4.4  L’accessibilité des personnes non-voyantes et mal-voyantes grâce à un dispositif à retour haptique

L’idée de base de l’utilisation de périphériques à retour haptique pour des utilisateurs non-voyants, est de palier, autant que raisonnablement possible, à l’absence de canal visuel. Dans cette approche, plusieurs contextes d’utilisation ont été explorés.

Nous allons les étudier plus précisément, afin de dégager des pistes pour notre propre approche.

Identifier le contenu et l’agencement d’un document

D. Offen et B. Thomlinson ont développé une librairie de programmation permettant d’identifier l’agencement d’un document (Offen et Thomlinson, 2001). L’OPENBook (c’est le nom de la librairie) est ainsi capable d’identifier les colonnes, les titres, les blocs de texte, les illustrations, les légendes, les tableaux, les entêtes et les pieds de pages. Un synthétiseur vocal permet de lire le contenu du document. Le périphérique utilisé est la souris Wingman Force Feedback de Logitech. L’utilisateur pourra alors accéder à l’information de plusieurs manières :

  1. Le mode « Page Layout Summary » (pour résumé de la disposition de la page) rapportera le nombre d’éléments de chaque type visibles sur la page. Par exemple 1 titre, 2 colonnes, 1 illustration .
  2. Le mode « Guided Layout » (pour disposition guidée) , l’utilisateur sera passif, et se laissera guider (ainsi que sa main avec la souris à retour de force) dans un ordre logique dans la lecture du document. Le synthétiseur vocal annonçant le nom de chaque élément.
  3. Avec le mode « Explore Layout » (pour disposition explorée), l’utilisateur est actif, et contrôle le mouvement d’un élément à un autre, en entendant la synthèse vocale lui dire de quoi il s’agit.

Toucher un document graphique

C. Ramstein est un des pionniers dans les interfaces utilisateur haptiques pour des personnes ayant un handicap visuel (Ramstein et al., 1996). Il a été à la tête de Haptic Technologies Inc. qui fabriquait et vendait les systèmes de PenCAT/MouseCAT et de TouchDesktop (c’est la couche logicielle qui gère les périphériques de Haptic Technologies). Le travail de Ramstein s’appuie sur des interfaces multimodales. L’information haptique est combinée avec l’information sonore et l’affichage Braille.

J. P. Fritz et K. E. Barner [Department of Electrical and Computer Engineering at the University of Delaware] ont travaillé depuis l’apparition du PHANTOM, sur un système haptique de visualisation pour des personnes avec handicap visuel (Fritz et Barner, 1996;Fritz et Barner, 1999). Le c½ur du projet n’est pas basé sur une traduction des interfaces utilisateurs en information haptique mais sur l’utilisation de formes haptiques virtuelles. Ainsi, leurs travaux visent à transcrire de l’information non-textuelle, telle que des figures mathématiques, ou des tableaux contenant des données scientifiques. Leur approche consiste à générer une forme tridimensionnelle, et à lui donner une existence haptique grâce au PHANTOM.

Les laboratoires de British-Telecom ont étudié l’utilisation d’un affichage haptique couplé au VRML (Virtual Reality Markup Language), le format pour l’affichage des graphiques 3D sur le Web (Hardwick et al., 1998). Le travail est basé sur une expérience acquise du développement d’un navigateur capable de piloter un retour de force à partir d’un fichier VRML. On retrouve ici l’approche de la bibliothèque de programmation Ghost™SDK de Sensable : le dispositif de pointage remplace le doigt de l’utilisateur dans l’espace virtuel, et permet de toucher les objets.

Dans ces trois premières approches, il s’agit de découvrir un objet tridimensionnel à l’aide d’un dispositif de pointage à retour de force. On retrouve ainsi les limitations suivantes issues du tableau 2.3 :

L’enveloppement
Non possible en l’absence de plusieurs points de contact
Le suivi de contours
Possible, mais très difficile du fait d’une zone de contact

J. A. Gardner et V. Bulatov (Gardner et Bulatov, 2001) se sont appuyés sur le format SVG (Scalable Vector Graphics) qui est le format XML pour les images vectorielles. Associé à une souris à retour de force et à un retour sonore, des images peuvent être rendue accessibles, tant qu’elles ne sont pas trop complexes aux non-voyants. Il s’agissait par exemple de localiser les positions des différentes régions sur une carte géographique, grâce au rendu d’une texture particulière et d’un retour sonore, quand le pointeur de la souris passe au centre d’une chaque région. Cette approche est très similaire à ce que nous avons réalisé, voir la section 5.3.

Wai Yu, de l’université de Glasgow a beaucoup étudié l’utilisation d’une souris à retour de force ou du PHANTOM dans les problèmes d’accessibilité. Il a proposé tout d’abord une méthode permettant aux non-voyants d’accéder à des graphiques mathématiques à l’aide du PHANTOM (Yu et al., 2001). La figure 4.1 est issue de cette application : lorsqu’il passe à proximité d’un des segments, le pointeur du dispositif est attiré sur lui.

Figure 4.1 : Exemples de graphiques haptiquement augmentés

Plus tard, il a continué son travail en proposant cette même accessibilité dans un contexte Web : l’application tourne dans un navigateur internet et utilise la souris Wingman Force Feedback. Pour cela il a exploré la construction automatique de graphiques haptiques (Yu et al., 2002), puis, il a donné à l’utilisateur non-voyant, la possibilité de créer ses propres graphiques (Yu et al., 2003).

Enfin, (Sjöström, 2002) a également étudié le rendu de graphiques mathématiques, mais uniquement à l’aide d’un PHANTOM. Son approche cherche à être plus proche d’une réelle situation pédagogique. On peut citer les histogrammes haptiques, obtenus par effet de cloisonnement, ou les courbes mathém’haptiques , qui comme pour Wai Yu, sont issues d’un effet d’attirance sur la courbe.

Permettre d’appréhender les formes et les textures

(Fritz et Barner, 1996) ont développé une méthode synthétisant des textures haptiques perceptiblement distinctes en utilisant des techniques de modélisation stochastiques. Leur but était de créer un ensemble de textures qui pourraient alors être utilisées pour décrire des illustrations complexes de données.

Dans ces travaux, les périphériques utilisés sont des PHANTOMs ou l’Impulse Engine 3000 (figure 4.2). En effet, pour générer des textures probantes, il est nécessaire d’utiliser du matériel disposant d’une résolution spatiale très fine : 0.03mm et 0.01mm respectivement pour le PHANTOM et l’Impulse Engine 3000.

(Colwell, 1998) a étudié la perception des textures, des formes et des objets virtuels par des sujets voyants et non-voyants à l’aide de l’Impulse Engine 3000 (figure 4.2). Ces travaux font partie des grandes références du domaine (voir les recommandations de conception.

Figure 4.2 : L’impulse engine 3000

Enfin, (Sjöström, 2001) a étudié la perception de textures issues du monde réel. Les travaux précédents utilisaient des méthodes stochastiques pour générer leurs textures. Sjöström s’est inspiré de la technique du Bump-Mapping pour générer ses textures.

Au final, toutes ces études soulignent le fort potentiel de l’utilisation de textures dans les systèmes interactifs, du fait de bonnes capacités psychophysiques pour discriminer deux textures différentes.

Interface graphique haptiquement augmentée

C’est la piste qu’ont suivis Dufresne (Dufresne et al., 1995), Ramstein (Ramstein, 1996), O’Modhrain et Guillepsie (Sile O’Modhrain et Guillepsie, 1996) et Rosenberg (Rosenberg, 1997).

Il s’agit d’opérer une traduction de ce qui apparaît à l’écran en effets haptiques via un périphérique adapté. Les périphériques utilisés sont du type souris. Quelques exemples d’effets proposés par le FEELiT DeskTop d’Immersion Corporation, par The Moose de Guillepsie ou le Multimodal User Interface System de Ramstein :

  • Le passage du pointeur de la souris au-dessus d’une icône ou d’un item d’un menu déroulant provoque un choc dans la main de l’utilisateur ou encore un effet magnétique est ressenti. Guillepsie a utilisé la notion d’hapticon.
  • Le glisser-déposer trouve sa métaphore enrichie : on a réellement l’impression de porter quelque chose avec sa souris, puisque qu’elle semble avoir beaucoup d’inertie lorsque l’on porte un document. Le raffinement peut même aller jusqu’à rendre l’inertie du périphérique maniant du pointeur, proportionnelle à la taille (en Mo) du dossier/fichier déplacé.
  • Les bords des fenêtres deviennent apparents (toujours haptiquement), avec des notions d’intérieur et d’extérieur.

Cette approche permet de rajouter le retour haptique en tant que modalité parallèle et redondante à celles déjà utilisées : le retour visuel tout d’abord, et le retour sonore ensuite dans le cadre d’une utilisation par des non-voyants. Cependant, l’approche consistant à prendre comme base l’interface graphique pour la traduire en retour haptique, bien qu’étant la plus intuitive, reste bridée. En effet, l’interface graphique n’a été conçue ni pour une utilisation par des non-voyants, ni pour être traduite en effets de force. Les éléments à faire apparaître haptiquement sont trop nombreux et les effets finissent par se chevaucher, et s’annulent ou s’amplifient par phénomène de résonance.

L’accessibilité à l’Internet, via le mode haptique

Très récemment, Wai Yu et ses collègues ont proposé un système multimodal de présentation de pages Internet (Yu et al., 2005). Il s’agissait d’appliquer l’approche qu’il a utilisée sur les graphiques mathématiques, au pages Internet. Par exemple, la proximité du pointeur de la souris avec une image ou un lien, se matérialisait par un retour sonore (synthèse sonore ou sonification) et haptique (par une souris à retour de force). L’intérêt de leur approche vient de l’utilisation de logiciels et de matériels courants : Internet Explorer ou Mozilla Firefox pour les navigateurs employés, la souris Wingman Force Feedback et son WebPlugin pour le dispositif haptique.

L’accessibilité dans le monde réel : Homere

Homere est un système qui a été réalisé par la société ONDIM1, en partenariat avec le Commissariat à l’Energie Atomique et PSA Peugeot Citroën (Ascher et al., 2002). Il s’agit d’un système d’assistance à la reconnaissance d’itinéraires urbains pour aveugles et malvoyants. Le dispositif haptique revient à simuler une canne blanche virtuelle. L’ensemble du système permet la reconnaissance d’un itinéraire au sein de la Cité des Sciences et de l’Industrie.

Figure 4.3 : Le système Homere


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http://www.ondim.fr/