memoire-final

UNIVERSITÉ DE NANTES
ÉCOLE DOCTORALE
SCIENCES ET TECHNOLOGIES
DE L’INFORMATION ET DES MATÉRIAUX
Année : 2004 N0B.U. :
Thèse de Doctorat de l’Université de Nantes
Spécialité :INFORMATIQUE
Présentée et soutenue publiquement par
Pierre DRAGICEVIC
le 9 mars 2004
à l’École Nationale Supérieure
des Techniques Industrielles et des Mines de Nantes
Un modèle d’interaction en entrée
pour des systèmes interactifs multi-dispositifs
hautement configurables
Jury :
Président : Henri BRIAND Professeur, Université de Nantes
Rapporteurs : Michel BEAUDOUIN-LAFON Professeur, Université Paris-Sud
:Philippe PALANQUE Professeur, Université Toulouse 3
Examinateur : Stéphane CHATTY Intuilab, Toulouse
Directeur de thèse : Gérard HÉGRON
Laboratoire : CERMA, CNRS UMR 1563, Université de Nantes
Co-encadrant : Jean-Daniel FEKETE
Laboratoire : INRIA Unité de Recherche Futurs
NoED 0366-

Table des matières
Introduction vii
1 L’interaction en entrée non standard 1
1.1 Introduction....................................... 2
1.1.1 L’interaction en entrée et son vocabulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Les dispositifs d’entrée non standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.1 Des dispositifs adaptés à la tâche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.2 Des dispositifs adaptés à l’utilisateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.3 Des dispositifs adaptés à l’environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.4 L’évolution de l’équipement grand public . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3 Nouveaux paradigmes d’interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.1 Objectifs et enjeux des interfaces post-WIMP . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.2 L’interaction gestuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.3 Les outils semi-transparents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.3.4 L’interaction parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.3.5 Laréalitémixte................................. 23
1.4 L’interaction non-standard dans l’informatique grand public . . . . . . . . . . . . . 25
1.4.1 Nécessité d’une interaction adaptable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.2 Définition de l’adaptabilité en entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.4.3 Adaptabilité des systèmes interactifs actuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.5 Conclusion ....................................... 33
2 Modèles et outils pour l’interaction en entrée 35
2.1 Introduction....................................... 36
2.2 Les modèles d’interface de référence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
i

TABLE DES MATIÈRES
2.2.1 Les modèles linguistiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2.2 Les modèles à agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.2.3 Conclusion ................................... 43
2.3 Les modèles d’interface formels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.1 Les systèmes de transition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.2 Les interacteurs formels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.3.3 Conclusion ................................... 49
2.4 Les modèles de dispositifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.4.1 Les modèles logiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.4.2 Les modèles physiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.4.3 Conclusion ................................... 54
2.5 Les modèles d’interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.5.1 La manipulation directe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.5.2 L’interaction instrumentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.5.3 Conclusion ................................... 60
2.6 Les outils de développement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.6.1 Les boîtes à outils WIMP avancées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.6.2 Les boîtes à outils Post-WIMP spécialisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
2.6.3 Conclusion ................................... 78
2.7 Les éditeurs graphiques d’interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.7.1 Les paradigmes de programmation visuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.7.2 Les éditeurs de simulations interactives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.7.3 Les éditeurs de comportements 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.7.4 Conclusion ................................... 89
2.8 Synthèse......................................... 90
3 Introduction au modèle des configurations d’entrée 93
3.1 Introduction....................................... 94
3.2 Le paradigme des dispositifs en cascade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.2.1 La métaphore de la connexion logicielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.2.2 Pointsd’entrée ................................. 95
3.2.3 Adaptateurs................................... 96
3.2.4 Dispositifs généralisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
ii

TABLE DES MATIÈRES
3.2.5 Cascades .................................... 98
3.3 Lessystèmesréactifs .................................. 99
3.3.1 Systèmes réactifs et conversationnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
3.3.2 Pour une gestion réactive de l’interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.3.3 Le modèle du synchronisme parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.4 Les configurations d’entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.4.1 Lesbriquesdebase............................... 101
3.4.2 Les notions essentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.4.3 Aperçu du modèle d’exécution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.5 Conclusion ....................................... 107
4 La boîte à outils d’entrées ICON 109
4.1 Introduction....................................... 110
4.2 Les dispositifs d’ICON ................................. 110
4.2.1 Les dispositifs système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.2.2 Les dispositifs utilitaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.2.3 Les dispositifs de boîte à outils graphique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.2.4 Les dispositifs d’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.3 Programmation avec ICON ............................... 118
4.3.1 Implémentation de nouveaux dispositifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.3.2 Initialisation d’une configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.3.3 Sérialisation et descripteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.4 Construction et édition de configurations d’entrée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.4.1 L’éditeur de configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.4.2 Des configurations standard aux configurations hautement interactives . . . . 131
4.4.3 Configurations d’entrée pour l’accessibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4.4.4 Les techniques d’interaction avancées et novatrices . . . . . . . . . . . . . . 136
4.5 Distribution, contributeurs, et projets utilisant ICON .................. 141
4.6 Conclusion ....................................... 142
5 Discussion 145
5.1 Introduction....................................... 147
5.2 Les apports d’ICON du point de vue architectural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
iii