Pariétale

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Table interactive multitouch de grandes dimensions, 2010
Thierry Fournier / Orphaz

Projet créé dans le cadre de Nestploria, Centre d’interprétation numérique des Grottes de Gargas (Hautes-Pyrénées) et en collaboration avec le programme de recherche DRii (axe « Surfaces sensibles ») d’EnsadLab.

- Conception et direction artistique : Thierry Fournier
- Comité scientifique et textes : Jean Clottes, Christina San Juan Foucher, Pascal Foucher, Yannick Le Guillou, Yoan Rumeau
- Ingénierie, direction technique et collaboration au design : Jean-Baptiste Droulers
- Programmation informatique et collaboration au design d’interface : Mathieu Chamagne
- Pilote d’acquisition de caméra : Antoine Villeret
- Construction : Grégoire Chombard
- Collaboration muséographique : Transfaire
- Photographies : Gilles Cohen, Yoan Rumeau
- Traductions : David Beytelmann et Damien Bright
- Projet produit par la Communauté de Communes de Saint-Laurent de Nestes, sous la direction de Josette Durrieu
- Production déléguée : Orphaz / Pierre-Yves Bérenguer
- En collaboration avec le programme de recherche DRii (axe « Surfaces sensibles ») d’EnsadLab (Laboratoire de l’École nationale supérieure des arts décoratifs) – étudiants : Marie-Julie Bourgeois, Anahita Hekmat, Tomek Jarolim, Antoine Villeret.

Pariétale
Dispositif interactive multitouch de grandes dimensions, 2010
Thierry Fournier / Orphaz / Nestploria – Centre d’interprétation numérique des Grottes de Gargas

Dans le cadre de l’axe Surfaces Sensibles ont été menées les études de prototype d’une table interactive multitouch et multi-utilisateurs de très grandes dimensions (480 x 120 cm utiles) créée en juillet 2010 par Thierry Fournier et Orphaz pour Nestploria, Centre d’interprétation numérique des Grottes de Gargas (Hautes-Pyrénées) consacré aux « mains négatives » préhistoriques.

Contexte

Le terme de « mains négatives » désigne la technique de peintures pariétales pratiquées à partir du Paléolithique Supérieur, consistant à pulvériser une matière colorée (soufflée ou frottée) autour d’une main posée sur la paroi, laissant ainsi une trace en négatif de son contour. Les grottes de Gargas constituent un des premiers sites européens de mains négatives – pour le nombre et la qualité des empreintes qu’il rassemble – et un des derniers sites ouverts au public. La datation des empreintes est estimée à -27000 ans environ (période du Gravettien). La table interactive réalisée pour Nestploria permet aux visiteurs de consulter collectivement ou individuellement seize empreintes remarquables, et d’en explorer les caractéristiques historiques et techniques. Elle est associée à d’autres dispositifs interactifs proposés par le musée, créés par d’autres équipes, permettant des approches complémentaires aux plans historiques, géographiques et techniques.

Projet : conception et design interactif

Aborder les « mains négatives » préhistoriques à partir d’un dispositif tactile innovant constituait un raccourci remarquable en même temps qu’un enjeu à la fois muséographique, esthétique et technologique. La table est traitée comme un « cadrage » : une fenêtre de 4,80 x 1,20 m que les visiteurs peuvent déplacer en la faisant glisser, le long d’une très grande image des parois de la grotte, à l’échelle 1. Ils découvrent alors progressivement 16 empreintes préhistoriques, inscrites et repérées dans leur contexte. Lorsqu’on touche l’une d’entre elles, un « plan de travail » apparaît, qui permet d’accéder à un ensemble d’informations et d’actions autour de l’empreinte sélectionnée : composition et application de la couleur, technique employée, hypothèses historiques, examen de détail avec une loupe dynamique. Les visiteurs peuvent également apposer leur propre empreinte sur le plan de travail, en regard de la main préhistorique. L’ensemble de l’interface est intuitive, développée à partir de simples cercles blancs qui s’apparentent au graphisme du Braille : le visiteur découvre les informations « en tâtonnant », au fil de son toucher.

L’ensemble des images (parois, images des mains, empreintes des hommes préhistoriques et des visiteurs) est représenté à l’échelle 1 : les dimensions inhabituelles de la table, propres à un usage collectif, sont inscrites dans un contexte spatial réel – celui de la grotte et de ses parois – qui devient palpable et comparable au corps. L’ensemble des actions des visiteurs s’effectue par le toucher et l’effleurement, dans une référence constante au geste originel des empreintes préhistoriques. Ces deux dimensions – échelle et toucher – actualisent et matérialisent la présence de ces traces multi-millénaires, en même temps qu’elles offrent une proximité d’examen impossible dans la grotte elle-même.





Pariétale
De haut en bas : photographie d’une main négative préhistorique, table interactive et détails de l’interface
Thierry Fournier / Orphaz 2010.

Objectifs du prototype

Le prototype de la table a été développé dans le cadre de Surfaces Sensibles, de novembre 2009 à mai 2010. Il constitue un tiers (160 x 120 cm) de la surface de la table finale (480 x 120 cm). Cette dimension permettait d’expérimenter et d’exemplifier l’ensemble des problématiques technologiques générées par la création d’une table multipoints de cette dimension : système d’illumination infrarouge, captation par caméras synchronisées, contraintes de vidéoprojection, contraintes de structure… L’échelle de ce dispositif et ses caractéristiques constitue ainsi un démonstrateur des recherches menées au sein de l’axe Surfaces Sensibles. Le prototype a été conçu de manière à pouvoir ensuite être pérennisé, indépendamment de la table finale construite à Gargas. Il pourra former le support d’autres projets et expérimentations menées au sein de Drii ou avec d’autres partenaires.

Principaux enjeux de la recherche

1. Réalisation d’un dispositif de captation par illumination de la surface avec des faisceaux lasers infrarouge (LLP), permettant une reconnaissance de l’effleurement. Nos travaux visaient la conception d’un dispositif d’accroche et de réglage des faiseaux lasers qui permette de régler leur alignement avec une précision inférieure à 1mm, du fait de la grande dimension de la table. Ce dispositif devait également interdire toute possibilité de vision des faisceaux dans l’axe pour les visiteurs, tout en permettant un entretien aisé dans un contexte d’exploitation muséographique. Les études d’ingénierie ont conduit à l’utilisation de micro-supports articulés en 3D pour les modules lasers et à la conception d’un capotage mixte (acier et tranches de plexiglas) répondant aux contraintes de sécurité et d’entretien.

2. Mise en œuvre de cette technique sur une très grande surface, nécessitant de résoudre les problèmes d’occlusion optique liés à son utilisation collective (12 personnes en simultané). De nombreux tests avec captations par caméra infrarouge ont été réalisés sur le prototype de 160 x 120 cm, afin de déterminer l’espacement et les répartitions angulaires permettant d’éviter toute occlusion.

3. Réalisation d’une rétroprojection sans déformation à la surface, avec un recul extrêmement réduit (80 cm de hauteur). Cette contrainte se doublait d’une nécessité d’aligner les projecteurs entre eux au pixel près, afin de pouvoir gérer l’affichage de l’image d’ensemble à partir d’une seule scène en Open GL, découpée ensuite en segments continus. Ceci impliquait de ne pouvoir utiliser aucune correction de trapèze ou d’échelle de l’image. L’ensemble de la table a été modélisée en 3D avec tous ses équipements, de manière à optimiser l’emplacement et les dimensions de toutes ses composantes, et déterminer le meilleur compromis en termes de puissance, focale et résolution des vidéoprojections. Nous avons adopté un dispositif composé de 3 vidéoprojecteurs compacts avec focale 0.7 et miroirs mirolège de grande taille, qui permet une vidéoprojection sans aucune déformation ni correction de trapèze. Les 3 projecteurs sont gérés par une carte Matrox Triplehead qui permet l’envoi d’une seule et même matrice vidéo pour l’ensemble. La résolution générale reste modeste (3072 x 768), du fait des modèles disponibles sur le marché combinant faible encombrement et très large focale. Ce point pourra être amélioré dans les versions suivantes, notamment eu égard au fait que la division entre les 3 segments d’image reste perceptible de profil pour les visiteurs – mais invisible lorsque l’on manipule la table de face. Cette disposition a été conçue en allers-retours permanents avec les études de graphisme, conçues pour exploiter au mieux les contraintes de résolution.

4. Conception d’un dispositif de captation par plusieurs caméras avec optique de très grand angle sans déformation, synchronisées sur une grande surface. Nos études et tests à l’Ensad nous ont amenés à opter pour un dispositif de 3 caméras CCD monochromes VGA 1/2 pouce (permettant, avec une focale de 3.5 mm, un champ de 160 x 120 cm, soit la dimension d’un tiers de table et du prototype lui-même), gérées par un pilote créé par Antoine Villeret, qui autorise une gestion d’une seule couche d’image et la reconnaissance de l’ordre des caméras.

5. Résolution des problèmes structurels pour la surface de la table elle-même, nécessitant la conception d’un multicouche répondant à la fois aux contraintes de portée, de qualité de vidéoprojection, de captation par infrarouge et de protection aux chocs. Les études de prototype ont permis de tester un grand nombre de configurations pour le « sandwich » composant la surface de la table, en comparant les résultats obtenus sur ces quatre plans : résistance, absence de flèche, qualité de la rétroprojection, protection de la surface.

6. Une problématique supplémentaire réside ici avec la superposition de l’ensemble de ces enjeux sur un même objet, ce qui entraîne de très nombreuses contraintes en matière d’ingénierie et de dispositif informatique et le différencie d’emblée des conceptions de murs tactiles.

Transfert

La résolution des études de prototype a permis d’aboutir à une table « modulaire » qui peut se décliner par unités de 1,60 x 1,20 m – dont la pérennisation du prototype constitue une illustration. Cet aspect permettra, à terme, un transfert optimal de la recherche vers d’autres projets ou champs d’expérimentation, qu’ils concernent des projets en art, des propositions muséographiques ou institutionnelles.





Pariétale
Travaux sur le prototype : modélisation 3D, construction, vue intérieure / Dispositif final : vue intérieure, alignement des faisceaux infrarouges.
Thierry Fournier / Orphaz / Ensadlab 2010