Ce travail de recherche présente des concepts généraux pour l'évaluation de la performance des environnements de réalité virtuelle qui sont pertinents pour l'activité de conception des produits manufacturés. De plus il, vise à présenter aussi le contexte de la recherche pour l'industrie automobile thaïlandaise, car cette thèse soulaite elevelopper de nouvelles connaissances au profit de l'économie thaïlandaise. Cette recherche couve plusieurs contextes concernant l'interaction homme machine mais aussi l'évaluation de la réalité virtuel pour dans les secteurs industriels et éducatifs. L'état de l'art pertinent pour cette recherche comprend les thématiques: interface utilisateur, les problèmes liés aux facteurs humains, mais aussi l'évaluation de l'utilisabilité, le souhait ici est d'aller plus loin vers l'évaluation de l'utilité des système realité virtuelle. Nous devons identifier des critères abstraits d'évaluation dont, l'affordance, l'ergonomie, l'intuitivité, la tangibilité et la fatigue qu'implique ces environnement. Cette évaluation de l'environnement de réalité virtuelle nécessite le développement el' une method adapté à ces critères. Nous sommes spécifiquement intéressé par les étapes de conception ou de préparation de la fabrication, et plus particulièrement dus les activités d'assemblage et de simulation de mouvements. La conception d'un environnement de réalité virtuelle et la mise en œuvre d'une application informatique qui soutient l'évaluation de ces activités sont présentées. L'objectif principal d'une telle application reste l'évaluation de la performance des environnements de réalité virtuelle pour soutenir les tâches des concepteurs et des ingénieurs.Cette recherche a conduit à deux expériences: la première pour valider l'évaluation et la comparaison de la performance d'un environnement de realité virtuel par l'utilisation de capteurs de base mesmont la complétude de la tâche, sa durée et l'instabilité des gestes de l'utilisateur. La tâche testée connect ne l'assemblage de vis permettant l'analyse des mouvements de base tels que la translation, la rotation, l'orientation et l'insertion dans les alésages. Nous avons mis en œuvre l'expérience sur quatre environnements et avons invité 40 participants à notre protocole expérimental. La deuxième expérience a été organisée autour d'une simulation de mécanisme de came à barillet qui fonctionne avec un seul mouvement de rotation mais qui fournit une trajectoire 3D de complexe. Les experts en conception peuvent avoir des difficultés à anticiper le comportement de ce système. Ils éprouvent généralement des difficultés lors du réglage des paramètres de conception pour s'assurer que le mécanisme fonctionne bien. On étudie donc la capacité de la réalité virtuelle à surpasser ces difficultés. Si cette capacité est démontrée, il est également prévu d'évaluer et de comparer les performances du système d'environnement de la réalité virtuelle par l'utilisation d'une technique d'évaluation abstraite de haut niveau associée aux capteurs de bas niveau. Trente participants ont été impliqués dans cette expérience où les deux capteurs de base ont été capturés et des critères de haut niveau ont été évalués via un questionnaire. Encore une fois, les quatre environnements, y compris la stéréoscopie ou le dispositif haptique, ont été utilisés pour établir des comparaisons à l'égard de cette nouvelle tâche. / The aim of this research introduces general concepts for performance assessment of virtual reality environments which are relevant to the design activity of manufactured products. Moreover, it aims to present also the context of the research respect to the Thai automotive industry, because this thesis expect to build new knowledge for the benefit of Thailand economy. This research covers several contexts of Human-Computer Interaction research as well as evolution of the VR assessment in the industrial and educational sector. The state of the art with direct relevance for the current research includes: user interface, human factor issues but also usability assessment but the wish here is to go a step further towards utility assessment. This research focuses on abstract level assessment criteria including: affordance, ergonomics, intuitiveness, tangibility, and tiredness assessments. We propose and analyse an assessment method of virtual reality for given activities. We are specifically concerned by activities involved at design stage or at manufacturing preparation stage and we have a deep focus on assembly activity and motion simulation. The design of a virtual reality environment and the implementation of a computer application that supports the evaluation of these activities are presented. The main objective of such application remains the assessment of the performance of virtual reality environments to support the tasks of designers and engineers.This research consists of two main activities: The first experience to validate the evaluation and comparison of the performance of the VRES by the use of low basic sensors consisting of docking quality, task duration, and gesture instability sensor. The experimental task is a set of simple screw assemblies allowing the analysis of the basic movements such as translation, rotation, orientation, and insertion into the holes. We have implemented the experiment on four environments and invited 40 participants to our experiment protocol. The second experience was thus organized around a barrel cam mechanism simulation which is operated with a single rotation motion but which provides a complex cam 3D trajectory. Even design experts may have some difficulties to anticipate the behaviour of this system. They usually experience difficulties when tuning design parameters to ensure that the mechanism is working well. It is thus investigated virtual reality capacity to overpass these difficulties. If this capacity is demonstrated, it is also expected to evaluate and compare the performance of the virtual reality environment system by the use of high level abstract assessment technique combined with low level sensors. Thirty participants have been involved in an experience where both basic sensors and high level assessment criteria were captured. Four virtual reality environments including either stereoscopy or haptic force-feedback device were compared respect to a given task.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um método de controle de distorção adequado ao design de superfície de produto industrial, com forma tridimensional não planificável, produzido em larga escala, de modo a minimizar as distorções gráficas procedentes da aplicação de uma imagem bidimensional em um objeto tridimensional com superfície não planificável, considerando, principalmente, a complexidade da geometria do objeto. Essa pesquisa justifica-se quando se verifica o aumento de produtos com formas não planificáveis no mercado e a visível dificuldade dos profissionais em resolver problemas de distorções das imagens quando o objeto tem uma geometria complexa. Além disso, o estudo visa contribuir também com a redução de custos de desenvolvimento desse tipo de produto, já que estuda um método que possibilita a verificação digital, eliminando os custos físicos de tentativa e erro. O método utiliza recursos de representação paramétrica de superfícies, que viabilizam a manipulação de objetos tridimensionais complexos no meio computacional e que são definidos por equações que relacionam um domínio paramétrico plano e o espaço tridimensional. Para cada uma das dimensões (x, y e z) do espaço tridimensional, existe uma equação que faz a relação com o espaço paramétrico bidimensional de coordenadas u e v. Dentre esses recursos, os mais utilizados são: mapeamento de textura e render to texture. A indústria de desenhos animados e games tridimensionais costuma utilizar com frequência estes recursos computacionais para melhorar o realismo de suas imagens. Nesta pesquisa, estudase a possibilidade de direcionar essas ferramentas computacionais para a indústria de produtos físicos manufaturados produzidos em série. A pesquisa propõe-se estudar três casos de produtos com superfícies não planificáveis de materiais distintos e processos de produção diferentes entre si. A partir dos três estudos de casos é proposto o método que visa permitir a solução sistematizada dessa classe de problema relacionado às distorções. A verificação do método é realizada, com resultados significativos, em conjunto com três grandes empresas nacionais localizadas da região sul do Brasil. O primeiro estudo de caso consiste em uma tigela de cerâmica da empresa Oxford®; o segundo, uma chaleira de metal da empresa Tramontina®, e o terceiro, uma sandália de polímero da empresa Grendene®. Assim, por meio desta pesquisa, espera-se ampliar a área do conhecimento que circunscreve o design de superfície, ampliando os meios que facilitem a atividade projetual e apontando para a necessidade de instrumentos tecnológicos que venham facilitar os projetos de superfícies de objetos com formas não planificáveis. / This work aims to develop a distortion control method adequate for surface design of mass-produced industrial products with non-planable tridimensional shape, so as to minimize the graphic distortions resulting from the application of a bidimensional image onto a tridimensional object with non-planable surface, taking into consideration mainly the complexity of the object’s geometry. The justification for this research lies in the increase of products with nonplanable shapes available on the market and in the clear difficulty of professionals to solve image distortion problems when the object presents complex geometry. Besides, this research aims to contribute to the reduction of costs of developing this kind of product, seeing that it studies a method that enables digital verification so eliminating the physical costs of trial and error. The method uses resources of parametric representation of surfaces, which enable the manipulation of complex 3D objects in the computational environment, and which are defined by equations that relate one plane parametric domain and the tridimensional space. For each dimension (x, y e z) of the tridimensional space there is an equation that makes the relation with the bidimensional parametric space with coordinates u and v. The most frequently used computational resources are texture mapping and render to texture, which are often used by the industry of 3-D animation to improve the realism of their images. In this work we study the possibility to apply these computational tools in the industry of manufactured products. This research contemplates three case studies of products with non-planable surfaces of different materials and different manufacturing processes. We then propose a method that allows a systematized solution for distortion-related problems. The verification of the method, which showed meaningful results, was carried out together with three large national enterprises located in the southern region of Brazil. The first case study consists in a ceramic bowl by Oxford®; the second, a metal kettle by Tramontina®; and the third, a polymer sandal by Grendene®. With this research we expect to expand the field of knowledge in which surface design is inserted thus extending the resources for the projectual activity and pointing to the need for technological tools that may help with the projects of surfaces of objects with non-planable shape.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um método de controle de distorção adequado ao design de superfície de produto industrial, com forma tridimensional não planificável, produzido em larga escala, de modo a minimizar as distorções gráficas procedentes da aplicação de uma imagem bidimensional em um objeto tridimensional com superfície não planificável, considerando, principalmente, a complexidade da geometria do objeto. Essa pesquisa justifica-se quando se verifica o aumento de produtos com formas não planificáveis no mercado e a visível dificuldade dos profissionais em resolver problemas de distorções das imagens quando o objeto tem uma geometria complexa. Além disso, o estudo visa contribuir também com a redução de custos de desenvolvimento desse tipo de produto, já que estuda um método que possibilita a verificação digital, eliminando os custos físicos de tentativa e erro. O método utiliza recursos de representação paramétrica de superfícies, que viabilizam a manipulação de objetos tridimensionais complexos no meio computacional e que são definidos por equações que relacionam um domínio paramétrico plano e o espaço tridimensional. Para cada uma das dimensões (x, y e z) do espaço tridimensional, existe uma equação que faz a relação com o espaço paramétrico bidimensional de coordenadas u e v. Dentre esses recursos, os mais utilizados são: mapeamento de textura e render to texture. A indústria de desenhos animados e games tridimensionais costuma utilizar com frequência estes recursos computacionais para melhorar o realismo de suas imagens. Nesta pesquisa, estudase a possibilidade de direcionar essas ferramentas computacionais para a indústria de produtos físicos manufaturados produzidos em série. A pesquisa propõe-se estudar três casos de produtos com superfícies não planificáveis de materiais distintos e processos de produção diferentes entre si. A partir dos três estudos de casos é proposto o método que visa permitir a solução sistematizada dessa classe de problema relacionado às distorções. A verificação do método é realizada, com resultados significativos, em conjunto com três grandes empresas nacionais localizadas da região sul do Brasil. O primeiro estudo de caso consiste em uma tigela de cerâmica da empresa Oxford®; o segundo, uma chaleira de metal da empresa Tramontina®, e o terceiro, uma sandália de polímero da empresa Grendene®. Assim, por meio desta pesquisa, espera-se ampliar a área do conhecimento que circunscreve o design de superfície, ampliando os meios que facilitem a atividade projetual e apontando para a necessidade de instrumentos tecnológicos que venham facilitar os projetos de superfícies de objetos com formas não planificáveis. / This work aims to develop a distortion control method adequate for surface design of mass-produced industrial products with non-planable tridimensional shape, so as to minimize the graphic distortions resulting from the application of a bidimensional image onto a tridimensional object with non-planable surface, taking into consideration mainly the complexity of the object’s geometry. The justification for this research lies in the increase of products with nonplanable shapes available on the market and in the clear difficulty of professionals to solve image distortion problems when the object presents complex geometry. Besides, this research aims to contribute to the reduction of costs of developing this kind of product, seeing that it studies a method that enables digital verification so eliminating the physical costs of trial and error. The method uses resources of parametric representation of surfaces, which enable the manipulation of complex 3D objects in the computational environment, and which are defined by equations that relate one plane parametric domain and the tridimensional space. For each dimension (x, y e z) of the tridimensional space there is an equation that makes the relation with the bidimensional parametric space with coordinates u and v. The most frequently used computational resources are texture mapping and render to texture, which are often used by the industry of 3-D animation to improve the realism of their images. In this work we study the possibility to apply these computational tools in the industry of manufactured products. This research contemplates three case studies of products with non-planable surfaces of different materials and different manufacturing processes. We then propose a method that allows a systematized solution for distortion-related problems. The verification of the method, which showed meaningful results, was carried out together with three large national enterprises located in the southern region of Brazil. The first case study consists in a ceramic bowl by Oxford®; the second, a metal kettle by Tramontina®; and the third, a polymer sandal by Grendene®. With this research we expect to expand the field of knowledge in which surface design is inserted thus extending the resources for the projectual activity and pointing to the need for technological tools that may help with the projects of surfaces of objects with non-planable shape.

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um método de controle de distorção adequado ao design de superfície de produto industrial, com forma tridimensional não planificável, produzido em larga escala, de modo a minimizar as distorções gráficas procedentes da aplicação de uma imagem bidimensional em um objeto tridimensional com superfície não planificável, considerando, principalmente, a complexidade da geometria do objeto. Essa pesquisa justifica-se quando se verifica o aumento de produtos com formas não planificáveis no mercado e a visível dificuldade dos profissionais em resolver problemas de distorções das imagens quando o objeto tem uma geometria complexa. Além disso, o estudo visa contribuir também com a redução de custos de desenvolvimento desse tipo de produto, já que estuda um método que possibilita a verificação digital, eliminando os custos físicos de tentativa e erro. O método utiliza recursos de representação paramétrica de superfícies, que viabilizam a manipulação de objetos tridimensionais complexos no meio computacional e que são definidos por equações que relacionam um domínio paramétrico plano e o espaço tridimensional. Para cada uma das dimensões (x, y e z) do espaço tridimensional, existe uma equação que faz a relação com o espaço paramétrico bidimensional de coordenadas u e v. Dentre esses recursos, os mais utilizados são: mapeamento de textura e render to texture. A indústria de desenhos animados e games tridimensionais costuma utilizar com frequência estes recursos computacionais para melhorar o realismo de suas imagens. Nesta pesquisa, estudase a possibilidade de direcionar essas ferramentas computacionais para a indústria de produtos físicos manufaturados produzidos em série. A pesquisa propõe-se estudar três casos de produtos com superfícies não planificáveis de materiais distintos e processos de produção diferentes entre si. A partir dos três estudos de casos é proposto o método que visa permitir a solução sistematizada dessa classe de problema relacionado às distorções. A verificação do método é realizada, com resultados significativos, em conjunto com três grandes empresas nacionais localizadas da região sul do Brasil. O primeiro estudo de caso consiste em uma tigela de cerâmica da empresa Oxford®; o segundo, uma chaleira de metal da empresa Tramontina®, e o terceiro, uma sandália de polímero da empresa Grendene®. Assim, por meio desta pesquisa, espera-se ampliar a área do conhecimento que circunscreve o design de superfície, ampliando os meios que facilitem a atividade projetual e apontando para a necessidade de instrumentos tecnológicos que venham facilitar os projetos de superfícies de objetos com formas não planificáveis. / This work aims to develop a distortion control method adequate for surface design of mass-produced industrial products with non-planable tridimensional shape, so as to minimize the graphic distortions resulting from the application of a bidimensional image onto a tridimensional object with non-planable surface, taking into consideration mainly the complexity of the object’s geometry. The justification for this research lies in the increase of products with nonplanable shapes available on the market and in the clear difficulty of professionals to solve image distortion problems when the object presents complex geometry. Besides, this research aims to contribute to the reduction of costs of developing this kind of product, seeing that it studies a method that enables digital verification so eliminating the physical costs of trial and error. The method uses resources of parametric representation of surfaces, which enable the manipulation of complex 3D objects in the computational environment, and which are defined by equations that relate one plane parametric domain and the tridimensional space. For each dimension (x, y e z) of the tridimensional space there is an equation that makes the relation with the bidimensional parametric space with coordinates u and v. The most frequently used computational resources are texture mapping and render to texture, which are often used by the industry of 3-D animation to improve the realism of their images. In this work we study the possibility to apply these computational tools in the industry of manufactured products. This research contemplates three case studies of products with non-planable surfaces of different materials and different manufacturing processes. We then propose a method that allows a systematized solution for distortion-related problems. The verification of the method, which showed meaningful results, was carried out together with three large national enterprises located in the southern region of Brazil. The first case study consists in a ceramic bowl by Oxford®; the second, a metal kettle by Tramontina®; and the third, a polymer sandal by Grendene®. With this research we expect to expand the field of knowledge in which surface design is inserted thus extending the resources for the projectual activity and pointing to the need for technological tools that may help with the projects of surfaces of objects with non-planable shape.