Between binocular fusion and binocular rivalry : impact of visual stimuli characteristics when using a monocular augmented reality device
Entre fusion et rivalité binoculaires : impact des caractéristiques des stimuli visuels lors de l’utilisation d’un système de réalité augmentée semi-transparent monoculaire
Abstract
Monocular augmented reality devices are used in the aeronautical field to enhance pilots' vision by providing access to essential information such as flight symbology. They are lighter and more adjustable than their binocular counterparts, can be integrated into any aircraft, and allow information to be retained regardless of gaze direction. However, they generate a particular perception since a monocular virtual image is superimposed on the real binocular environment. Different information is projected to corresponding regions of the two eyes creating an interocular conflict. The goal of this thesis is to evaluate the impact of the stimuli characteristics on the performance of tasks performed with this type of system to optimize its use. Two psychophysical studies and an ecological study in a flight simulator have been carried out. All of them showed a good comfort when exposed to interocular conflict. The performances were evaluated according to the characteristics of the binocular background, the display of the monocular image and the characteristics of events to be detected. The choice of the presenting eye is not insignificant given the differences between the performances achieved with the monocular on each of the two eyes. Our results from the three studies also show that, as with two fusible or two dichoptic images, performance is dependent on visual stimuli. They therefore suggest that an adaptive symbology should be considered, which cannot be summarized by the change in brightness currently available to pilots.
Les visuels de casque monoculaires utilisés dans l'aéronautique augmentent la vision des pilotes et facilitent l'accès aux informations essentielles telles que la symbologie de vol. Ils sont plus légers et plus ajustables que leurs homologuesbinoculaires, peuvent s'intégrer dans n'importe quel aéronef et permettent de conserver l'information quelle que soit la direction de regard. Cependant, ils génèrent une perception particulière puisqu'une image virtuelle monoculaire se superpose à l'environnement réel binoculaire. Des informations différentes sont projetées à des régions correspondantes des deux yeux créant un conflit interoculaire. L'enjeu de cette thèse est d'évaluer l'impact des caractéristiques des stimuli sur les performances aux tâches réalisées via ce type de système afin d'en optimiser l'utilisation.Deux études psychophysiques et une étude écologique en simulateur de vol ont été réalisées. Toutes ont montré un bon confort à l'exposition. Les performances ont été évalués en fonction des caractéristiques du fond binoculaire, de l'affichage de l'image monoculaire et des caractéristiques d'évènements à détecter. Le choix de l'œil de présentation n'est pas anodin étant donné les différences entre les performances réalisées avec le monoculaire sur chacun des deux yeux. Nos résultats aux trois études montrent également que, comme pour deux images fusionnables ou dichoptiques, les performances sont dépendantes des stimulations visuelles. Ils suggèrent donc qu'il faille envisager une symbologie adaptative qui ne peux se résumer au changement de luminosité dont dispose actuellement les pilotes.
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