L'interaction tactile multi-points co-localisée procure un fort sentiment de contrôle direct mais introduit des problèmes d'occultation, de précision et de fatigue. Ces problèmes sont exacerbés sur les écrans de grandes dimensions, qui supportent la manipulation de grandes quantités de données, souvent en collaboration avec d'autres utilisateurs. Pour résoudre ces problèmes, cette thèse s'intéresse à l'introduction d'indirections dans l'interaction multi-points sur grands écrans. Nos travaux portent sur l'étude des facteurs qui influencent la précision dans les tâches de sélection sans prévisualisation du contact. Les résultats de deux expériences contrôlées ont ainsi permis d'estimer la précision attendue selon les caractéristiques des périphériques d'entrée et de sortie et des conditions d'utilisation. Sur la base de ces connaissances, nos travaux portent également sur le développement de nouvelles techniques d'interaction pour écrans de grandes dimensions. Nous avons d'abord proposé une technique permettant d'interagir indirectement avec une tablette tactile, en introduisant la gestion de plusieurs curseurs contrôlés relativement. Nous avons ensuite conçu une interaction reposant sur la création de plusieurs périphériques virtuels qui supportent une interaction à la fois directe et indirecte tout en permettant de réorganiser les éléments d'une interface. Parallèlement à cela, nous avons transformé un écran mural de 6*2,4m en une surface tactile multi-points afin de pouvoir tester les techniques et scénarios discutés dans ces travaux. / Co-localized multi-touch interaction affords a high feeling of directness but introduces problems of occlusion, precision and fatigue. These problems are even more acute with large displays, supporting the interaction with large data sets, often in collaboration with other users. To solve these problems this thesis focuses on the introduction of indirections in multi-touch interaction on large displays. We first study factors impacting accuracy in selection tasks without contact preview. Results of two controlled experiments allowed to estimate the expected accuracy depending on input and output device characteristics and input conditions. Based on this knowledge, we developed new interaction techniques for large displays. We first introduced a technique to interact indirectly using a tactile tablet by introducing the control of several cursors using a relative mapping. Then we proposed an interaction technique based on the creation of multiple soft-devices that supports both direct and indirect interaction and allows to re-arrange the interface of legacy applications. In order to design, test and evaluate these techniques, we turned a back projected wall display (6*2,4m) into an interactive multi-touch surface.

Cette thèse présente nos travaux de recherche sur la variabilité du geste tactile multi-doigts. Nous étudions d’abord la variabilité du geste du point de vue utilisateur, ensuite nous décrivons un ensemble d’outils et de techniques d’interaction.Dans le but de comprendre la variabilité du geste multi-doigts, nous avons mis en place deux études utilisateur. À partir de la première étude, nous proposons une taxonomie des gestes multi-doigts qui présente de façon unifiée les différents aspects qui amènent les utilisateurs à la production d’un geste. De la seconde étude, nous proposons une analyse fine de la variabilité des gestes multi-doigts. Nous distinguons les sources majeures et mineures de variation et présentons huit classes représentatives de la variabilité. Nous analysons notamment le lien entre la forme du geste et comment il est produit. Nous abordons, ensuite, la question de savoir si les différentes sources de variations induisent différents degrés de difficulté ou si elles sont équivalentes pour l’utilisateur. Pour celà, nous décrivons une nouvelle étude sur la perception de la difficulté des gestes multi-doigts.Après avoir compris la variabilité de gestes multi-doigts, nous fournissons un ensemble d’outils: nous proposons d’abord une nouvelle étape de prétraitement des gestes multi-doigts, Match-Up, qui structure les mouvements des doigts. Nous appliquons ensuite Match-Up dans le cadre de la reconnaissance (Match-Up & Conquer), et nous amélio-rons les taux de reconnaissance de 10%. Enfin, nous introduisons le concept du mouvement rigide et nous étudions son potentiel pour rendre l’interaction plus flexible. / This thesis presents our research investigations on multi-touch gesture variability. We first study multi-touch gesture variability from a user perspective, and then we investigate applicable tools and techniques for multi-touch interaction.Towards understanding multi-touch variability, we set-up a pair of user studies. From the first study, we outline a tax-onomy of multi-touch gestures in which we present the different aspects of a single unified dynamic mechanism ruling users in the achievement of a multi-touch gesture. From the second study, we provide a more comprehensive analysis on multi-touch gesture variability. We differentiate between the major and minor sources of variation during gesture articulation and outline eight representative gesture classes. We analysis the link between gesture shape and gesture articulations. Moreover, we address the question of whether these different sources of variations induce different degree of articulation difficulty or if they are equivalent from a user-centric perspective. We there-by conduct the first investi-gation on the user-perceived difficulty of multi-touch gesture articulations. After studying multi-touch gestures from a purely user-centric perspective, we provide a set of tools: we first propose a new preprocessing step, Match-Up, that structures finger movements. We then apply Match-Up to recognize multi-touch input under unconstrained articulation (Match-Up & Conquer), for which we show an improvement in recogni-tion accuracy of up to 10%. Finally, we introduce the concept of rigid movement and investigate its potential usage in order to strength interaction and offer users more flexibility in articulating gestures.