10

Facteurs humains 12 13

11

Aspects techniques 14 15

2

3

4

5

6

7

7,5 8,5 6,5 5 6,5 8 8 6,5 7 7,5 4

8 9 7 3 5 3,5 7 8 7 7 6,5

5 8 6 4 5,5 4 4,5 5 4,5 4,5 4,5

4,5 9 6,5 4 6 4 5 7 6,5 6 7

6 8 7 5 5,5 8 7,5 5 5,5 5,5 7

4,5 8 4 4,5 3,5 4 4,5 4 4 3 4

8 7 5 8 5 7,5 7 7 6 7 6

43,5 57,5 42 33,5 37 39 43,5 42,5 40,5 40,5 39

8 6,5 6,5 7,5 5 7,5 7,5 6,5 7,5 6,5 5,5

8 8 6,5 7,5 5 6,5 7 7,5 7,5 5,5 5

7,5 5 4,5 4,5 5 7 8 4 6 5 7

7,5 8 7 9,5 5 7 7 4,5 7,5 5,5 4,5

31 27,5 24,5 29 20 28 29,5 22,5 28,5 22,5 22

8,5 5 5 4 3,5 7 7 5 7 5 5,5

8,5 5 5 4,5 3 7 8 4 5,5 5 5

17 10 10 8,5 6,5 14 15 9 12,5 10 10,5

4,5 8,5 7 3 7 4,5 7,5 7 7,5 7 7

8,5 6 3,5 3 6 4 7,5 3 5 5 7

13 14,5 10,5 6 13 8,5 15 10 12,5 12 14

Total 104,5 109,5 87 77 76,5 89,5 103 84 94 85 85,5

7 6,5 6,5 2 7,5 5,5

6 6 6,5 3,5 7 7

3,5 4 6,5 3,5 6 5,5

3,5 8,5 7,5 6,5 7,5 5,5

3,5 5 7 4 7 7

1,5 5,5 5 7 5 5

7 5,5 7 1,5 8 5

32 41 46 28 48 40,5

3,5 6,5 7 2,5 6,5 7,5

3,5 6,5 7 1,5 7,5 5

1,5 6,5 7,5 6,5 8 7

2,5 6 7,5 4,5 7,5 7,5

11 25,5 29 15 29,5 27

2 6,5 7 6,5 7,5 7,5

2 8 8 8 7,5 8

4 14,5 15 14,5 15 15,5

4 4 8 1,5 6 7,5

1 3,5 10 6 8 7,5

5 7,5 18 7,5 14 15

52 88,5 108 65 106,5 98

RV 2B103 2B204 2B108 2B109 2B210 2B211

Projet 2 Évaluateurs : Designers industriels # Équipe RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106 2A108 2A209 2A210

Esthétique 1

Contexte d’intervention 8 9 10

Facteurs humains 12 13

11

Aspects techniques 14 15

2

3

4

5

6

7

6,5 4,5 3,5 2,5 8,5 3 5 6,5 2,5

7 3 5,5 2,5 8 3 6 5,5 6,5

6,5 5,5 4,5 2,5 8 2 6,5 7,5 5

7 7 5 2,5 8 2 7 7,5 5,5

7,5 6,5 4,5 2 9 2 6,5 7 4,5

6,5 7 5 2 8,5 2 6 5,5 4

7,5 4 4,5 4,5 9 2,5 6 6 4

48,5 37,5 32,5 18,5 59 16,5 43 45,5 32

7,5 4,5 6 4 8,5 3 6,5 6,5 4

7,5 4 5,5 4 9,5 2,5 6,5 6,5 5,5

6,5 6 6,5 4,5 9,5 3 6 7,5 5,5

7,5 7,5 5,5 4,5 9 1,5 6 6 5,5

29 22 23,5 17 36,5 10 25 26,5 20,5

6 5 4,5 6,5 9 2,5 7,5 6,5 6

6 5,5 5 6,5 9 5 7,5 7 7,5

12 10,5 9,5 13 18 7,5 15 13,5 13,5

7,5 4 3 3,5 9 3,5 6,5 6 7

7 4 7 4,5 6,5 7 7 8 7

14,5 8 10 8 15,5 10,5 13,5 14 14

Total 104 78 75,5 56,5 129 44,5 96,5 99,5 80

6 2 4 5,5 7,5 1,5

5,5 2 6 9 6,5 2

3,5 3 5 7 5,5 3

4,5 4,5 5,5 8 6,5 3

3,5 4 4 8 6,5 3,5

4 4 5,5 7,5 4,5 3,5

4 2 5,5 7 8 2,5

31 21,5 35,5 52 45 19

5 3 5,5 7 6 2,5

5 2 5,5 7 7,5 2

5 5,5 6,5 6,5 5,5 6,5

5,5 5 1,5 8 8 3,5

20,5 15,5 19 28,5 27 14,5

7,5 5,5 6,5 7 7,5 5,5

7 5 6,5 6,5 6,5 7

14,5 10,5 13 13,5 14 12,5

7 3 5,5 7,5 5,5 2,5

7,5 6 7 6,5 4,5 5,5

14,5 9 12,5 14 10 8

80,5 56,5 80 108 96 54

TR 1B103 1B204 1B108 1B109 1B210 1B211

ix Annexes

Deux

Projets

Évaluateurs : architectes et designers industriels # Équipe RV 2A201 2A102 2A103 2A104 2A105 2A106 2A108 2A209 2A210 2B103 2B204 2B108 2B109 2B210 2B211

Esthétique 1

Contexte d’intervention 8 9 10

Facteurs humains 12 13

11

Aspects techniques 14 15

2

3

4

5

6

7

6,75 5,75 4 3,75 7,75 4 5,5 7 3,75 7,25 6 6,25 3,5 7,25 5,25

5,25 3,5 5 3,25 6,75 4 6,25 6,5 6 6 6,5 6,25 4,5 6,75 6

6,25 6,75 6 4,5 8 3,75 6,5 5,25 5 5,5 4,75 6,5 5,5 6,25 5,5

6,75 7,25 5,75 4,75 7,75 4,25 6,25 7,25 5,5 5,25 7,25 7 6,75 7,75 5,25

6,75 6,25 4,25 3,5 8,5 3,75 6 6,5 4,75 6 5,75 6,75 5,75 7,5 5,5

6,25 6,5 5,25 4 8,25 4 6,5 6 5 3 6 4,25 6,25 6,25 5,25

6,75 5,75 4,25 4,5 9 2,75 6,75 6,5 5 6,5 5,5 5,5 2,5 8 5,25

44,75 41,75 34,5 28,25 56 26,5 43,75 45 35 39,5 41,75 42,5 34,75 49,75 38

5,75 6 5,5 4,25 8,25 4 6,75 6 5,25 5 5,75 5,25 3 6,75 6,75

7 6 5,25 4,25 8,75 3,5 6,5 6,5 6 5 5 5,75 2,25 7,5 4,75

5,25 6,75 5,75 5,75 9 4,5 6,25 7,25 6,75 1,75 5,75 6,75 6 7,75 7

7,75 7,75 6 6 9 3,5 5,75 5,75 5,75 4,75 6,75 7,5 5,75 7,5 6,5

25,75 26,5 22,5 20,25 35 15,5 25,25 25,5 23,75 16,5 23,25 25,25 17 29,5 25

5,5 6,25 5,25 6 8,5 3,75 6,5 6,5 6,5 3,25 6 5,5 5,75 7 6,75

5,75 6 5,5 5,75 7,25 6 5,75 7,5 7,5 2,25 7,5 6 8 7,5 7,75

11,25 12,25 10,75 11,75 15,75 9,75 12,25 14 14 5,5 13,5 11,5 13,75 14,5 14,5

7 4,75 4,5 4,5 8 5,25 6,25 6,5 6,75 5,5 5,25 6,75 3,25 6 7

5,75 4,5 6,75 4,75 6,5 7,5 7 8,5 7,5 1,5 5,75 8,75 6,25 7,75 7,75

12,75 9,25 11,25 9,25 14,5 12,75 13,25 15 14,25 7 11 15,5 9,5 13,75 14,75

Total 94,5 89,75 79 69,5 121,3 64,5 94,5 99,5 87 68,5 89,5 94,75 75 107,5 92,25

7,25 7,75 6,75 5 5,5 7,25 6,5 6,5 6,5 7 5 5,75 3,25 5 6 7,5 2,5

6,75 6,5 7 4,25 5,25 4 6,25 7,25 6,5 6,25 6 5,75 4 7 8,5 6 2,75

6,5 7,75 6,5 5 4,75 5 5,75 5,5 5,5 5,25 6 5,25 4,75 6,25 6,75 6,75 5,25

6,25 7,5 6,75 4,5 5,5 5,5 6,25 6,5 6,5 5,5 6,75 5 5,75 6,25 7,25 7 4

7 6,75 6,5 5,25 4,75 7,25 7 5,25 4,75 5 6,5 5,25 5 6 8 7,5 4,5

6 7 5,75 5,5 4,75 5,75 5,75 4 3,75 4 5,25 4,5 5 5,75 7,25 5,5 4,75

7,75 6,75 6,5 6,75 5,25 7,5 6,75 5,5 6 6,5 5,5 4 3 5,5 7 7,75 3

47,5 50 45,75 36,25 35,75 42,25 44,25 40,5 39,5 39,5 41 35,5 30,75 41,75 50,75 48 26,75

7,5 6 6,75 7,25 4,25 7,25 7,5 5,75 7,5 5,5 5,25 5,25 3,75 5,5 6,75 6,5 4,25

7,25 6,5 6,5 6,25 4,75 7,25 7,5 6 7,5 5 4,5 6 3,25 5,5 7 7 4

7 5,25 5,75 5,5 6 6,75 7,25 4,5 6 5,25 7 5,75 5,75 6,5 6 5,75 6,5

7,25 6,25 6,5 8,25 5,5 7 6,25 4,75 6,75 6,25 5,5 7 5,25 4,25 8 7,75 6

29 24 25,5 27,25 20,5 28,25 28,5 21 27,75 22 22,25 24 18 21,75 27,75 27 20,75

7,5 5 6 5,5 4,75 6,75 7 5 5,75 5,5 5,5 6,75 5,25 6 6,5 6,5 5,75

8,25 4,5 6,25 5,75 5 7,5 6,75 6 5,25 5,5 6,75 5,25 5,25 6,25 5,75 5,75 7,25

15,75 9,5 12,25 11,25 9,75 14,25 13,75 11 11 11 12,25 12 10,5 12,25 12,25 12,25 13

5,5 7,75 6,75 3,5 7 5 7 7 7 7,75 7 6,5 5 6,25 7 6,25 4

7 6,75 4 3,5 7,25 4,75 7,75 4 7 6,5 7,5 6,25 6,75 7,25 6,25 4,75 6,75

12,5 14,5 10,75 7 14,25 9,75 14,75 11 14 14,25 14,5 12,75 11,75 13,5 13,25 11 10,75

104,8 98 94,25 81,75 80,25 94,5 101,3 83,5 92,25 86,75 90 84,25 71 89,25 104 98,25 71,25

TR 1A201 1A102 1A103 1A104 1A105 1A106 1A207 1A108 1A209 1A210 1A211 1B103 1B204 1B108 1B109 1B210 1B211

x Annexes

Annexe IX Totaux de l’évaluation faite par les architectes et les designers industriels (en pourcentages) montrant les résultats par projet du test actif

xi Annexes

Annexe X Détail de l’évaluation du cycle de formulation / correction des hypothèses de design montrant les résultats par équipes

xii Annexes

Annexe XI Questionnaire du test passif 1997

xiii Annexes

Annexe XII Détail du résultat par équipes du test passif déterminant la communication et la compréhension d’un objet 3D à travers l’utilisation du média traditionnel et de la RV

xiv Annexes

Annexe XIII Exemples de la RV dessinée

Projets réalisés à l’intérieur du cours «!Infographie 2!», à l’École de design industriel, Université de Montréal. Professeur!: Tomás Dorta. Hiver 2000 et 2001.

G. Massé et G. Gagné

N. Rizzo et F. Descoteaux

R. Dhani et M. Martin

xv Annexes

J. Crampé et Ch. A. Montpetit

M. F. Darche et S. Lapointe

M. Rodriguez