First of all, it is important to remind that the squeeze film effect reduces friction.
Therefore, when the command is high, the surface is more slippery than when the command is low.
-Therefore on the figures, the left and bottom sides correspond to high friction and the right and top sides correspond to low friction.
+Therefore on the figures, the left and bottom sides correspond to high friction, and the right and top sides correspond to low friction.
Therefore we explain the fact that the higher difference between the reference levels and the JND are on the edge values (\degr{0}, \degr{144}, and \degr{180}) with the non-linearity of both the effect produced by the command (effect on \degr{0}) and the perception of the mechanical effect (effect on \degr{144}, and \degr{180}).
-The overall, and conservative, recommendation here is to use differences of phase shift greater than \degr{100} to create patterns with this implementation of Stimtac (larger mean JND plus standard deviation).
-In any case it is unlikely users can perceive difference of phase shift lower than \degr{10} (lower mean JND minus standard deviation).
+The overall and conservative recommendation here is to use differences of phase shift greater than \degr{100} to create patterns with this implementation of Stimtac (larger mean JND plus standard deviation).
+In any case, it is unlikely users can perceive a difference of phase shift lower than \degr{10} (lower mean JND minus standard deviation).
Unfortunately, at the time I am writing this I have no access to the amplitude measurement data.
-This makes impossible to draw more general recommendations.
-The measurement with a laser vibrometer of a \degr{180} commang gives a $2.2\mu m$ amplitude of vibration.
+This makes it impossible to draw more general recommendations.
+The measurement with a laser vibrometer of a \degr{180} command gives a $2.2\mu m$ amplitude of vibration.
It is however difficult to measure an actual friction value because it depends on the force applied on the surface, which varies when users move their finger to explore the surface.
\subsubsection{Output vocabulary: Tactile Textures}
-Definition
+The exploration of low level parameters such as the difference of friction between two adjacent zones as discussed in the previous section, enables the design of highel level tactile parameters such as textures.
+There is a vast literature on the perception of tactile textures.
+It is an active research topic in psychology for decades.
+However we struggled finding an exact definition of a tactile texture.
+Many studies like~\cite{lederman82,lederman72,yoshioka01} focus on roughness.
+Roughness can be seen as a fine-grain texture for which users do not feel individual elements.
+There is research in the physical world, with studies on fabrics~\cite{parriaux19,picard03}.
+In the digital world, there is a notion of patterns~\cite{gescheider05}, that are sometimes direct translations of visual textures~\cite{ikei97}.
+Schellingerhout studied repeated patterns, and describes 3 configurations~\cite{schellingerhout98}.
+The first one is \emph{smooth textures}, which corresponds to a uniform signal without repetition.
+The second one is a \emph{homogeneous texture}, which is a repeated pattern without variations.
+The last one is a \emph{gradient texture}, which is a repeated pattern of different scales.
+Therefore the multi-scale aspect nature of texture is an important element to consider~\cite{hollins00}.
+
+\paragraph{Definition}
+
+We took inspiration from this research topic to propose a definition of a \defword{Tactile Texture}~\cite{potier12}.
+
+\begin{definition}{Tactile Texture}
+ We define
+\end{definition}
+
+Pour le toucher, nous appelons texture une séquence spatiale ou temporelle d’éléments singuliers (i.e. une forme distincte du fond), périodique ou non, formant un motif dont la complexité est variable (Figure 1). L’ordre de grandeur de ces éléments est inférieur à la taille d’un doigt pour qu’ils ne soient pas considérés comme des objets à part entière. Plusieurs motifs peuvent s’associer à des échelles différentes, procurant différents niveaux de détails à la texture, comme par exemple la rugosité due à la microstructure du matériau et l’organisation spatiale de picots en reliefs. La notion de texture peut être envisagée dans un nombre quelconque de dimensions spatiales (typiquement 1, 2 ou 3).
+Le concept de textures amène donc à s’interroger sur les formes – spatiales ou temporelles – et plus généralement sur la perception de ces formes. Nous pourrions alors faire la distinction avec le concept d’icône, qui comme nous allons le voir par la suite, se base sur ces formes, mais dont l’étude pose cette fois des questions de sens, avec un objectif in- formatif. Ces deux dimensions cognitives de perception et de sens sont bien-sûr intimement liées, mais nécessitent des approches différentes pour leur étude.
+
+Perception des textures tactiles
+Le toucher permet une appréciation locale d’un objet, né- cessairement située au point de rencontre entre le corps et la partie explorée. C’est la modalité perceptive du contact par excellence. Pour percevoir des caractéristiques glo- bales d’un objet, comme sa forme ou sa texture, une ex- ploration est donc nécessaire. Celle-ci peut prendre diffé- rentes formes, directement liées à la caractéristique explo- rée. On parle alors de procédures exploratoires [24, 15]. Par exemple, une pression tangentielle permet de percevoir la densité d’un matériau, ou encore un contact statique per- met de percevoir sa température. C’est principalement le balayage latéral qui permet de percevoir la rugosité d’une surface.
+Presque tous les travaux sur la perception des textures s’inté- ressent à la rugosité des matériaux [21]. Celle-ci correspond à l’échelle de la microstructure qui est aisément détectable par le toucher du fait de la résolution élevée de récepteurs de la peau, en particulier au bout des doigts. Deux types de stimulation contribuent à la perception de la rugosité : la va- riation spatiale de singularités et les vibrations [19]. Pour les textures très fines, ce sont surtout les vibrations qui per- mettent leur perception par le système haptique [18]. Une étude [29] a montré que la rugosité est invariante de la vi- tesse relative d’une surface mise en mouvement sur un doigt immobile, ce qui laisserait cette fois penser que la rugosité dépend des caractéristiques spatiales des reliefs (ici des pi- cots). Dans ce sens, Cascio et Sathian [12] ont étudié l’in- fluence de la taille des plateaux et des creux, ainsi que de leur fréquence de variation, dans la perception de la rugosité. Les auteurs établissent que c’est essentiellement la taille des creux qui influence la perception de la rugosité.
+Nous savons déjà que l’utilisation d’un gradient de tex- ture peut aider à reproduire une position ainsi qu’une dis- tance [40]. D’autre part, dans une exploration libre, la per- ception de l’orientation d’une texture est possible en compa- rant celle-ci à une texture adjacente de référence [20]. Jin et Hughes [22] ont montré que même en compensant des gra- dients de texture à une dimension par des vitesses d’explora- tion relatives, afin de fournir une rugosité constante, les par- ticipants étaient toujours capables de détecter ces gradients. Il a aussi été montré qu’un gradient positif (organisé du moins dense au plus dense) permettait d’atteindre plus rapi- dement des cibles qu’avec un gradient négatif [37]. Ces tex- tures étaient proposées dans un environnement numérique et leur exploration était réalisée à l’aide du dispositif de suppléance perceptive Tactos composé de cellules Braille. Enfin, nous savons qu’avec des interfaces à frottement pro- grammable, les cibles possédant un coefficient de friction différent sont sélectionnées plus efficacement [13, 25].
+Il pourrait être intéressant de reproduire ces expérimenta- tions de psychologie expérimentale en utilisant les disposi- tifs à frottement programmable. Ceux-ci ne permettent pas d’afficher des textures en reliefs. Pourtant les travaux de Biet et al. [8] ont montré qu’une succession de zones rugueuses et lisses était perceptible comme une texture possédant une période spatiale.
+Signalons aussi l’existence de recherches sur la génération automatique de textures et l’efficacité des algorithmes à pro- duire des rugosités différentiables via une interface à retour de force [2]. Le but étant de distinguer au mieux des sur- faces explorées par le toucher. Les textures produites ne pos- sèdent aucune variation de structure dans l’espace ce qui li- mite leur caractère informatif. Le fait qu’elles n’aient pas de frontière nette entre les plateaux et les creux pourrait de plus les rendre difficiles à percevoir via une interface à frottement programmable.
-Tactile Textures~\cite{potier12}
ground truth: paper?
projects / hdr.git / commitdiff