Rapport d’avancement de ma thèse :
J’ai commencé ma thèse au LIP6 en Octobre 1998, après avoir effectué mon stage de DEA Systèmes de Télécommunications Numériques dans ce même laboratoire. Mon travail de recherche consiste à faciliter l’accès à l’information et la navigation dans des systèmes complexes, grâce, entre autres, à des techniques de Réalité Virtuelle.
Durant le dernier trimestre 1998, j’ai complété l’état de l’art commencé en stage de DEA [1] [2], sur les techniques de visualisations existantes, leurs qualités et leurs faiblesses. Cette étude m’a permis de mieux cerner les difficultés rencontrées par les utilisateurs lorsqu’ils recherchent des informations parmi la grande quantité de données disponibles actuellement (par exemple sur le Web). Les moteurs de recherche fournissent de longues listes de liens vers des sites supposés intéressants. Les utilisateurs doivent explorer chaque lien pour vérifier leur pertinence ; ils perdent beaucoup de temps, risquent d’oublier de visiter certaines pages et peuvent s’égarer sur le Web : ils sont souvent incapables de retrouver des pages visitées précédemment. Une représentation claire et synthétique des données est indispensable.
La recherche d’information est donc une tâche difficile. Cependant, elle n’est qu’une étape préliminaire au traitement de ces données : ces dernières doivent être utilisables facilement, pour pouvoir être exploitées efficacement. L’utilisateur doit pouvoir manipuler les données. Une visualisation « statique » n’est pas suffisante lorsque le volume d’information est important. La manipulation des données permet de mieux les analyser.
Ma recherche vise à pallier les problèmes décrits précédemment, selon les trois axes suivants :
· Modélisation, filtrage et synthèse des données.
· Représentation de l’information.
· Interaction avec l’utilisateur, méthodes de navigation.
Dans un premier temps, nous avons étudié ces points de manière théorique, avant de mettre au point un prototype de visualisation, UNIVIT : Universal Interactive Visualization Tool. Nous l’avons tout d’abord utilisé dans un domaine plus « restreint » que le Web : la supervision de réseaux à base d’équipements SDH (Synchronous Digital Hierarchy). Je travaille actuellement à sa généralisation pour la navigation sur Internet.
UNIVIT nous a permis de mettre en pratique les principes présentés ci-dessous :
1. Modélisation,
filtrage et synthèse des données
J’ai étudié des méthodes d’analyse de données utilisées dans différents domaines tels que les statistiques, l’intelligence artificielle, etc. Certaines méthodes sont intéressantes et je compte les approfondir au cours de la prochaine année.
Je me suis particulièrement intéressée à la modélisation des données. Je cherchais une modélisation générique me permettant de travailler avec des données variées. J’ai choisi d’utiliser le langage XML (eXtensible Markup Language), défini par le World Wide Web Consortium comme une syntaxe commune pour les données structurées. XML permet de décrire et d’organiser des données de type quelconque. L’autre force de XML est son Document Object Model (DOM), qui permet d’accéder et de manipuler les données très facilement. Comme nous l’avons vu précédemment, ceci est un élément essentiel pour la compréhension de l’information.
UNIVIT fournit une visualisation interactive en 2D et 3D de tout fichier XML. XML permet de modéliser les données indépendamment de leur type ; c’est pourquoi UNIVIT est un outil de visualisation « universel ».
2. Représentation
de l’information
Le second axe de recherche concerne la visualisation des données. L’utilisateur doit à la fois garder en tête le contexte global du système d’information et pouvoir se focaliser sur des détails. UNIVIT fournit plusieurs vues : une vue d’ensemble, représentant toute la hiérarchie d’information, et des vues détaillées, pour chaque partie de l’arborescence que l’utilisateur souhaite étudier plus en détail.
Lors de mon stage de DEA, j’ai étudié l’intérêt de la Réalité Virtuelle (RV) pour la visualisation d’information. Tout d’abord, la 3D permet d’utiliser l’écran plus efficacement. D’autre part, il est possible d’afficher les informations avec plus ou moins de détails, selon la distance où se trouve l’objet visualisé. Ainsi, on ne représente les détails que lorsque l’objet est proche. L’interactivité fournie par la RV est également un atout essentiel, dont nous parlerons dans la partie suivante.
J’ai étudié diverses méthodes de visualisation de hiérarchies d’information, comme les arbres coniques, hyperboliques, les visualisations aquarium, etc. Dans un premier temps, j’ai choisi d’utiliser les arbres coniques comme modèle de représentation, car ils fournissent une visualisation en 3D simple et adaptée à des informations hiérarchiques. Dans l’avenir, d’autres modèles de représentation, plus élaborés, seront proposés.
3. Interaction
avec l’utilisateur, méthodes de navigation
L’interactivité fournie par la réalité virtuelle permet à l’utilisateur de manipuler les données. La visualisation devient « dynamique », ce qui facilite l’exploitation de l’information. Il est possible, par, exemple, de mettre certains éléments au premier plan, d’en supprimer d’autres, etc. Avec UNIVIT, la navigation s’effectue à l’aide de la souris et de menus déroulants. L’utilisateur clique sur un noeud pour en voir les propriétés, il est possible d’ajouter / de supprimer des noeuds, des connexions.
Nous avons mis au point un outil de visualisation interactif appelé UNIVIT : Universal Interactive Visualization Tool. UNIVIT est universel dans la mesure où il permet de visualiser tout type d’information. Dans un premier temps, il a été utilisé pour la supervision d’équipement de réseau SDH. Ce travail s’est inscrit dans le cadre d’une collaboration avec Alcatel. Grâce à l’utilisation de techniques de réalité virtuelle (en particulier la 3D, les niveaux de détail et l’interactivité), nous obtenons une visualisation interactive optimisant l’espace disponible sur l’écran.
L’utilisateur peut manipuler les données afin de sélectionner les éléments qui l’intéresse et/ou supprimer les autres. Ceci est possible grâce à l’utilisation du DOM (Document Object Model) associé à XML.
Ce prototype est satisfaisant dans la mesure où il permet de visualiser un équipement dans son ensemble, ce qui était impossible avec les outils utilisés jusqu’alors. Ce prototype est actuellement testé par les utilisateurs finaux. Nous attendons leurs commentaires pour apporter les modifications nécessaires.
Cette technique de visualisation interactive a été présentée dans des conférences nationales [4] et internationales [3] [5]. L’outil mis au point permet de visualiser tout document écrit en XML.
Bien qu’utilisé dans le contexte de la supervision d’équipements de réseau, le prototype décrit ci-dessus permet de visualiser tout type d’information hiérarchique. Nous travaillons actuellement à son utilisation pour l’aide à la navigation sur Internet.
La complexité et le manque d’organisation des données sur le Web rendent sa visualisation extrêmement difficile. Je me suis intéressée au Topic Maps, le nouveau standard ISO/IEC 13250, car je pense qu’il peut améliorer sensiblement la navigation et la recherche d’informations sur Internet. Ce standard fournit un modèle de données abstrait et une syntaxe (XML) pour représenter des structures de connaissances et les relier aux ressources d’information.
Les topic maps fournissent un réseau sémantique au-dessus des données de départ ; elles peuvent par exemple être utilisées pour structurer les données du Web. Je pense qu’il peut être très intéressant de visualiser ces topic maps, car la visualisation du Web « tel quel » est impossible.
Je travaille actuellement sur la visualisation des topic maps avec UNIVIT. Nous avons déjà obtenu des visualisations intéressantes ; le travail effectué dans ce domaine sera présenté en Mai et Juin 2000 lors de conférences internationales [6] [7].
Dans l’avenir, ma recherche s’organise selon deux axes :
· [1] Bénédicte Desclefs, Réalité Virtuelle et Visualisation de Systèmes Complexes, Rapport de stage de DEA, Laboratoire d’Informatique de Paris 6, Septembre 1998.
· [2] Bénédicte Desclefs, Représentation de Données, Rapport interne, Laboratoire d’Informatique de Paris 6 , Janvier 1999,
· [3] Bénédicte
Le Grand, Michel Soto, Navigation in Huge Information Hierarchies –
Application to Network Management, ACM NPIVM’99 Workshop (Workshop on New
Paradigms in Information Visualization and Manipulation), Kansas City, MI, USA,
November 2-6, 1999.
· [4] Bénédicte Desclefs – Le Grand, Michel Soto, Navigation dans des Structures Hiérarchiques de Grande Dimension – Application à la supervision de réseau, JDIR’99 (Journées Doctorales Informatique et Réseau), Evry, France, November 22-24, 1999.
· [5] Bénédicte Le Grand, Michel Soto,
XML and Information Visualization – Application to Network Management,
Markup Technologies’99, Philadelphia, PA, USA, December 5-9, 1999.
· [6] Bénédicte
Le Grand, Michel Soto, Visualizing Topic Maps,
XML Scandinavia’2000, Göteborg, Suède, May 2-4, 2000.
· [7] Bénédicte Le Grand, Michel Soto, Information Management – Topic Maps Visualization, XML Europe’2000, Paris, France, June 12-16, 2000.