A l'instar d'autres domaines d'activités, l'environnement du marin s'est enrichi d'appareils électroniques à des fins d'aide à la navigation et de sécurité. Dans le cas de la navigation maritime, ces dispositifs ont pour principal but de donner des informations sur l'environnement dans lequel évolue le bateau: profondeur d'eau, bouées de signalisation par exemple et sur son état: cap, vitesse, etc. La complexité et le nombre d'appareils à bord des bateaux dépendent de la taille du bateau, d'un GPS portatif pour un jet-ski à un ensemble complexe d'ECDIS, de radar et d'AIS sur les cargos. Aujourd'hui, malgré l'évolution des appareils d'aide à la navigation, les accidents perdurent (échouage et collisions) et sont en partie dus aux erreurs humaines (33%). Il existe 3 grandes causes:- La charge cognitive trop importante. Cette dernière est liée à la complexité des appareils (ECDIS par exemple) [Jie and Xian-Zhong, 2008], leurs nombres et leurs orientations différentes de la vue pont [Prison and Porathe, 2007].- La mobilité de l'information. La majorité des appareils électroniques à bord des bateaux est positionné à un endroit et ne permet pas l'accès aux données en dehors de cet emplacement.- Le manque de pratique de plaisanciers. Les règles de navigation sont indispensable à la sécurité du marin et peuvent être oubliées par manque de pratique et causent des incidents (ou accidents). Dans ces travaux, nous proposons une solution mobile pour rendre accessible Les données en tout point du bateau. De plus, le prototype est basé sur la technologie de réalité augmentée pour afficher les données dans le champ de vision de l'utilisateur pour une réduction de la charge cognitive. Enfin l'application exécutée sur le prototype délivre uniquement les informations essentielles pour une navigation sécurisée. La première partie de cette thèse détaille une étude utilisateur menée pour comprendre les habitudes et les besoins des plaisanciers afin de sélectionner les données à afficher et leur représentation graphique. Suite à cette étude, une analyse du besoin logiciel et matériel a été menée. Le but de cette analyse est de lister les différents éléments pouvant supporter les contraintes maritimes (soleil, brouillard, nuit, houle, mobilité) afin de proposer un appareil et une application mobile sur technologie de réalité augmentée. La deuxième partie de cette thèse aborde le design du prototype (architecture, display) et du logiciel. Cet ensemble a pour but d'aider le plaisancier lors de conditions météos difficiles. La technologie mise en œuvre dans ce nouvel outil est la réalité augmentée, plus précisément Optical See-through. Le principe de l'application exécutée sur le prototype est un serveur proposant des services à l'utilisateur en fonction des appareils disponibles à bord du bateau tout en limitant la charge cognitive du marin. En effet, l'application conserve uniquement les informations utiles et les affiche dans le champ de vision de l'utilisateur, de plus elles sont superposées à sa vue directe sur le monde.La dernière partie, elle, décrit le générateur de carte qui nous permet d'extraire les données maritimes issues de différents formats de carte pour les adapter au format 3D utilisé dans l'application. Ce dernier est capable de placer automatiquement des objets 3D pour représenter le système de balisage, les amers, etc. Ce générateur a été développé pour reconstituer des zones interdites comme les zones de profondeurs, d'interdiction de chasse sous-marine, etc. Ceci a été mis en œuvre afin de répondre au mieux aux besoins de tous types de plaisanciers, de l'utilisateur de jet-ski au yacht et du pêcheur au plongeur amateur par exemple. / Compared to the other activities, the sailor's environment has been enhanced with electronic devices in order to help the sailor and improve the security. In case of maritime navigation, these devices are mainly used to give information on the environment which the boat moves such as the water depth, seamarks for instance and its state: bearing, speed, etc. The complexity and the number of devices onboard depend on the boat size, from a wearableGPS on a jet-ski to a complex set of ECDIS, radar and AIS on a merchant ship. Today, despite the evolution of the navigational aid devices, the accidents still happen and they are due in part to human errors (33%). There are 3 main causes: The cognitive load issue. The latter is linked to the complexity of devices (ECDIS for instance [Jie and Xian-Zhong, 2008]); their quantity and their orientations which is different from the bridge view or the user's field of view [Prison and Porathe, 2007]. The information's mobility. Most of the devices onboard are put in a specific place and the data are not accessible outside this place. The lack of practice of the recreational boats owner. The maritime navigation rules are vital to sail safely but some of sailors can forget some significations and an accident may result from a wrong choice.In this thesis, we provide a mobile solution to make accessible data everywhere on the boat. Furthermore, the prototype is based on the augmented reality technology to display data in the user's field of view to reduce cognitive load. Finally, the application run on the prototype delivers only the relevant information for a safe navigation. The first part in this thesis details a user study conducted to understand the sailor's habits and their needs in order to select data to display and their graphical representation. Following this study, a needs analysis on the software and hardware has been realized. The purpose of this analysis is to list the different elements that are usable under maritime constraints (sun, fog, night, swell, mobility) in order to provide a device and a mobile application based on the augmented reality technology.The second part in this thesis reaches the prototype (architecture, display) and the software design. Both of them aim to help the sailors when the weather is bad. The technology used in this new tool is the augmented reality, more precisely an Optical see-Through system. The principle of the application run on the prototype is like a server, which provides services to the user depending on devices available onboard, while limiting the sailor's cognitive load. Indeed, the applications keeps only the useful data and display them in the user's field of view, furthermore they are superimposed on his/her direct view of the world.The last part in this thesis details the chart generator, which allows us to extract maritime data from different chart formats to adopt the 3D one used in the application. The latter is able to automate the placement of the 3D objects to build the buoyage system, landmarks, etc. This generator has been developed to recreate the danger areas such as depth areas, prohibited diving areas and so on. This has been done to satisfy user's expectations from the jet-ski to the yacht owner and the fisher man to the diver for instance.

Målet med detta projekt är att ta fram en applikationsprototyp för Androidenheter som ska locka användare av applikationen till och tillbaka till broparken i Skönsberg med hjälp av augmented-reality. Applikationen ska känna av om användaren befinner sig inom eller utanför parkens område och visa olika bilder/modeller på specifika GPS-koordinater i det digitala lagret beroende på användarens positionering. Arbetet har genomförts i samarbete med Dohi på uppdrag av Sundsvalls kommun där regelbundna möten hafts med uppdragsgivaren. Utvecklingen av applikationen sker i PhoneGap med Wikitude-plugin. Projektet har resulterat i en applikationsprototyp som använder ActionRanges, som är en typ av GeoFence, för att presentera olika bilder hämtade från en egen server i det digitala lagret beroende på användarens position. Användarna har inom parkens område möjlighet att själv påverka de bilder som visas i det digitala lagret genom att i applikationen ta en bild som laddas upp till servern där bilderna lagras och där bilden som tagits även visar det digitala lagret.

Human anatomy is traditionally taught using textbooks and dissections. With the advent of computer graphics, using 3D applications have started to see much more use in medical educations around the world. Today, technology such as Augmented Reality and Virtual Reality are on everybody’s lips, and many are now curious what we can do with this new technology. This thesis explores how Augmented Reality can be used in medical education to teach human anatomy. Two application prototypes were developed for the Microsoft Hololens that together tests different ways to use and interact with Augmented Reality. These applications were then tested in a case study with six medical students. From this study a number of hypotheses were formulated.

Ce mémoire de thèse de doctorat présente l'évaluation d'un système de réalité mixte dans le cadre d'une utilisation sur le site d'opération de construction. Il s'agit notamment de déterminer la pertinence d'un tel outil mobile pour des opérateurs pour les assister dans leurs tâches quotidiennes, et notamment dans la préparation et le suivi des opérations de construction ou rénovation. Cet outil se voudrait être un outil d'aide à la décision pour les maîtres d'ouvrages et maîtres d'œuvre. Le cas d'étude porte sur la rénovation virtuelle des baies anciennes (datées du XVIIIème siècle) dans une cellule des bâtiments conventuels de Cluny (Saône et Loire, France). L'approche consiste à comparer l'efficacité, la précision et la rapidité d'opérateurs dans la réalisation de tâches identiques. Trois méthodes liées à l'utilisation des nouvelles technologies dans le domaine de l'AIC (Architecture Ingénierie et Construction) sont comparées, elles ont guidé la définition du protocole expérimental. La première méthode traditionnelle fournit à l'opérateur de la documentation papier. La seconde met en œuvre la dématérialisation des données constructives, accessibles depuis un ordinateur de bureau. La troisième méthode plus innovante ajoute à la précédente l'accès colocalisé à la base de données grâce à un terminal mobile. Une étude qui a suivi a porté sur la visualisation et l'interprétation de résultats de simulation thermique, en réalité virtuelle. La comparaison des trois premières méthodes a donné lieu à une première expérimentation dont les résultats ont montré la légère prédominance du second scénario (travail sur ordinateur de bureau). Cependant, au-delà des aspects d'ergonomie et d'interface utilisateur, des investigations complémentaires doivent être menées pour étudier l'opportunité du développement du BIM in situ, c'est-à-dire l'utilisation du modèle de données du bâtiment (BIM- Building Information Model) sur le chantier. / This dissertation presents the evaluation of an onsite augmented reality tool and its relevance for helping construction agents to prepare and monitor the progress of a building's construction or renovation through a mobile device. The case study focuses on virtual renovation works regarding an ancient window –dated eighteenth century- in a room of the Cluny (Saone et Loire, France) abbey buildings. The study aims at comparing the efficiency and the precision of users' behavior in four situations while performing identical sets of tasks. Three methods related to the ICT uses of onsite AEC (Architecture, Engineering and Construction) guided the experiment: the first method focuses on paper-based content; the second method provides a digital model of the project on a workstation. The third method consists in using a full digital model with colocation access to the database on a mobile device. The fourth method considers working in an immersive room to interpret thermal simulation data. The result of this work is dedicated mainly as a decision-aid tool for project owners and constructors. The comparison between these methods led to a first experiment whose results favor the second method, which implies working on a desktop workstation. However, beyond the aspect of ergonomics and user interface, further investigations are necessary to study the propriety of using the Building Information Model (BIM) on the construction site.

L'analyse de visibilité est une question importante de la recherche qui peut trouver des applications dans de nombreux domaines: sécurité, conception de réseau sans fil, gestion du paysage, mise en oeuvre d'accès piétonniers .... La prise en compte de la troisième dimension dans le calcul de visibilité est un réel défi. Seules quelques solutions peuvent détecter les obstacles 3D qui limitent l'isovist. Dans cette communication, nous présentons un nouvel algorithme qui peut détecter tous les objets qui bloquent la vue dans un environnement 30 reconstitué numériquement intégrant le relief. Une démonstration avec des données SIG est également effectuée.La reconnaissance automatique des bâtiments est une étape essentielle pour la réalité augmentée et un outil possible pour la géolocalisation d'une prise de vue. Les recherches dans ce domaine n'utilisent pas la localisation par contenu de l'image. Cet article présente une méthodologie pour l'enrichissement d'une base de données urbaine SIG grâce à un descripteur de texture de façade calculé sur des images de référence. Cet indicateur est ensuite utilisé pour retrouver ce bâtiment dans une nouvelle image et le localiser dans une base de données SIG 3D afin d'estimer sa position et son orientation dans le repère de l'appareil photographique qui a pris le cliché. La qualité des résultats obtenus fait l'objet d'une discussion. / The isovist or vision field is an interesting topic with many applications in different fields: security, wireless networkdesign, landscape management and analysis, pedestrian access .... Taking in account 3D environment is a verychallenging task. Only a few solutions can detect 3D obstacles that limit the vision field. We present in this paper a newalgorithm that can detect all the objects which block the sight in a 3D environment including the ground surface. A demonstration with GIS data is also given.Building recognition is the first step for augmented reality and the geolocation of the camera. Research in this field usually does not use the content of the image to locate it. This paper presents a methodology for enhancing and complementing a GIS database of buildings with a texture descriptor of the facades by using information extracted from reference images. This descriptor is used to locate any other image by searching similar texture in the image and locate it through the 3D GIS data base. The absolute position and orientation of the camera of the new image can then be computed if camera parameters (i.e. focal length) are known. The quality of the results is presented and discussed.

Augmented reality opens up a lot of possibilities for new types of games, where the real and the virtual world are mixed. Despite this, augmented reality games are still not very common, probably due to the fact that head-mounted displays (which are often used for augmented reality) are expensive. However, in recent years mobile phones have become more and more powerful, and since many of them have built-in cameras and rather large screens, they are a potential platform for augmented reality games. This thesis explores some of the problems and possibilities associated with the creation of augmented reality games for the Apple iPhone. In order to do that, a multi-player augmented reality game for the iPhone was implemented, and then a number of performance tests and a user study were conducted. The most important conclusion that was reached is that performance is a definite problem when creating augmented reality games for the iPhone. / Augmented reality (förstärkt/utökad verklighet) öppnar upp nya möjligheter för spel där den virtuella världen kombineras med den verkliga. Trots detta så finns det inte många augmented reality-spel tillgängliga, vilket kan bero på att head-mounted displays (som ofta använda till augmented reality) är dyra och inte särskilt lätt att få tag på. Mobiltelefoner är däremot väldigt lättillgängliga och de senaste åren har de blivit mer och mer kraftfulla. Eftersom många av dem dessutom har inbyggda videokameror och relativt stora skärmar, så har mobiltelefoner blivit en potentiell plattform för augmented reality-spel. Denna rapport utforskar några av de problem och möjligheter som är associerade med skapandet av augmented reality-spel för Apples mobiltelefon, iPhone. Ett multi-player augmented reality-spel implementerades för iPhone, och sedan genomfördes ett antal prestanda-tester och en användarstudie. Den viktigaste slutsatsen som drogs var att prestanda är ett stort problem när man skapar augmented reality-spel för iPhone.

Arbetet gick ut på att skapa designförslag på informationsstöd för infanterisoldater. För att åstadkomma detta samlades data in genom observation och intervjuer på militärövningsområdet Kvarn i Östergötland. Utifrån det insamlade materialet framställdes en kravlista som i sin tur låg till grund till designprocessen.Tre designförslag framställdes varav ett var på en handleds- eller vapenmonterad display, till största del riktad åt gruppchefer, och de övriga två förslagen huvudmonterade, dessa tänkta att kunna användas av alla soldater i fält. Fokus låg på att på ett så enkelt sätt som möjligt ge tillräcklig information om omgivningen och övriga gruppmedlemmars position för att öka soldatens situationsmedvetenhet och minska belastningen på arbetsminnet.

Detta projekt har skapat en design till en applikation, vars mål är att få människor i närnatur och samtidigt möjliggöra för dem att lära sig mer om den kulturhistoria denna natur har att bjuda.I projektet har designen till en guideapplikation för användning i miljö med kulturhistoriska arv undersökts och tagits fram. Projektet är en fallstudie och använder ramverket Minnesmark som en grund för designen.Designen är framtagen genom att använda en målinriktad designmetod och designprocess av Goodwin(2009). Med detta menas att personor och scenarier har varit de främsta verktygen för att generera krav till designen. Krav baseras även på ramverket Minnesmarks möjligheter och begränsningar. Vidare krav kommer även från intervjuer med två olika guider.En första design; en prototyp, utvärderades av åtta personer för att förbättra designen. Utifrån dessa förbättringar togs den slutgiltiga designen fram som består av fem olika delar vilka tillsammans skapar en applikation att använda i miljö med kulturhistoriska arv.

Detta examensarbete utfördes på Saab AB, Support & Service, i Tannefors, Linköping, samt vid Institutionen för datavetenskap på Linköpings universitet. Ett moment i kvalitetsarbetet för komplexa industriprodukter, som till exempel flygplan, är att skifta från tvådimensionellt konstruktionsunderlag till tredimensionellt. Tredimensionella modeller har funnits i flera år. Nackdelen med dessa modeller är att de inte kunnat bära någon extra information, förutom den information som krävs för att de ska vara uppritade. Tekniken har gått framåt och nu går det att lagra teknikinformation i modellerna samt göra simuleringar som inte gått att göra förut. I och med att teknikinformation finns i modellerna, går det även att använda denna information till de olika publikationer som skrivs. Syftet med denna studie är att analysera hur teknikinformationsflödet mellan modeller och användare kan komma att se ut vid användning av modellbaserat konstruktionsunderlag, samt att föreslå exempel på hur tekniska publikationer för Gripen NG kan komma att se ut i framtiden. När all information finns i modellen, behövs inte lika mycket personal som redigerar bilder eller skriver text. Detta kommer innebära ekonomisk vinst och efter ett tags användning, kommer det även ge en ytterligare ekonomisk vinst, eftersom användarna har lärt sig hur produkten fungerar och på så sätt blivit effektivare på att använda den än de nuvarande dokumenten. / This thesis was carried out at Saab AB, Support & Service, in Tannefors, Linköping, and at the Department of Computer Science at Linköping University. One item in the quality work for complex industrial products, such as aircrafts, is to shift from two-dimensional design data to three-dimensional. Three-dimensional models have been around for years. The disadvantage of these models is that they could not carry any extra information, in addition to the information necessary for them to be plotted. The technology has moved on and now it is possible to store technical information in the models and do simulations that didn't work before. As the technical information is contained in the models, you can also use this information to the various publications that are printed. The purpose of this study is to analyze how the technical information flow between models and users, and also to propose examples of how technical publications for the Gripen NG may be in the future when using model-based design documents. Once all information is in the model, it is not needed to have as much staff employed for editing pictures or writing text. This will involve a financial gain, and after some time, it will also provide an additional financial benefit, because the users have learned how the product works and will be more efficient in using it than the current documents.

This project aims to make 3D modeling easy through the use of augmented reality. Black and white markers are used to augment the virtual objects. Detection of these is done with help from ARToolKit, developed at University of Washington. The model is represented by voxels, and visualised through the marching cubes algorithm. Two physical tools are available to edit the model; one for adding and one for removing volume. Thus the application is similar to sculpting or drawing in 3D. Thee resulting application is both easy to use and cheap in that it does not require expensive equipment.