UNIVERSI TE “POLITEHNICA” DE BUCAREST FACULT E D’INGINERIE EN LANGU ES ETRANGERES ORDINATEURS ET TECHNO LOGIE DE L’INFORMATI ON INGENIERIE DE L’INFO… [616163]

UNIVERSI TE “POLITEHNICA” DE BUCAREST
FACULT E D’INGINERIE EN LANGU ES ETRANGERES
ORDINATEURS ET TECHNO LOGIE DE L’INFORMATI ON
INGENIERIE DE L'INFO RMATION

PROJET DE FIN D’ETUDE

Bucarest
2019 Coord inateur (Tut eur):
Conf. d r. Mar ia Iuliana
Dascalu
Etudiant:
Petre Timote i Sor in

“

UNIVERSITE “POLITEHNICA” DE BUCAREST
FACULTE D’ING ENIERIE EN LANGUE S
ETRANGERES
ORDINATEURS ET TECHNO LOGIE DE
L’INFORMATION

Application éducative basée sur la réalité
augmentée pour les enfants

Coordinateur (T uteur): Etudiant :
Conf. dr. Maria Iuliana
Dascalu Petre Timotei Sorin

Bucarest
2019

UNIVERSITE “POLITEHNICA” DE BUCAREST
FACULTE D’ING ENIERIE EN LANGUE S ETRANG ERES
ORDINATE URS ET TECHNOLOGIE DE L’INFORMATION

Aprouvé
Direct eur de départment :
Prof. dr. ing. Georg e DRAGOI

SUJET DU PROJET DE FI N D’ETUDE POUR :
Petre Timotei Sorin

1. Titre du thème (du sujet) :
2. Application éducative basée sur la réalité augmenté e pour les enfants.
3. Aplicație educativă bazată pe realitatea augmentată pentru copii.

4. Données initi ales de conception :
Une application mobile qui permet aux utilisateurs d'apprendre des objets en utilisant
des images, avec un test final.

5. Contribution de l’étudiant :
Mise en œuvre de la technologie de réalité augmentée dans le moteur de jeu Unity .
Mise en œuvre de la technologie de la réalité augmentée et testée dans un émulateur.
Mise en œuvre des objets et des images et configuration d'environnement de j eu.

6. Matériel graphique ob ligatoire :
Schéma bloc, diagrammes fonctionnels , graph es

7. Le mémoire est basé sur les connaissances acquises au fil des études des suivants
cours:
Systems engineering , Infographi e, Génie Logiciels , Web Sémantique

8. L’environnement de développement de l’ouvr age :
Unity 3D, Vuforia

9. Ce projet serve à :
Projet de licence.

10. Délai de l’ouvrage :
Juillet 2019

Coordinateur (Tuteur) du projet Co-Coordinateur du projet Etudian t:
Conf. dr. Maria Iuliana Dascalu Asist.drd . Iulia Stanica Petre Timotei Sorin

Academic Honesty Statement (Déclaration d’honnêteté
académique)

Je, soussigné , Timotei -Sorin PETRE, déclare q ue le projet de fin d’étude ayant le
titre « Application éducative basée sur la réalité augmentée pour les enfants » qui es t sout enu
publique devant le jury pour les PFE’s à l’Université “POLITEHNICA ” de Bucarest,
Faculté d’Ingénierie en Langues Etrangèr es, en vue d'obtenir le grade d’ingénieur, est le
résultat de mon propre travail, basé sur mes travaux .
Le mémoire de la thè se, le s simul ations, les expériences et les mesu res qui sont
présentés est entièrement réalisé par moi -même sous la direc tion de m on tuteur sans
l’implication d’autres personn es qui ne sont pas cités par leur nom et leur contribution
dans la partie Remerc iement s. Tout es les sources et les ressources ut ilisées sont in diquées
dans les références du mémoire de thèse et mentionn ées au fi l du mémoire.
Le projet n’a jamais été prés enté à un établissement d’enseignement supérieur ou
institut de recherche dans l e pays ou à l ’étranger.
Toutes les informations utilisées, y c ompris les re ssources d’Internet, sont obtenues
à partir de s sources qui ont été cités et indiqués dans les notes et dans la bibliographie en
conformité avec les normes éthiques. Je comprends q ue le plagiat est une infraction et il
est punis sable en vertu de la loi.
Les résultats des modélisations, des simulation s, des ex périences et des mesures
sont authentiques. J e comprends que la falsification des données et des résultats constitue
une frau de et est pun i conformément à la réglementation et aux lois exi stantes. .

Timotei -Sorin PETRE 2019
[Signature ]

Projet de f in d’étude, Petre Timotei Sorin, Facult é d’Ingénier ie en La ngues Etrangères , UPB, 2019

Sommaire
1 Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 1
1.1. Introduction ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 1
1.1.1 Motivations ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 1
1.2 Avantages et Objectifs ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 3
1.3 Structure de la documentation ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 3
2 Présentation du domaine ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 4
2.1 Education pour les enfants ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 4
2.2 Méthodes d'apprentissage : ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 6
2.2.1 Apprendre par la coopération ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 6
2.2.2 La méthode Montes sori ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 7
2.2.3 Le traitement de la réal ité a augmenté ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 9
2.3 Etat de l’art ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 11
2.3.1 Jeu d'émotions ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 11
2.3.2. Happy Minion Game ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 14
2.3.3. Gamebook ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 16
2.3.4. AMON ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 18
2.3.5. Système d'apprentissage ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 19
2.3.6. Comparaison des applications ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 21
3. Méthodologie de recherche ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 22
3.1. Etablissement des exigences ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 22
3.2. Technologies utilisables ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 23
3.2.1 Moteurs de jeu et déve loppement logiciel ………………………….. ………………………….. ……………………… 23
4. Présentation du logiciel ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 34
4.1. Architecture ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 34
4.2 Implementation ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 37
4.2.1 Scenario d’utilisation ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 37
4.3 Fonctionnalités ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 41
4.3.1 Diagrammes ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 41
5. Validation du logiciel ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 44
6. Conclusion ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 44
Références ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 45
Glossaire ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 47
Tableau des fig ures ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 48
Annexes ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 50

Projet de f in d’étude, Petre Timotei Sorin, Facult é d’Ingénier ie en La ngues Etrangères , UPB, 2019

1 1 Introd uction
1.1. Intr oduction
La réalité augmentée a un potentiel croissant d’éducation. Parmi les nombreux
domaines d'appl ication, l'éduca tion est un domaine qui nécess ite des recherches approfondies
de ce point de vue. La combinaison de réel et virtuel peut être conçue pour permettre aux
gens de traiter plus facilement les informations, et cela a même été mis au point pour f aciliter
l'appre ntissage et l'accomplissement des tâches au cours des 20 dernières années .
1.1.1 Motiv ations
La plupart des enfants s'intéressent de plus en plus aux applications de jeux vidéo. Il a
été tenté de transposer des facte urs de motiv ation spécif iques aux jeux v idéo et autres
produits de divertissement au nivea u des applications éducatives, en particulier au niveau de
l'appr entissage en ligne. La combinaison des deux domaines a donc abouti à un concept
visant à créer des pr oduits éduca tifs pour mo tiver les utilis ateurs à atteindre les objectifs
proposés.
Les ét udiants sont souvent confrontés à un niveau élevé de formalisme e t
d'abstraction lorsqu' ils apprennent les sciences, la biologie, la chimie, etc. Beaucoup d'enfants
abandonnent à ce stade un apprentissage a pprofondi, parce qu'ils considèrent certains sujet s
comme des matériaux "trop difficiles" ou, en particulier, pour les enfants, "pas très
intéressants".
S'il n'y a aucun moyen d'intervenir à ce stade pour aider les élèves, il e xiste un ris que
qu'ils n'app rennent aucun programme spécifique à ces disciplin es. Pour de nombreux
étudiants, cette connaissance peut interfére r trop tôt avec leur ca pacité à penser de manière
abstraite, toutefois, ces sujets étant à la base d’ autres acqui sitions, ils doivent être ap pris à
l’avance.
Une éducation de qualité implique non seulement la réalisation d'objectifs cognitifs,
mais égaleme nt la réalisation d'obj ectifs psychomoteurs et affectifs. Les objectifs cognitifs
présents dans le pr ocessus éduc atif sont pa rticulièrement i mportants.
La réalité augmentée (AR) peut aider à atteindre un large éventail d'objectifs cognitifs
en facilitant l a compréhension des pro cessus abstraits et en développant de nouvelles
capacités.
Les objectifs éduca tifs affecti fs peuvent ê tre atteints en intégrant des effets visuels et
auditifs qui donne nt aux étudiants l’impression de jouer à un jeu dans un environne ment
tridimensionnel. D es combinaisons de plus en plus complexes composées d'éléments simples
peuvent accroître l 'intérêt, le plaisir d'appre ndre et la motivation pour faire des affaires.
Il existe actuellement de nombreux dispositifs et technologies qui é voluent avec le
temps. La réalité augmentée est à la pointe de la technologie de jeu et des concepts logiciels
d'application les plus largeme nt utilisés au monde, l'éducation. Ce domaine s timule la
curiosité des enfants et des adultes grâce aux innovations qu’il apporte au systè me
d’apprentissage classique.

Projet de f in d’étude, Petre Timotei Sorin, Facult é d’Ingénier ie en La ngues Etrangères , UPB, 2019

2 Pour le projet de licence, j'ai décidé de traite r ce domaine de la réali té augmentée, pl us
spécifique dans éduquer les enfants. L'idée que j'ai lancée pour cette application est assez
simple. Une petite amie qui est éducatrice à la maternelle doit apprendre les animaux aux
enfants. Comme les enfants son t plus énerg iques, ils n ’ont pas la pati ence d’apprendre de
manière classique, après le manuel. Et pour faire cela de manière amusante et facile pour eux,
j'ai pensé l'aider à ai der ses enfants à en apprendre davantage sur les animaux et à créer
AnimaLearn , une applic ation qui vo us aidera jouer et apprendre en même temps.
Nous nous sommes to urnés vers la réalité augmentée car l'expérience d'utilisation de
l'application devient plu s intéressante et va au -delà de la méthode traditionnelle
d'apprentissage des animaux. Ani maLea rn vous offre également la possibilité de tester et
d’approfondir vos connaissances à l’aide d’un questionnaire contenant des images plein es de
magiciens.
Pour être plus amusant, nous avons également ajouté un chronomètre pour aider les
enfants à pen ser plus fac ilement. Les ima ges sont très faciles à deviner, mais certaines
peuvent être trompeuses, spécialement conçues pour penser l'utilisa teur, testant ainsi ce qu'il
a appris.
Si vous souhaitez en savoir plus sur un animal en particulier, spécifiez s imple ment le
carton dans leq uel vous souhaitez afficher l'animal. Des infor mations supplémentaires à son
sujet figurent à droite de l'écran. Si l'utilisateur ne possè de pas ces cartes, il existe un lien vers
le site où il peut les acheter.
Ces 5 dernières année s, la r éalité augmentée a commencé à être pertinente et les gens
ne se sont pas sentis à l'aise avec la virtuosité des lunettes, c'est pou rquoi le célèbre jeu
Pokémon Go est apparu. C'est une forme de réalité augmentée qui utilise un télép hone mobile
et la réalit é augmentée loca lisée – pour rechercher et générer vos créature s préférées.
Ainsi, la réalité augmentée retrouve sa vigueur grâce a ux applications et aux jeux
mobiles.
Comme dans tout autre domaine, il faut de la patience. La réalit é augmentée est plus
sophistiquée et néc essite un peu plus de finesse technologique. Le s capteurs, l'emplacement et
les éléments visuels doivent correspond re parfaitement à ce qu e vous voyez devant vous. La
réalité augmentée nécessite des appareils plus lé gers et comp acts.[2]
Pour développer l'a pplication AnimaLearn, j'ai analysé et utilisé des applications
existantes pour voir leurs fonctionnalités. En les étudiant, j'ai pu const ater certains points
importants bénéfiques pour mon application. Alors j'ai pr is un peu de chacun et c réé ma
nouvelle application avec une idée différente et une aut re perspective.
AnimaLearn est principalement conçu comme un outil d e support dans le trava il des
spécialistes en imagerie, et son utilisation à domicile n’est recommand ée que sous
surveillance étroite. Sous l a surveillance attentive de l'éducteur, les enf ants peuvent apprendre
plus facilement les animaux .

Projet de f in d’étude, Petre Timotei Sorin, Facult é d’Ingénier ie en La ngues Etrangères , UPB, 2019

3 1.2 Avantages et Objectifs
AnimaLearn e st une application éducative qui utilise la réalité augmentée pour
éduquer les enfants. So n idée de ba se est de stimul er et de développer les capacités cognitives
et verbales pour les enfants.
La réalité augmentée aide les parents et les éducateurs en appr enant sur la base
d'éléments visuels avec lesquels les enfants interagissent e t facilite l 'apprentissa ge des
concepts tels que les fractions, la géométrie dans l'espace à l'aide d'objets 3D qu' ils peuvent
visualiser avec une applicat ion de réalité augmenté e.
Lorsque vous ne pouvez pas aller au zoo ni vous approcher trop près des ani maux, la
réalité augment ée rapproche le petit de l'expérience extraordinaire de voir les animaux en
prenant la vie et en permettant à l'enfant de se connaî tre à travers des anima tions et des
images.
L'application contient un ensemble d'exercices en ligne b asés sur un quiz, avec 5 0
images corresp ondant aux programmes d'analyse comportementale appliqués et au niveau
thérapeutique, respectivement à l'âge et aux capacités de l'enfant. Ceci est basé sur le
développement de l'esprit d'observation et de l'utilisat ion d'un lan gage descrip tif, avec l'aide
des animaux surveillant la vie lorsque l'enfant les regarde au téléphone. Il permet également
d'afficher des infor mations sur les animaux et les sons qu'elles produisent.
Pour le moment, l'application est disponible au téléchar gemen t, en a nglais et en
anglais, sur des appareils Android via le Google Play Store .
1.3 Structure de la documentation
Ce document est structu ré en 6 chapitres qui d écrivent les éléments essentiels de la
création e t de l’utilisation de l’appli cation.
Chapi tre I représent e l’introduction, concernant la motivation, le but et les objectifs
du projet, ainsi qu’une description court e de la structure du projet .
Chapitre I I a le bu t de faire u ne présentation générale du domaine traité da ns le
projet, concernant la définition (section 2.1 ) ainsi que les méthodes d'apprentissage existantes
pour les enfants ( section 2.2 ), en metta nt l'accent sur les méthodes utilisant la technologie, en
particulier la r éalité augmentée. En outre, une analyse c omparative d'applications existantes
utilisant la réalité augmentée pour l'éducation ( section 2.3 .6) sera réalisée. Tenter de mettre
en évidence les faiblesses et les forces de chacun.
Chapitre I II représent e la méth odologie de recherche utilisée, axée sur la manière de
déterminer les conditions préalables, les conditions fonctionnelles et non fonctionnelles, ainsi
que les technologies de remplacement pouvant être utilisées pour développer une telle
application ( section 3).
Chapitre IV la documentation contient la présentation actuelle de l'application, avec
une description technique, l 'archite cture utilisée et les fonctionnalités de l'application. Les
caractéristiques techniques sont présentées sous forme de diagrammes et d'images
suggestives

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4 Chapitre V dans la cinquième partie, une validation logicielle a é té effectuée par le
biais de groupes pour voir les commentaires de ceux qui utilisaient l'application.
Chap itre VI Enfin, les conclusions et les idées du projet sont présentées pour des
améliorations futures qui pourraient bénéficier au développement ultérieur de l'application.

2 Présentation du d omain e
2.1 Education pour les enfants
L'enfance est la période la plus importante de la vie de l'enfant, car elle est marquée
par des moment s cruciaux pour sa réussite ultérieure, à l'école et dans la vie. L'intervention de
l'adulte sur l'enfant pendant cette période est fondament al. L'éducation fait référence à
l'intervalle de temps entre la naissance – parce que dès la naissance de l'enfant, il commence à
se développer et à apprendre, et jusqu'à 7 ans – l'âge auquel il est entré à l'école. L'éducation a
lieu à la fois dans le mil ieu familial et dans des services spécialisés tels que la crèche ou la
maternelle .
Au cours des trente dernières an nées, des recherches ont permis de mettre en évidence
certains liens entre l’environnement et le développement intellectuel, entre l’apprenti ssage
des enfants et les apprentissages se déroulant à d’autres étapes de la vie. Ainsi, les enfants
élevés dans un environnement stimulant ont un développement intellectuel accéléré par
rapport à ceux élevés dans un environnement restrictif. De la naissan ce à la croissance, les
enfants sont des personnes qui ont un développement affectif et une réceptivité particulièr e
aux différentes catégories de stimuli, aspect qui peut être influencé par les informations que
l'enfant reçoit de l'environnement et par la qualité de leur traitement.
La qualité de l’éducation, de la garde des enfants et de la protection de la naissance à
l’âge de 7 ans dépend de tous ceux qui interagissent avec les enfants jour après jour : parents
ou éducateurs, conseillère scolaire ou inf irmière, qui veillent constamment sur l’enfant.
Si le processus de développement est négligé plus tard, la compensa tion de ces pertes
est difficile et coûteuse. Si investir dans des enfants en bas âge conduira, à long terme, à leur
développement social et à la réalisation durable de leurs droits. Si les déficiences
d'apprentissage des enfants sont identifiées et corrig ées au niveau de l'éducation, avant leur
intégration dans l'enseignement primaire, cela apportera des avantages: meilleure
performance scolai re, moins de décrochage scolaire et d'abandon.
Différents degrés d'éducation:
• l'enfant est unique et son approche d oit êt re globale dans tous les aspects de
son développement
• il est recommandé à un petit âge une approche de soins, de nutrition et
d'éducati on
• les activités du processus éducatif sont de réelles opportunités d'apprentissage

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5 • le parent est le partenaire clé dans l 'éducation de l'enfant et la relation famille –
jardin d'enfants est déterminante
Se concentrer sur l'éducation est naturel, sachant que le développement de l'enfant est
rapide à ce stade de son âge et exploiter son potentiel lui crée les prémices de sa perfo rmance
ultérieure.

Figure 1 – Rapport d'abandon
Les recherches en éducation préscolaire ont mis en évidenc e de fortes corrélat ions
entre la fréquentation scolaire et le comportement des enfants en tant qu'élèves. Plus
spécifiquement, il est noté:
• un progrès intellectuel significatif pour les enfants, quel que soit leur
environnement d'origine;
• les effets posit ifs sur l'intégration sociale future et la réduction des
comportements déviants ainsi que l'échec scolaire;
• la déco uverte par chaque enfant de sa propre identité, de son autonomie et du
développement d'une image de soi positive;
• développer des c ompétences sociales grâce aux interactions générées par
l'environnement d'apprentissage;
• motivation et attitudes positives à l 'égard de l'apprentissage.
Les effets de l'éducation à long terme sont basés sur une éducation de qualité. Les
enfants ayant une édu cation de qualité se sentent plus attirés par l'école, manifestent une
attitude positive à l'égard de l'apprentissage, obtie nnent de meilleurs résultats, sont motivés et
souhaitent achever leur parcours scolaire, ce qui permet de réduire le taux d'absentéi sme,
d'augmenter les taux de scolarisation et décrochage scolaire.

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6 L'éducation précoce contribue à égaliser les chances des enfants en situation de risque
issus de milieux socioculturels défavorisés, handicapés ou appartenant à des groupes
ethniques minorit aires, l eur progression et leur intégration ultérieure dans la société.
Les accumulations théoriques et l'expérience des pr ogrammes éducatifs des dernières
décennies au niveau international dessinent maintenant beaucoup plus clairement les
territoires d'une éducat ion de qualité. Certaines théories bénéficient de nouvelles
interprétations ou reconfirmations résultant de recherc hes entreprises dans les domaines de la
psychologie du développement de l'enfant, de la neuropsychologie, des études longitudinales
sur les e ffets des programmes d'éducation préscolaire. Ces contributions théoriques sous –
tendent l’adoption d’une approche h olistique du développement de l’enfant, d’une approche
intégrée de l’éducation, de la garde et des services de garde centrés sur l’enf ant, te lles que
promues dans le Programme national d’éducation de la petite enfance du 3 à 7 ans. [3](
Educația timpurie și specificul dezvoltării copilului: modul general pentru personalul grădiniței / Cristiana Boca
(coord.), Mihaela Bucinschi, Anița Dulman, … – București: Educația 2000+, 2009 )

2.2 Méthodes d'apprenti ssage :
Centrer le processus éducatif sur l'enfant impl ique la préoccupation permanente des
éducateurs de connaître l'enfant en tant qu'individu et d'adapter les progr ammes de formation
au profil individuel de la matière soumise à l'éducation. Chaque enfant est un défi pour les
éducateurs: trouver des solution s, réagir à l'affectivité, à la connaissance, à l'action et à
l'affirmation de l'individualité.
Centrer sur un en fant peut être considéré com me une manière d’aborder le processus
éducatif qui a pour objectif de l’utiliser de manière optimale comme sujet d’ apprentissage.
L'approche centrée sur l'enfant est une approche complexe qui nécessite la construction en
temps r éel d'une expérience d'appre ntissage positive et significative dans une relation. [3]
2.2.1 Apprendre par la coopération
Apprendre à coopérer es t une compétence sociale indispensable dans le monde actuel
et doit être initié dès le plus jeune âge. Quelle que soit la phrase préférée – apprentissage par
la coopération, la collaboration ou l'apprentissage collaboratif – nous pensons à la même
réalité, à savoir une situation d'apprentissage dans laquelle les enfa nts travaillent ensemble,
apprennent les uns des autres et s'entraident. De cet te façon, à travers des interactions dans
l'intérieur du groupe améliore à la fois sa propre performance et les aut res membres du
groupe.
Les résultats de la recherche montrent q ue les enfants qui ont eu l'occasion
d'apprendre grâce à la coopération, d'app rendre plus vite et mieux, je m'en souviens plus
facilement et de regarder l'école avec plus de plaisir. En se conc entrant à la fois sur les
compétences scolaires et sociales, le s méthodes d’apprentissage coopératif aident les enfants
à établir des relatio ns et à développer leurs aptitudes au travail d’équipe. Les enfants se
familiarisent avec différents rôles. Dans le s groupes coopératifs, chaque enfant a une

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7 responsabilité spéci fique, chaque enfant doit être impliqué dans le projet commun et personne
n'est autorisé à se démarquer. Le succès du groupe dépend du succès de chacun.
Caractéristiques de l'apprentissage par la coopération:
• L’apprentissage coopératif a pour objectif de donner à chaque membre du
groupe une individualité plus forte en exploitant le potentiel de chaque
individu et de renforcer ce potentiel en créant de véritables contextes
interactifs.
• L'apprenti ssage par la coopération devrait fonctionner continuellement, ainsi
qu'une matrice d'apprentissage.
• Apprentissage coopératif: apprendre ensem ble, appliquer seul!
• L’apprentissage coopératif exige de l’éducateur qu’il structure le groupe très
soigneusement p our que les enfants prennent conscience que:
o ils réussissent ensemble;
o aide et enco urage les autres à réussir;
o ils doivent et sont capables d e former leur capacité à établir des
relations et à être un membre utile du groupe;
De nombreuses recherches montre nt que l'apprentissage coopératif améliore le
processus d'apprentissage, améliore la mémoire et la créativité, génère des relations
positives entre les enfants, développe la santé mentale et l'estime de soi. C'est aussi un
acte de découverte et de réflexio n pour les enfants et les éducateurs, ainsi qu'une
ressource importante pour la conce ption et le développement du processus didactique.
Cepen dant, nous devons préparer soigneusement les activités d'apprentissage et
analyser de manière réaliste les caractér istiques des enfants. [3]
2.2.2 La méthode Montessori
La méthode Montessori part du principe que l'enfant arrive au monde équipé de tout
ce dont il a besoin pour survivre, et que le rôle de l'adulte est d'être le guide de l'enfant dans
cette aventure de la connaissance. L'adulte doit prendre soin de l'enfant, l'observer et le
comprendre, être proche de lui avec empathie et lui permettre de fa ire ses propres choix.
Il y a le concept de "l'esprit absorbant" de l'enfant, des programmes d'apprentissage
génétique qui permettent à l'enfant, avec des moyens extrêmement limités et en peu de temps,
d'apprendre seul et de manière pratique, de comprendre et de parler sa langue maternelle, peu
importe la situation. que cela soit et indépendamment du fait que cela soit fa it par l’adulte,
alors il montre qu’il absorbe cette information de l’environnement.
Selon Mary Montessori, l'enfant est "l'être divin, mais incompréhensible", quant à leur
éducation, elle dit que nous ne devrions pas "éduquer nos enfants pour aujourd'hui . Ce monde

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8 n'existera plus quand ils seront grands. et rien ne nous permet de savoir comment leur monde
sera. Ensuite, laissez -les apprendre à s’adapter. "

Figure 2 – L'inspiration, la créativité et la curiosité de l'enfant
La méthode Montessori démontre que le retour au but réel de l’éducation est non
seulement une alter native, mais aussi un mode de vie, une façon de penser à la nature de
l’intelligence des gens, un moyen de nourrir et d’inspirer créativité, c uriosité, maîtrise de soi,
etc. l’imagination, qui fait de l’éducation des enfants le plus important mentor de l’é ducateur.
La méthode Montessori offre une autre façon d’organiser l’approche didactique,
essayant ainsi de résoudre par ces approches les probl èmes actuels de l’éducation en
Roumanie: la violence et le désordre qui survient lorsque l’environnement nuit au
développement psychologique naturel de l’enfant, ou lorsque l’environnement manquant des
stimuli nécessaires à chaque période de croissance. [4]
Les principes de base de la méthode Montessori :
• Créer un environnement plus naturel, de type familial, stimulant, avec du
matériel spécifique pour aider à déve lopper l'enfant, un environnement dans
lequel les enfants sont autorisés à apprendre ce dont ils ont b esoin à leur
propre rythme et où les enfants ressentent le plaisir d'apprendre , pour
découvrir spontanément ce qu’ils veulent savoir.
• Offrir aux enfants la liberté de chercher des solutions à leurs problèmes sans
intervenir ni proposer de solutions. Ainsi, ils ont la possibilité de développer
leurs compétences d'apprentissage, de résoudre des problèmes dès le pl us
jeune âge, à la fois cognitifs et sociaux, de les préparer à un apprentissage tout
au long de la vie et d'encourager le développement social.
• L’en seignant doit comprendre le besoin de l’enfant de reprendre encore et
encore une activité, de reconnaître le besoin de mouvement physique, d’établir

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9 des routines, de faire preuve de respect envers les enfants, d’offrir, par
exemple, une discipline et un or dre de conduite dans leur travail matériel
Montessori. [4]( Metoda Montessori sau cum dezvoltam capacitatea copilului
de a invata , Autor : Copilul.r o | Publicat: 2011 -07-07)
2.2.3 Méthode avec réalité augmentée
Comme la réalité v irtuelle, la réalité aug mentée est une technol ogie qui existe sous
une forme ou une autre pe ndant des années. Grâce au logiciel et a u matériel puissants des
smartphones, la réal ité augmentée est à portée de mai n et peut être utilisée en un clin d'œil
dans des applications spécifi ques. À première vue, cela ressemble à la réalité virtuelle, qui
peut également être utilisée via des appare ils mobiles, mais il exi ste essentiellement d eux
technologi es et expéri ences t otalement différentes. L a réalité virtuelle né cessite d'approfondir
un environnement virtuel sans rester en contact avec le monde réel qui vous entoure. Au lieu
de cela, la réali té augmentée chevauche d es objets 3D sur le m onde réel pour créer le
sentiment d’être en face de vous et de rester en contac t avec l’environnement.

Figure 3. Leur rôle dans la médecine et la santé
La médecine et, implicitement, l a santé est sans aucun d oute l’une des orientati ons
pratiqu es les plus importa ntes po ur l’application des technologies à la réalité virtuelle et à l a
réalité augmentée, d es méthod es d’apprentissage à la chirurgie co mplexe en passant par le
traitement des p hobies et autres trouble s psychologiques.
Les si mula teurs c hirurgicaux se sont déjà ré vélés extrêmemen t précieux pour la
formation d’étudiants et de médecins débutants. E n combina nt la simulation visuelle à la
techn ologie haptique, l’étudiant ou le jeune c hirurgien peut expérimen ter virtuellement tous
les facteurs essentiels d’une p rocédure qui implique no rmalement des techniqu es invasives
sur un pati ent réel ou un cadavre .
Mais au -delà de la table d'opération, la te chnologie médicale AR / VR est utile,
économique, sûre et efficac e pour la formation prof essionnelle du personne l médic al, des

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10 infirmières aux dentistes en passant p ar les ambulanciers para médicaux. Les instruct ions
peuv ent couvrir les procédures, les tech niques, l'utilisation du matériel et les interactions avec
les pa tients dans un environne ment plus i mmersif et r éaliste que l'ap prentissage
traditionnel. [4]
Il est possible d'accéder au contenu de la réalité augmentée en scannant ou en suivant
une image à l'aide d'un appareil mobile qui ajoutera une nouvelle couche d'informations
numériques à l'environnement réel de l'utilisateur. Parce que jouer et apprendre vont de pair,
les enfants ne doivent que tirer profit de cette technologie récente.
La beauté de la réalité augmentée réside dans le fait que les expériences éducatives
peuvent être aussi légères ou complexes que vous le souhaitez. Les enfants ont la possib ilité
de créer leur propre application de réalité augmentée ou d'apprendre une multitude de choses
avec l'aide de celles existantes. Les jeunes peuvent créer leur propre expérience en que lques
minutes.

Figure 4 – La réalité augmentée par des lunettes
La réalité augmentée a de plus en plus de succès en tan t que méthode d’éducation des
enfants car un apprentissage en profondeur a lieu lorsqu’ils créent, partagent, interagissent et
expliquent. Cette technologie modifie non seulement l'environnement des enfants, mais leur
permet également de créer leur propre environnement d'apprentissage dans lequel ils
découvrent le monde, de l'atome au cosmos.
Des programm es de f ormation sim ilaires , tels que ceux créés pa r les professeurs de
l'Université du Texas, pe uvent aider les enfant s autiste s à exercer leurs compétences social es.

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Figure 5. Réalité augmentée scien ce technique
Pratiquement, l 'applic ation dévelo ppée pl ace les enfants dans des situations sociales
inconfortables à l'aide d 'avatars. Les résultat s ont mon tré qu'à la fin d'un tel programme, les
électroencéphalogrammes des participa nts montraient une activ ité accrue da ns les zones du
cervea u responsabl es de l 'intelligence sociale.
2.3 Etat de l’ar t
Dans ce chapitre, l’object if est de créer des je ux thérapeut iques éducatifs accessibles
aux e nfants attein ts de troubles du spectre au tistique, avec 5 jeux du monde réel co mplétés
par ce tte pré senta tion. Cet obje ctif est d'aider les enf ants atteints de TSA a vec des interactions
sociales et des compétenc es de commun ication. Les jeux traitent du dév eloppement d es
compétences sociales de l' enfant. Le co ncept princ ipal de la con ception de jeu x pour les
enfants atteint s de TSA devait être uti lisé comme motivation et accompagnement pour ê tre à
l'aise avec les interactions sociales.
Les jeux développés p our les patien ts atteints de TSA sont bas és sur des jeu x en ligne
d'autisme dév eloppés [1]. Ces jeux ont été con çus ave c l'environnement dans l equel un enfant
avec un TSA est le plus à l'ai se. L e but est de déve lopper une i ntera ction sociale et une
coordin ation oculaire avec des instructions simp les et une con centration .
2.3.1 Jeu d' émotions

L’une des premi ères ap plicati ons de réalité augmentée pour le traitement de l'autisme ,
Le jeu vise à aid er les enfants av ec des inter actio ns sociales et des compétenc es de
communication . Pour les besoins du jeu, un capuch on de stylo bleu standar d a été utilis é pour
contr ôler le jeu.
Ce jeu permet à un enfant de dessiner des perso nnages sur une feuille v ierge pour créer une
expression fa ciale . Les expressions faciales s ont créées en fonction de la situation pr ésentée
dans l es instruc tions du jeu. Par exemple, o n dit à l'enfant qu e le pe rsonnage est heureux
parce que la journée est ensoleillée, puis il dem ande à l'enfant de cré er un visage heureux.
Ce concept permet à un enfant atteint de TSA de reconnaître la cause du bonheu r et
comm ent il se manif este sur un v isage h umain en sui vant de s instructions simples (Figure 1)
[1].

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Figure 6. Écran d'ouvertu re du jeu Emo tion
Le jeu nécessite un design enfantin pour plaire aux enfants âgés de 8 à 15 ans . Cela
signif ie que les jeux doivent être conçus et créés av ec des couleurs, des sons et de s caractères
connus.
Adobe Flash Professional CS6 a été utilisé pou r créer une i nterf ace utilisateur
graph ique e t des graphiques animés attrayants et pou r être intégré à des jeu x. Adobe Flash
Professional CS6 con tient une la rge gam me de développements mul timédia. Permet le
développement d'application s Web, de jeux, de fil ms et d'appli catio ns mobiles. Adobe Fla sh
Professional CS6 est un environnement de dév eloppement int égré (IDE) pour Actionscr ipt
3.0. Un langage de programma tion or ienté objet ActionScript 3.0 a été utilisé pou r développer
ce jeu. Actionscr ipt 3.0 est égal ement un prod uit A dobe Systems assez similair e aux langages
de programmation OO, Java et C #. C'est aussi un langa ge orienté objet, où le code es t lisible,
plus mod ulaire et plus évolutif. Le langage est fourni avec une large gamme d’ interf aces de
programm ation d’appli catio ns (API).
Le jeu peut être joué sur n'importe quel ordinateur portab le avec une ca méra Web
externe ou intég rée. Le joueu r est présen té avec un vis age vide sur le côté gau che de l'écran et
un visage individual caracté ristiq ues à droite. Ces objets virt uels sont superposés sur un flux
vidéo en direct où le lecteur peut se vo ir en arrière -plan. Les instructions en haut à gauch e de
l'écran invite l'utilisateur à créer un visag e heureux, triste ou e n colère en faisant glis ser de s
éléments de vi sage tels que comm e une bouche, des yeux et u n nez souriants.
Le joueur peut voir l’éc ran à gauche, un visage vide avec quelq ues options à droite.
Ces objets virtue ls sont superposés à un flux vidéo en direct o ù le joueur peut être vu en
arrière-plan.

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Figure 7. En utilisan t le suivi, le joueur peut faire glisser des objets su r le visage

Figure 8. Le joueur a la p ossibilité de refléter l e visage en arrière -plan une fois terminé
Le joueur clique sur un ma rqueur choisi par lui-même dans l'environneme nt (figure
2). Le jeu détecte la couleur des objets et les enregi stre en tant qu e marqueurs a fin que le
joueur p uisse l es choisir individuellem ent, par exemple: les yeux peuvent être placés là où ils
se trouvent le plus près . En utilisant le traqueur, le j oueur sera en mesure de saisir un objet e t
de le traîn er vers le visage. Le jeu agit égalemen t comme réponse du tuteur au niveau de
compréhensi on que l'enfant peut a voir vis-à-vis des expre ssions faciales et des émotions,
démontr ant ainsi s'il est nécessai re d'améliorer le développement de l'inte raction socia le
(Figure 3) [4].

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14 2.3.2. Happy Minion Game
Une au tre app licatio n pour traiter l’autisme est développé à l'aid e des bibliothèques de
GreenSo ck Animation Pla tform [7]. Ce jeu favorise les mouvements rép étitifs avec cause à
effet pour s'attaque r à la coordi nation œil -main et au mouv ement chez le s enfan ts atteints de
TSA [5]. Le jeu entraîne le mouvement œi l-main à f onctionner simultanément . Happ y
Minion, qui ut ilise le suiv i de mouvement, a été développé sur la plate -forme GreenSock
Tweening.
Cette bibliothè que contie nt une série de classes d'in terpola tion, le dév eloppeu r peut
déplacer un objet d'un point A à un poi nt B sur une période de temps e n utilisant Fla sh qui
crée a utomat iquement des images entre deux images clés.
Tout comme le jeu Emoti ons, pour capt urer des f lux vidéo en tem ps réel dans les
jeux, u ne webc am a ét é utilisée. Cependant, u ne caméra webcam intég rée a été utilisée dans
ce proj et; vous pouvez également ut iliser une webcam externe connec tée à un ordinateur.
Pour déterminer la f onctionnalité de réalité augmentée dans les deux jeu x en superpo sant de s
objet s virtuels dans le monde réel capturé par la c améra, un flux vidéo a é té util isé. Le flux
vidéo en direct agit comme un retour immédiat s ur la réaction de l'enfant au jeu, qu'il
s'améliore ou non.
L’idée du projet est de le renta biliser pour les fa milles qui paient déjà des séan ces de
thérapie coûteu ses ou qui ne peuvent to ut simpl ement pas se p ermettre des séances cliniques.
En outre , ces enfants ne se sentiraient pas à l'aise s 'ils devaient u tiliser un objet étranger pour
jouer aux jeu x. Ce la perm et à l' enfant de choisir et de contrôler des jeux ave c l'objet le plus
confor table qu i les entoure. L'objet doit être suffisamment petit po ur tenir dans la fenêtre du
jeu. cela peut êtr e expliqué à l' enfant.
Le jeu Happy Minio n peut êtr e contr ôlé s ans obj et inan imé et par la main du jo ueur.
Le but idéal du jeu est d’améliorer vos capacités pour identif ier et compre ndre les émotions
humaines, ai nsi que pour améliorer la coordination des yeux. Les enfant s atteints de TSA sont
très difficil es à jo uer a vec des compét ences en faux jeu et pré fèrent souvent jouer a vec des
objets courants tels que des cailloux, des stylos e t des bâ tons [6].
Ce jeu permet à un enfant de reconnaître le visage joye ux et triste d'u n dessin animé
imaginaire en fonctio n de la situation. Par exe mple, lorsque le séide e st capable de frapper la
banane, il est heureu x, mais l orsqu'il le m anque, une fe nêtre co ntextuelle avec un visag e triste
apparaît, indiquant qu'il est tr iste, qu'il a pe rdu la banan e.
Le jeu comm ence par q uelques instruction s à sui vre par le joueur. De pl us, lorsque le joueur
clique sur le lien " Démarrer" , il doit bouger sa main de g auche à droite sur l'écran (Figure 4).
Ce mouvement contrôle le personnag e du séide et pe rmet au joueur de frapper la banane pour
la conserver.

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Figure 9. Écran d'ouvertu re du jeu Happy Minion a vec instr uctions
Un score est conse rvé au bas de l'écran, donnant a u joueur un retour sur ses progrès
(Figure 5). Si la ban ane tombe, une fenêtre con textuelle s'affic he po ur indi quer qu e le séide
est maintenan t triste. Le joueur do it donc appuyer sur "Rée ssayer" p our reprendre le jeu à 0
(Figure 6).

Figure 10. Un score est conservé en bas
de l'écra n

Figure 11. Instructions po ur la c hute de
la banane

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16 Une fois encore, ce jeu peu t être joué sur un ordi nateur de bureau ou un ordinateur
portable avec une caméra externe a ttachée ou une caméra intégrée. En outre, une vidéo en
direct du joueur à l'arrière -plan perm et au j oueur de sur veiller ces mouvements de la m ain
pendant le jeu. “ Actuellement, le flux vi déo en direct produit une image flou e du lecteur et
ne peut pas être clair, ce que nous travaillons à amélior er “, le dévelop peur a dit. Le jeu
Happy Minion est un peu vague sur le s inter actions sociales, cepen dant, l'accent est mis sur la
coordinat ion des yeux, essentielle au développement de l'estime de soi et de la vita lité,
comportement au contact de quelqu'u n d'autre.
Les développeurs d’applications ont décl aré que ces jeux ét aient f aciles à suivre et à
comprendre, à l’aide d’un e instruction si mple en anglais, et étaient p arfaits pendan t 10 ans à
l’école primaire. L'i dée de regarder n'importe quel objet pour jouer à des jeu x était excitante
pour 2 des 4 enfan ts choi sis. Ils ont réussi à apprécier le caractè re unique des jeux même s’ils
n’ont pas compri s le concept de réalit é augmentée. Ce jeu a eu la meilleure performa nce car
le système de pointage a gardé tr ace des réalisat ions et a permis la fixation d’objec tifs,
chaque fois q u’une a ctualisation était donn ée [6].
2.3.3. Gamebook
Un autre jeu po ur trai ter et améliorer les c apacités des e nfants a été présenté à New
York les 10 -12 juin, et son objectif est de f ournir un outil rentable im plémenté dans une
plate -forme gé néralement a gréable pour les enfants attei nts de TSA.
Le jeu a u ne interface int uitive et peut simuler une vr aie carte adap tée à tout type de
joueur. L'enf ant lira l'histoire narrative, écoutera l 'audio , regarder a les image s de l'histoire et
passer a à la page suivant e. Sur chaque page il y a un q uiz que le joueur devra sélectionner
dans le j eu une réponse correct e à l'émotion. Le jeu a cinq niveaux et quand le joueur termine
le jeu avec succès, il / elle recevra d eux bonus spéciaux [8]. Leur objecti f est d e créer un j eu
nova teur basé sur un style de livre avec de nombre ux types d'inter actions pour aider les
enfant s atteints d e TSA à interagir socialement et à acquérir des compétences en
communicatio n.
“Notre object if est de créer un jeu sérieux inno vant ba sé sur un st yle de livre avec des
entrées d'interaction pour aide r les enfants att eints de TSA à interaction s ociale et
comp étences en communication. ”, ils dissent .
GameBook présente les aventures de Tobias lors d' une visite dans un zoo
(Figure 7). Le jou eur peut lir e l'his toire en texte ou écout er l'audio . L’histoire décrit cinq
scénarios et interactions avec animaux et cert aines situations du monde réel q ui façonneront
les enfants à s'impliquer dans un contenu f ictif associé à de s émotions.
L'enfant de vra interagi r avec Tobias pendant le jeu e t apprendre de lui cinq
expressions facia les d ifférentes, une pour c haque s ituatio n et chaque environnement décrit s
sur une page GameBook.

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Figure 12. Icône du jeu Tobias Adventures dans le zoo
GameBo ok peut être joué sur n'import e quelle tec hnologie mo bile tels que les
tablettes, les smartphones ou les o rdinate urs p ortables, doivent disposer d’une webcam
externe ou d’un appareil ph oto intégré et peuvent également être trouvés sur un site. Ceci est
un jeu inno vant qui a quelques fo nctionnalités comme int erface graphique, i nteractions de
caractère, audio et textes narratifs et technologie AR qu i rendent ce jeu amusant et excitant,
capturant l’attention des enfants et renforçant la moti vation t out en déve loppant les
compétences social es.
Le personnage de To bias a été conçu po ur capter l'attention des enfants et leur donn er de
l'empathie. Ces phra ses sont conçues avec des détails spéciau x dans avatar, essentie llement
les lèvres et l es yeu x. Ils c orresponden t généra lement à l'excitation affichée sur le visage pour
renforcer le m essage gestuel souhaité. En outre, ce per sonna ge, Tobia s, a été caricatu ré
(Figure 8), qui a été considéré par le s bons créateurs potent iellement plus familier et am usant
pour les enfa nts comm e une alternative phot o-réaliste, comme cela a été fait par [10].

Figure 13. Tobias 3D avatar , visualisé sur un appareil mobile

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18 Les développeurs ont essayé de redresser la tête et les yeux de Tobias plus grand que
le res te de so n corps pour exciter l'attention de l'enfant. Le personnage peut ê tre exprimé à
travers ci nq différe ntes émotio ns fondame ntales de l'hom me pendant le jeu, comme
mentionné dans [ 11], à savoir: la joie, la tristesse, la peur, la co lère et le dégoût. Pour cré er le
jeu, vous avez u tilisé les technologies suivantes: WordPress ® pour développer et con struire la
mais on du jeu; Le Fl ip book 3D util ise les navigateurs Web HTML5 / CSS3 et J avaScript /
JSS. Le jeu s'est avéré être adaptable p our la m eilleure pe rformanc e sur un appareil de l a
taille d'un écran, un ordinateur, une tabl ette ou un téléphone por table.
Une étude a ét é utilisée pour tester le jeu chez des enfants atteints de TSA. Il a
également été remarq ué que le jeu a un impact sur les int eractions d es enfan ts et leur
évaluation par le biais de leurs p erform ances, en évalu ant l'utilisation de la technologi e et en
évaluant leur incidence sur les réactions émotionnelles de l'enfant e t les avantages qu'il o ffre
[8].
2.3.4. AMON
AMON es t un jeu qui tente quelques énigmes d'optique en réalité augmentée. AMON
est un excellent jeu ARKit qui offre une exp érience vé ritablement enrichie avec la réalité
augmentée. Les puzzles sont réalisés à l 'aide de sculptures 3D antiques et numér isées du
monde entie r. Une fois le cass e-tête résolu, vous ob tenez des informations finales sur la
manièr e dont cela a été fait, sur qui l' a fait, etc .

Figure 14. Trouvez le bon angle pour résoudre ce casse -tête avec illusion d'optique.
Ce jeu place plusieurs sculptur es brisées et demande au joueur de positionne r de
manière à ce que la sculpture apparaisse en pleine form e. Parfois, le je u tente d’ajou ter des
pièces erronées, qu’il faut suppr imer pour éviter d’inte rférer avec le puzzle (Figure 9) . Le jeu
a la p ossibili té de changer automati quement de positions, p our que le joueur s'e mmêle.
Parfois, c'est le bon morce au, m ais en suite vous réalisez que c e n'est pas le bon, et vous
devriez simpl ement le jeter ou l'ign orer.

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19 Contrairement à "Arise" et "YuM E: Le rêve d'Alice" , où les énigmes ne so nt pas trop
compliquées , AMON est un jeu plu s stimulant. Cela ne vou s donne pas la possib ilité de vo ir à
360 degré s autour du jeu et ensuite, il est plus f acile de résoudre le ca sse-tête (Figure 10) .

Figure 15. Casse -tête résolu en une heure.
Parfois, le nombre de pièces du jeu rend la résolutio n difficil e, ma is il peut s’agir de
notre perc eption de l’approche du casse -tête, ce qu i bloque la solution. Le jeu comporte une
grande var iété de puzzles et sa valeu r est c ertainement trè s élevée compte tenu de la difficulté
de cer tains niveaux et du temp s nécessai re po ur les résoudre. Les graphismes de la statue sont
de bonne qualité, les textures et les reflets sont modélisés en 3D pour re ssembler à une pier re.
Cela étant d it, ce jeu n'e st pas lié à la qualité graphique. Il est dé veloppé en mettant
clairement l’ac cent sur l’ expérience du jeu en réal ité augmentée. Le développeur s'est
conce ntré sur l'expérience d u jeu au lieu d'essayer d'imp ressionn er les joue urs avec des
personnages brill ants et cool. Le jeu a quelques problèmes, m ais aucun d’entre eux n’ a un
accen t sérieux s ur la produ ction, il sera résolu dans les futures mises à jour. Le jeu a une
fonctionnali té spéciale, la fonctionnalit é d'enre gistrement à l'écra n. Le jeu propose 13 l angues
(anglais, danois , finnois, français, allemand, italien, japon ais, corée n, po rtugai s, russe, c hinois
simplif ié, espagnol, thaï). Une dernière chose. AMON est un jeu ARKit n écessitant un
appareil compat ible ave c ARKit sou s iOS 11 .0 ou ve rsion ultérieu re.
AMON combine des il lusions d'optique cap tivantes, une expérience de résolu tion de
casse-tête dif ficile, un son spatial et une valeur éducative supérieu re. Tout ce qui est emb allé
avec une expérience de j eu AR tr ès intuitiv e et bri llante.
2.3.5. Système d'apprentissage
La réalité augmentée ( AR) utilise des opérations hu manisées e t interacti ves pour
permettre aux ét udiants de tirer des enseignements d’une expérience en immersion totale. Les
jeux au clavier et à la souris sont progres sivement remplacés par des jeux interacti fs et
sensoriels en temps réel. Les applications AR incluen t une varié té de domai nes, tels que les
actualités, les voyages, les sports e t les publicités, qui s ont tangibles et passionnants . Les

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20 éducateurs et les dév eloppeurs techniques c ommencent à exploit er les capacités des
technologies AR pour permett re de nouv elles forme s d'apprent issage dans di fférents
domaines. AR utilise des objets virtuels qui simulent u n en vironnement réel intégran t la
reconnaissance et la d étection de jeux, spéc ifiques aux jeux [11].
Cette étude est basée sur un système AR d’app rentissage du jeu pou r l’enseign ement
des scie nces au pr imaire. Le contenu de l'apprent issage concerne la chaî ne alimentaire de la
vie mari ne. Le b ut de l'étu de est d e voir et d'adapter l' efficacité du système p our faciliter la
motivation d'apprentissage, les compét ences de tr avail en éq uipe et la réu ssite
d'apprentissage.
L'application uti lise ARToolKit, Visual Studio C ++, 3D Max et Adobe Illustra tor
pour dé velopper l'apprentissage et le contenu. L'interface d u système d'apprentiss age est
présentée sous la forme d' un livre co ntenant de ux pages de je u, notamment une page de pêche
et une pag e de chaîne alimentaire . Les joueurs / étudiants doi vent com pléter les tâches d e la
première page ava nt de passer à la page suivante. La configura tion du système est ill ustrée à
la (Figure 11 ) .

Figure 16. Le système d'apprentissa ge
Le jeu contient quat re types de marqueurs interac tifs: st atut, appât , commut ateur et
sélection. L' indicateur "status" ide ntifie le statut de l 'activité. Le marqueur d 'appât a ffiche les
espèces océani ques. Le marq ueur "switch" fonctionne avec "appât" pou r afficher différents
types d'appâts dans une zone d onnée. L e marqueur "select" est utilisé pour séle ctionner un
poisson. (Figure 12) montre une chaîne alimentaire repré sentée pa r 5 objets q ui doivent ê tre
placés da ns le bon ordre, ayant quatre emplacement s, calcule la position de chaque marqueur
dans la ma trice AR . Le (table au 1) présente les repères sys tème et les modèles ass ociés.
Le but du jeu est d'explorer les zones de pêche afin de tro uver des app âts favorable s
aux poissons et de collecter suffisamme nt d'espèces océaniques pour créer de nombr euses
chaînes ali mentaires p ossibles . Il existe six zones de pêche, chacune compr enant plusieurs
catég ories d'aliments océaniq ues, y com pris le pro ducteur, le consommateur primaire, le
consommateur secondaire et l e consommateur tertiair e. Chaque espèce océ anique di spose de
certaines informat ions présentées unique ment lorsque les balise s sont corrigées.

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Figure 17. Fabr icants de localisa tion et de ch aîne alimentaire
Pour l'évaluation, 10 ét udiants ont participé à 5 tests pilotes consécutifs, dans le squels
des couples ont travaillé ensemble pour évaluer l'interfa ce et les fonctions d u système de jeu.
Pour c haque test pilote, un questionnai re a été créé pour chaque personne à entrer dans une
paire, une discussion av ec chacune d’elles sur leurs réponses et une rév ision de l’interface et
des fo nctions système avant l e test de la prochain e paire d’étudiants [12]. Les résu ltats de
l'évaluation d u système pil ote ont montré que les étudiants y étaien t très intéressés. Même si
les participants ont mani festé le ur intérêt, l'inter face système et les ex igences du module
d'app rentissage doivent êt re modifiées avant qu'un e évaluati on co mplète du système ne soit
effec tuée [13].
2.3.6. Comparaison des applica tions
Ayant les informations donné es et présentées dans ces app lication s, nous éta blirons un
tableau de comparai son entre ces applicati ons pour analyser les points forts et les élé ments
essentiels de c haque appli cation (tableau 1).
Tableau 1 – Com paraison des applica tions Application Autism traitée La mise en oeuvre L'interac tivité
Jeu d'émoti ons des interactions s ociales
et des compéten ces de
communication Adobe Flash
Professional CS6,
Actionsc ript 3 .0 ordinate ur portable av ec
une ca méra Web externe
ou intégrée
Happy Minion Game les mou veme nts
répétitifs
coordi nation œil -main GreenS ock Anim ation
Platform capturer des flux vidéo
en tem ps réel, caméra
webc am intégrée
Gamebook simuler une vraie carte
adaptée Web HTML 5 / CSS3 et
JavaScript / JSS tablettes, les
smart phones ou les
ordinateu rs portables
AMON placer les pièces dans un
puzzle ARKit iOS 11.0
Système d' apprentissage l'apprent issage dechaîne
alime ntaire de la vie
marine ARToolKit, Visu al
Studio C ++, 3 D Max et
Adobe Illustrator clavier et à la souri

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22 3. Méthodologie d e recherche
3.1. Etablissemen t des exigences
En analysan t le fonctionnement de s applications, j'ai pu déterminer les exigenc es de
mon application. En tant que méthodologie, nous avons utilisé une enquête (survey) sur les
jeux qui uti lisent la réalité augme ntée pour l'éducation des enf ants. À la lectu re de
nombr euses révisions de la littérature, de nombreu ses typologies En lisan t de nombreuses
revues de littérature, de nombreuses typologies pour une éducation des enfants plus
dynamique , une étude a été menée sur les exigences de cette a pplicati on, une étude a été
réalisée sur les exig ences de cette applicat ion. Les résultats de c ette étude sont égalem ent
disponibles dans le tableau comparatif pré senté à la section 2.3.6. Compte tenu des avanta ges
potentiels de la AR, j' ai proposé de concevoi r un outil b asé sur la AR pour améliorer la
capacité des enfants.
Pour créer des jeux thérapeutiques et accessible s aux enfants, nous avons créé un jeu
basé sur la AR dans ce tra vail. Mon objectif est de cré er une a pplication innovant e basée sur
des dessin s animés en réalité aug mentée, en les rendant accessibles à tout enf ant grâce à: des
interactions sociales et des compétences de communication. Mon objecti f est de développer
la créativité et l'ingéniosité d es enfan ts en développant d es émotions en mobilis ant leur
attention et l eur mo tivation, en amél iorant ainsi leurs cap acités d'apprentissage. Les
applications et le s jeux pour tablettes et smartphones sont une aide précieuse pou r un style de
vie serein qui améliore les compétences so ciales et cognitives d es enfants. Après avoir
exami né ces applicatio ns adaptées aux enfant s, nous avons découvert les avantages de ces
types d'applications.
Il a été observé dès les premiers tests:
L’intervention précoce, à un âg e inféri eur, donne de meill eurs résultats
Plus le nombre d'he ures de thé rapie vidéo est élevé, plus les résultats son t cohérents
Plus la durée du traitement est lo ngue, meilleures sont les chances de retr ouver un âge
cognitif e t émotionnel approprié
Plus l es paren ts participent au p rocessus de thérapie e n appliquant les mêmes
principes, plus les enf ants sont susceptibles de récupérer
En analysant ces tests, j'ai pu déterminer l'une des exigences, en tenant compte des
avantages d es applications de AR et du r isque de manquer la communi cation dans la vie
réelle de l'enf ant. J'ai d onc décidé de créer ce jeu dans plusieurs scé narios afin de donner du
temps et de l'espace et de s'adapter à tous les enfants. De pl us, j’ai pensé qu’il se rait bon et
facile pour ce je u d’avoi r un menu de démarr age permettant de choi sir différen ts types
d’actions, par exemple s’ il peut continuer là o ù le nouveau jeu est parti ou peut commencer,
ou peut sortir du jeu. Avec AR, l'applica tion sera plus interact ive car elle se combinera ave c
la réa lité et l'enfant se ra au courant de tout ce qui se pa sse autour de lui.

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23 Parce que les c oûts engendrés par l'é ducation d'un enfant autiste sont élevés, j'ai
décidé de le faire de sorte que l'utilis ateur puisse apprendre plus rapidement et plus
efficacement. Ce scénario est an imé d'animaux, d'objet s et même de personnes. Sur chaque
page, nous aurons différents scén arios avec différents animaux, dont ils doiven t apprendre
comment et ce qu’ils sont, et les animations seront très bénéfiques dans la façon dont un
enfant joue. À la fin de chaque module d e page sur u ne catégori e particulière, j'ai dé cidé
d'évaluer la perf ormance et le mode d'apprentissage en utilisan t un questionnaire avec 3
réponses différ entes, une seule correc te.

3.2. Technologies uti lisables
3.2.1 Moteurs de j eu et développement lo giciel
Lors de la créatio n d'applications exis tantes, plusieurs prog rammes appelés moteurs
de jeu ont été utilisés . Un moteur de jeu est un logiciel qui fo urnit aux créateurs de jeu
l'ensemble des fonctionna lités né cessaires pour crée r des jeux rapides et efficaces.
Un moteur de j eu est un cadre de dé veloppement de jeux et d'applications com portant
plusi eurs règles de base. Avec lui, vous pouvez importer des œuvres d'art et des ma tériaux,
2D et 3D, à partir d 'autres programmes tels que Maya ou 3s Max ou Pho toshop.
Les autres foncti onnalités clés inclue nt l’assemblage de scè nes actives, l’ajou t
d’éclairage s, l’audio, le s effets spéciaux, l’animation et l’anima tion, l’interactivité e t la
logique de jeu. Le conte nu des p lates-formes cibles peut être modifié, mi s au point et
optimisé.
Les moteurs d’applicat ion modernes peuvent g énérer des graphismes époustouflants
et facili ter la production ainsi que l’importation d’actifs de différente s plates-formes, de sorte
qu’ils ne s ’attendent pas à un e importation trop imp ortante. Pour la plupart des jeux et des
appli cations, ces moteurs p euvent offrir une architecture offrant des cap acités de rendu
élevées et un accès rapid e aux graphismes d'API pour une fidélité visuelle de vos jeu x.

Vous pouvez cho isir un son présonalis é, en commençant par la c omposition musicale,
les effets sonores, en jouant avec la voix et en terminant par la po st-production. Il est possible
d'acheter des éléments sonores su r des plates -formes spéciales telles que Unity Asset Sto re,
qui peuvent être c ombinées et mixées de dif férentes ma nières.

Les moteurs de jeu peuv ent faciliter l'intégration en natif ou via de s applications
tierces afin de pouvoir se concentrer sur la comp osition des sons et placer le s sons c réatifs

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24 dans le con texte des scènes de je u, ainsi que pour allouer les sons a ux événeme nts de manière
efficac e. correspondance.

La plupart des applicatio ns ont leurs propres interfaces graphique s qui correspondent
aux thèmes des applications, de la direc tion artistique et de la narration. C'est pourquoi de
nombreux mot eurs de jeu of frent a ux créateurs des outil s leur permettant de créer leurs
propres inter faces utilisateur graphiques, telles que des boutons et des menu s déroulants, des
curseurs et la comb inaison de différen ts éléments interactif s. [14]( https://unity3d.com/what -is-a-
game -engine )

3.2.1.1 Android
Android est une plateforme logicielle développée p ar Google. Android est un
framework o pen source conçu po ur une utilisation sur les appareils mobiles, s martphones,
tablettes , GPS, TV. Fournit un cadre riche avec lequel créer différentes appl ications ou jeux
dans le langage de progr ammation Java. Le frame work offre de nombreuses libr airies, de la
documentation , des tutoriels et un émulateur qui simule un a ppareil mobile sur sa propre
plate -forme de développement, mais aussi un IDE (Android Stu dio).

Les développeurs de logiciels et d’applications peuvent utiliser Android pour
dévelop per des applications mo biles pouvant être vendues dans le magasin Google P lay. Plus
d'un millio n d'applications sont maintenant disponibles sur ce magasin virtuel. Le nombre
d'applications au cours de l'a nnée écoulée peut être voir en détail chaque mois à la figur e 16.

Développés comme des produits Goog le, les utilisateurs ont la possibilité de
connecter leur appareil m obile à d'autres produits Google, tels que des services cloud, de
messagerie électroniq ue et vidéo.

Son évolu tion a été observée depuis so n lance ment et de nombreuse s versions
d’Android o nt été publiées. L'évolut ion dans le temps des versions est la suiva nte:
• Android 1.0 (23 Septembrie 2008);
• Android 1.5 – Cupcake (27 Aprilie 2009);
• Android 1.6 – Donut (15 Septem brie 2009);
• Android 2.0/2.1 –Eclair ( 26 Octombrie 2009);
• Android 2.2 – Froyo ( 20 Mai 2010);
• Android 2.3 – Gingerbread (6 Dec embrie 2010);
• Android 3.0/3.1/3.2 – Honeycomb (22 Februarie 2011);
• Android 4.0 – Ice Cream Sandwich (18 Octom brie 2011);

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25 • Android 4.1 /4.2 – Jelly Bean (9 Iulie 20 12);
• Android 4.4 – KitKat ( 31 Octombrie 2013);
• Android 5.0/5.1 – Lollipop (12 Noiembrie 2014);
• Android 6.0 – Marshmal low (5 Octombrie 2015);
• Android 7 .0/7.1.2 – Nougat (22 August 2016);
• Android 8.0/8.1 – Oreo (21 August 2017).
• Android 9.0 – Pie (6 august 2 018).

Figure 18 – Versions Android
La premièr e version commerciale , Android 1.0, est sor tie en septembre 2008. Les
versions 1.0 et 1.1 ne portent pas de nom spécifique, mais d epuis avril 2009 avec A ndroid 1.5
– Cupcake, les ver sions An droid prennent le n om de divers types de bonbons dans l' ordre
alphabétique, comme indiq ué sur la figure 16.
L'application que nous avons développée s'exécu te sur Android 8.0 Oreo.
3.2.1.1.1 Androi d SDK
Android SDK (Soft ware Development Kit) est un ensemble d’outils de
dévelo ppement utilisés pour développer des applications sur la plat e-forme Android. Le SDK
Andro id comprend les éléments suivants:
• Bibliothèqu es requises
• débogueur

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26 • Un émulateur
• Docume ntation pertinente pour Android Application Interfac e (API)
• Exemple de code sou rce
• Tutoriels Android OS
Souvent, lorsque Google p ublie une nouvelle version d'Android, un SDK
correspondant est également publié. Pour pouvoir écrire des programmes avec les de rnières
fonctionnalités , vous devez télécharger et i nstaller le SDK de chaque v ersion de ce téléphone .
Ses plates -formes de dével oppement compatibl es SDK incluent des sy stèmes
d'exploitation tels que Windows (XP ou version ultérieure), Linux (toute distrib ution Linux
récente) et Mac OS X (10.4.9 ou version ultérieu re). Vous pouvez té lécharger les composan ts
de l'application Android SDK séparément. De s extensions tierces s ont également disponibles
au téléchargement. [15]( https://www.techope dia.com/ definition/4220/and roid-sdk)
3.2.1.1.2 Android NDK (Native Developmen t Kit)
Le dévelop pement natif Android p ermet aux développeurs d'obtenir les performan ces
les plus élevées des périphériques, c e qui peut être bénéfiq ue pour les moteurs de jeu te ls que
Unity ou Unreal Engi ne. Le code source éta nt directement compilé dans l e code machine du
processeur, les dével oppeurs peuvent obtenir les meilleures perform ances. Il est également
possible d'utilis er d'autre s bibliothèqu es de développeurs ou la vôtr e si vou s avez absolument
besoin de quelque chose .
Le script "ndk -build" est l e cœur du NDK And roid et est responsabl e de la
transmission automatique du projet et de la définition des éléments à créer. Le script est
également c hargé de générer des fichiers binaire s et de les copier dans le chemin du proj et.
Il existe également des b ibliothèques part agées natives (.so) qu e NDK construit à
partir du code source natif et des bibliothèques statiques natives (. a), qui peuv ent être li ées à
d'autres bibliothèques. L’inter face ABI (Binary Ap plication Interface) u tilise les fichiers .so
pour savoir exactement comment le code machi ne de l’application fonctionnera avec le
systè me lors de son exécution. NDK prend en ch arge ARMABI par défaut avec MIPS et
x86.[16]( Androi d NDK — Everything you need to know – Alex Mullis July 7, 2017 )
3.2.1.1.3 Andr oid JDK (Java Dev elopment Kit)
Android JDK est un environnement de développement d'ap plications Java. Il
comprend un environne ment d'exécution Java ( JRE) , un interpréteur Java, u n javac, un
archiveur de fi chiers jar, un ja vadoc et d'autres outils de dévelo ppement Java.
Les développeurs d’applic ations Java à l’origine peuvent confondre JRE et JDK. Pour
exécuter des applets et des applets Java, nous pouv ons uniquement télécharger JR E, mais
pour les développer , nous avons besoi n de JDK.

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27 Le kit de développement Java est un comp osant majeur de l'envi ronnement Java. Il
fournit tous les outils et les fichiers binaires exécutables nécessa ires à la compilation, au
débog age et à l'exécution du progr amme en Java. JDK e st un logiciel dépenda nt de la plate –
forme. Il exis te donc une insta llatio n séparée pour l es systèmes Windows, Mac et Unix. Nous
pouvons dire que JDK est un sur -ensemble de JRE. car il contient JRE av ec le compilateur
Java, le dé bogueur et les classes de b ase. La version actuel le de JDK 1.8 est également
appelée Java 8.
3.2.1.1.4 Android Studio
Android S tudio est un environnement de dévelo ppement intégré (IDE) Google qui
fournit aux utilisateurs les ou tils néces saires pour dévelop per des applications pour l e système
d'exploitati on Android. Le point de dépar t de l'IDE est In telliJ IDEA.
L'environ nement de t ravail offre la possibilité de crée r des applications non seulement
pour vot re téléphone et votre t ablette, m ais également pour les télé viseurs Android, le s Smart
Glasses et les montres, ainsi que pour d'au tres périphérique s basés sur ce système
d'exploita tion.
Android a été conçu pour être compatible avec une large gamme de compo sants
matériels. Il s'a git d'une fonctionnalité impo rtante c ar elle permet aux fabricants de concevoi r
et d'intégrer les éléments néces saires au pé riphérique Android, ce qui le rend attrayant à la
fois pour les prog rammeurs et les consommateurs.
En tant qu e composant de base, il contient les composants faib lement c ouplés d'une
applic ation Android, leur in teraction et leur lien via le fichier manifest e du programme dont
ils font partie.
Les six éléments suivants repré sentent la base sur laquelle un e applicat ion est
construite:
• Activités : chaque écran du prog ramme es t une extension de la classe
d'activité. Les activités utilisent Views pour former une interface graphique
qui affich e des informations et répond aux actio ns de l'utilisateur.
• Services : les compo sants de service s'exéc utent en a rrière -plan et envo ient
des données d'activité pour mettre à jour le s informations exposées, puis
déclenchent des notifications lorsqu'u n événemen t attendu se produit. Ils
peuvent êt re exécutés même lorsque les activités ne sont ni actives ni vis ibles.
• Fournisseurs de conten u : sont utilisés pour gére r et partager des base s de
données d'application. C ela s ignifie que chaque application peu t exposer de s
données pouvant être utilisées u ltérieurement par d'autres applications.
• Intentions : à l'aide d e ces ress ources, il est poss ible de diffuser des messag es
au niveau du systèm e, vers une activité ou un se rvice cible, mont rant ainsi
l'intention de prendre un e mesure.

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• Récepteurs de diffusio n : si un récepteur de diffusion est créé ou enregistré,
l'appli cation att endra les intention s de dif fusion qui réponden t aux critères
spécifi és et réagira à leurs actions .
• Widgets : compo sants visuels pouvant être ajoutés à l'écran de votre téléphone
portable.
• Notifications : elles sont utilisée s pour alerter les util isateurs d 'un év énement
atten du, sans focus actuel ni pe rturbation.
3.2.1.2 Vuforia SDK
Vuforia SDK est un kit de développem ent de logiciel de réa lité augmentée qui utilise
la technologie de v ision par ordinateur pour reconnaître des images et des objets 3 D simples.
Une fonction du p rogramme consiste à enregis trer des images qui pe rmettent aux
développeurs de posit ionner et de diriger des objets vi rtuels (tels que des modèles 3D ou
d'autres su pports) vers des éléments du monde réel l orsqu'ils sont visualis és via le
périphérique mobile d'une c améra.
L'objet virt uel suit alors la posi tion et l'orientation de l'im age e n temps réel , de sorte
que ce que l'utilisateur voit sur l'objet correspond à sa perspective sur l'image cible. Cela crée
l'illusion d'apparteni r à cet ob jet sur la scène du monde r éel.
Cette technolo gie joue un rôle impor tant dans le développement de mon application.
Pour commencer, je su is allé sur [17]( https://developer.vuforia.com ) pour inscrire mon
application et obteni r la clé de licence que j'ai util isée par la suite p our inté grer la plate -forme
Unity.
Figure 19 – Inscr iption de l'applica tion sur le site V uforia et obtenez la clé de licence

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29
Nous avons créé une base de données pou r enr egistrer des images de marqueur qu i
ont ensuite été utilisée s pour la réalité au gmentée. Comme on peut le voir à la figur e 19, le
nom de la base de donnée s est AnimalDB. Les images, ainsi que le nivea u d'augmentation de
chacune, sont illustrées à la f igure 20.
Il est à noter que certaines des images que nous avons enregistrées ne son t pas
augmentées et ne peuvent pas être u tilisées avec succès da ns l'appli cation.
Pour amélio rer le c lassement d'augment ation des images sans une seule étoile ou une
seule étoile, des imag es de marqueur supplém entaires peuvent être ajoutées aux animaux.

Figure 21 – La base de données Vuforia d'AnimaLe arn
Figure 20 – Créa tion de la base d e données Vuforia

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30 Le site offre é galement la possibilité de voir les caractéristiq ues correspondant aux
critère s de réalité augm entée pour chaque imag e de la base de données. La figure 21 montre
les caractéristiques de Zebra. Bien que l' image ne soit pas bien augmentée, comme indiqué ci –
dessus, d es points de repère existent toujours, ma is ils ne peuvent pas constit uer u n tout
pouva nt être reconnu par un périphérique quelconque.

Une fois que toute s les étapes ci -dessus ont été effectuées , le jeu de données a é té
télécha rgé en sélectionnan t la pla te-forme de dévelop pement Unity Editor (v oir Figure 22).

Figure 22 – Sélection de la plateforme pour télécharger la base de donn ées

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31 3.2.1.3 Unity
Unity est une plate -forme de développement d' applicatio ns et de jeux conçu e par
Unity Technologies. C ette pl ate-forme est p articulièrement utilisée pour développer des j eux
vidéo, des simulat ions pour ordinateurs, consoles et appareils m obiles. Jusqu'à présent, 8
versions majeu res de Unity ont été la ncées. Pou r mon application, j'ai uti lisé Unity
2019.1.2 f1 (64 bits).
Unity pr end en charge les graphiques 2D et 3D, les fon ctionnalités de glisse r-déposer
et les scripts dans les trois langue s disponibles: C #, Javascript. Dans le p rocessus de création
AnimaLearn, nous avons utilisé les scri pts générés à l'aid e de l'i nterface de dé veloppement.
Pour commencer, nous avons créé l e projet sur la plate -forme Unity. Ensuite, j'ai
importé le fichier de Vuforia pour pouvoir intégrer la réali té augmentée. On peut l e voir le
fichier importé: la base de données AnimalDB ( dont j'ai parlé dans l a description du kit de
dével oppement Vuforia) et le fichier de kit lui-même téléchargé à partir du site Web offic iel.
Afin d'utiliser ARCamera et Target I mage dont nous avions b esoin pour mener à bien
le projet, nous avons introduit la clé de licence du p ortail Vuforia et activé le t éléchargement
de la base de données (Fi gure 20).

Figure 23 – Les paramètres requis pour utiliser Vu foria s ur la plate -form e Unity
Une fois les étapes d e démarr age terminées, la h iérarchie du projet, A RCamera de
Assets -> Vuforia -> Prefabs a été introduite. Également dans le dossier Prefabs, les images
cibles ont été insérées et une relation avec la bas e de données Vuforia a été créée. Sur la
figure 2 3, l'image Zebra a été chargée à partir de la base d e données AnimalDB et la figu re 22
montre comm ent le comportement du téléphone doit être entré lors de la reconnai ssance de
l'image du marqueur.

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Figur e 24 – Chargement de l 'imag e cible

Figure 25 – L'image de gauche est l' image cible et l'image de gauche est la superposi tion.
Avec l'option Plan, j'ai pu me positionner sur l'image cible avec l'ani mal. Un exemple
d'une telle image peut ê tre vu à la figure 2 1 où nous avons cho isi un animal particulier. Le
mode animé et affiché est mis en surbrillance à droite.

Figure 26 – La vue d'en semble du pr ojet après l'introduction d'é léments de réalité
augmenté e

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La dernière étape, à savoir l 'exportation du pro jet à utiliser et à dév elopper sur
Android, nécessi te l'adresse de de stination des outils s uivants: Android SDK, Android NDK
et Android JDK. Les champs à renseigner se trouvent dans Edition -> Pré féren ces -> Out ils
externes.
On accède en suite aux derniers paramètres d’exportatio n trouvés dans Fichier ->
Paramètres de constru ction -> Paramètres du lecteur et modification du nom de la société , du
nom du produit et de l’identificateu r d’ensemble (voir f igure 26).

Figure 27 – Exporter les paramètres pour ter miner le projet
3.2.1.8 Comp araison des techno logies utilisables
Une fois que toutes ces informations ont été spé cifiées sur les trois types de
technologi es choisies, nous établi rons un tableau comparatif t enant co mpte des critères
mentionnés au début de l a sectio n 3.2.1.
Critère Android Vuforia Unity
Facilité de
l’utilisation Moyen ne Facile Moyenne
Niveau
d'apprenti ssage Plus haut Faible Haut
Tutoriels
disponibles Nombreux Peu Nombreux
Extensions
supportées Androi d SDK, JDK,
NDK , Studio Pas Blender, Maya, 3DS
Max
Langage de scrip t Java, C++, Kotlin Pas C++, C sharp

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34 En con clusion, les technologies présentées dans ce chapitre ont chacune jo ué un rôle
particulier da ns le dé veloppe ment de mon projet. Pour la réalité augmentée, Unity et Vuforia
ont offert un env ironnement de travail où ils pourraient fusionner pour obtenir le r ésultat
souhaité. Unity est une plate -forme de développement qui a p ermis à la fois à Vuforia d'être
lié et à la possibi lité d'exporter le proj et vers d'autres plat es-form es. Dans mon cas,
l'exportation était fa ite pour Android, ce qui m'a beaucoup aidé du côté de l'intégration avec
le reste de l 'application.

4. Présentat ion du logiciel
4.1. Arch itecture
Pour l'architectur e d'AnimaLearn, il s'est concentré sur l'architectu re logicielle
principale de Unity. La (figure 27) présente les deux fonctionnalités p rincipales: Animal
Adventure et Animal Qu iz. Pour chacun, nous avons inclus la technologie qu e j'ai u tilisée
pendant le projet.

Figure 28 – L'architecture général e de l'application
Dans Unity, tous les objets sont des instances d e la classe Ga meObject, tandis que
toutes les fonctionnalités qui le s rendent visibles, en dé placemen t ou en interaction sont des
classes qui développent la classe Compone nt. Le panneau de hiérarchie et le panne au
d'inspection sont essentiels au développem ent d'applicat ions et facilitent la confi guration
d'entités et de co mposants (figure 2 8).

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Figure 29 – Panneaux dans l’éditeur Unity

Division pa r classe des princ ipales fonctionnalités illustrées à la (figure 2 9). Vous
pouvez éga lement voir les classes d’aide utilisées, celles écrites par moi -mêm e et celles
exportées à p artir du projet réalisé dan s Unity. Toutes les activités doive nt être entrées dans le
fichier (Prefabs) pour que cela puisse fonctionner. Si une activité est utili sée mais n'est pas
transmise à ce fichier , l'application se ferme lo rs de son accès. Les auto risation s requises pour
l'application doivent également être ment ionnées.

Figure 30 – Partage de classes sur chaque module

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36 Ce modèle de conception offre de nombreux avantage s. Par exemple, il évite le s
multiples problèmes d'h éritage qui peuvent so uvent survenir lors du développement
d'applications.
De plus, en décompos ant les fonctions et l es opérateurs de données en composants
plus p etits, ils peuvent être réutilisés et rép arés dans plusieurs entités . Si le projet est très
volumineu x, il peut être perdu dans un océan d'entités et de composants, ayant des difficultés
à trouver le dont ils on t besoin à un moment donné.
Ce problème peut être résolu en imposant des restrictions supplémentaires au
composa nt entité. Par exemple, l e logici el peut être div isé en fonction du modèle de
contrôleur de conception -vue. Notre applica tion n'a pas tellement de comportements attachés
aux entités, nous nous en tirons bien avec ce modèle.
Parfois, l’ouverture des applica tions prend du temps, en particul ier lors de la prem ière
utilisation sur un apparei l. Au lieu de laisse r l'écran noir cla ssique dans cette phas e
d'ouverture, nous avons choisi d'utiliser u n écran de démarrage pour la commodité vi suelle et
la mise en éviden ce du logo ( figure 30). Au bout d e quelques millisec ondes ou secondes, la
page principale s'affiche (figure 31).

Figure 31 – Écran d'accueil d'An imaLearn

La cl asse Main Menu est chargée de regrouper le s activités principales. Co mme on
peut le voir à la (figure 31), son agencement contient une image d’arrière -plan avec deux
bouton s principaux, chacu n actionnant un modul e.
Cette page d'accueil est spécialement conç ue pour le plaisir des enfants et pour le s
rendre curieux à ce sujet . Le fond est ludique ave c un des sin spécifique.

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37

Figure 32 – Page d'accueil et mise en page d'A nimaLearn

4.2 Implem entation
4.2.1 Scenario d’utilisation
Dans ce tte section, nous verrons comment fonctio nne AnimaLearn, du point de vue de
l'utilisateur, en fant ou éducateur, pour app rendre les enfants de manière plus amusante.
Après avoir chargé le logo avec Unity et affic hé l’écran SplashScreen (figure 2 8),
l’application démarre et affiche le menu principa l à l’écran (figure 29).
Le menu contient 2 options: AnimalA dventure, choisi ssez d’apprendre les animaux,
ou l’autre option de cho isir AnimalQuiz, un questionnaire conçu pour tester les connaissances
que vous avez a cquises jusqu’à présent.
4.2.1.1 Scanne e t identifie l'animal
Ce mod ule est basé sur la réali té augme ntée. Elle correspo nd à la classe ARCamera de
la (figure 2 9). Une fois les étapes décrites dans le chapitre II pour Vuforia, cette partie du
projet sous Unity utilise princip alement les classes AR Camera et ARCameraRenderer.
Celles-ci, avec les autr es class es appelées (AppRen derer, AppRendererControl,
ApplicationSession, Appl icationControl, ApplicationException), s ont téléchargées à partir du
site officiel en complément de la b ibliothèque Vuforia.ja r. Ils sont pris séparément et inclus
dans le projet car ils sont destinés à l' édition.
Avec leur aide, ils peuvent concevoir des objets 3D (créés avec OpenGL) ou
simplem ent gérer les images identifiées de manièr e simple. Dans l'appli cation AnimaLearn,
la classe ARCamera était utili sée pour afficher les ani maux au -dessus des cartons affichés
(figure 30), pour déclencher le mode de mi se au point lorsqu'un d oigt de l'écran

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38 (GestureListener) était détecté et pour app eler la classe ARCamer aRenderer où la clé po ur
accéder à Vuforia ( figure 22) et où les images on t été gé rées.
Comme le nomb re d'objets TrackableResult est très élevé et qu'il s sont transmis à
l'application à une fr équence élevée, une méthode a été utilisée pour garantir l'exist ence et la
persistance de l'objet identifié. La m éthode consiste à compter des obj ets identifiés jusq u'à
une limite donnée s'ils apparaissent sous le mê me nom. Un petit nombre de déviations es t
également autorisé. Par exemple, si un s uivi associé au nom du zèbre est identifié e n
permanence et qu'un suivi trouvé sous un autre nom apparaî t, il sera ignoré c ar des erreurs
peuvent également se produire au niv eau de la milliseconde. Le compte à rebo urs reprend
lorsque le nombre de suiveurs différents est supérie ur à une limite donnée .

Figure 33 – Affiche r zebra sur du carton avec A R Camera pour Vuforia
L'association entre le nom du su ivi, l'instance de la base de données Vu foria et l'image
est basée sur des règles de nommage. Par exempl e, l'animal nommé Elep hant dans la base de
donnée s aura des images associé es enreg istrées dans Vufori a comme Elephant et l'image
associée dans la base d e données sera trouvée avec le nom de l' éléphant .(figure 31)

Figure 34 – La base de données associé e à l'animal identifié
À partir de ce moment, l'util isateur a la possibilité d' identifier les animaux qui se
trouvent dans les mêm es cartons -photos, l'objectif étant enre gistré dans la base de données
Vuforia.

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39 4.2.1.2 Afficher les informat ions sur les anim aux
Une fois l’objet (anima l) reconnu par le suivi d ’image, certains détails et fonctions
liés à cet animal seront affichés à l’éc ran. Par défaut, le nom en haut à droite affichera le nom
"animal", car il ne sait to ujours pas quel animal sera reconnu par l 'application. Ce sera alors le
bouton de menu. En de ssous, i l y aura une zone d e texte pour afficher les informations, elle
contie nt par défaut, un texte faisant référenc e au site pour acheter ces cartes spéciales ( Figure
32).
Pour la caméra AR, une donnée cible a été utilisée pour modifier le nom, le texte et
les boutons qui seront affichés ultérieurement lorsque le carton des anima ux est reconnu par
la caméra.

Figure 35 – Le panneau d'aff ichage par défaut sur une feuille blanche
Une fois que le panneau pa r défaut est affiché, le téléphon e est utilisé pour numériser
la carte de l'animal. Après avoir été rec onnu, l'animal sera affiché à l'écran av ec toutes les
informations à son sujet et les boutons pour l'animer. En plus de ces bo utons, un bouton de
son a é té ajouté pour faciliter l'appren tissage du son de c es animaux. Si un enfant ne veut pas
ou ne peut pas encore lire, il peut utiliser un bouton de navigation à droite de l'écran pour ne
plus être visible (figure 33).

Figure 36 – Afficher l'animal avec le s foncti ons nécessaires

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40 4.2.1.3 Test de connaissance
Ce module présente un que stionnaire visuel avec des images. Dans un premi er temps,
l'utilisateur doit appuyer sur une image similaire à celle de gauche , ceci étant la question av ec
l'animal. (Figure 3 4) S'il rép ond correctement à la question pendant la limite qu'il a, le
questionn aire continuera à afficher d'autres ques tions avec d'autres animaux.

Figure 37 – Début du jeu
S'il ne parvient pas à choisir la bonne image, un écran avec la finale du jeu sera
affiché à l'écran, avec le score et le score maximu m réalisés jusque -là. (Figure 35)

Figure 38 – Jeu terminé

De plus, lorsque vous appuyez sur le bou ton de pause, 2 options s'a ffichent, une suite
du je u, l'aut re arrêtant et reto urnant à l'écran principal. (Figure 3 6)

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41

Figure 39 – Jouer en pau se

4.3 Fonctionnali tés
4.3.1 Diagr ammes
4.3.1.1 Diagramme de cas d’utilisati on
Le principal acteur du système es t l’enfant, qui a accès à toutes les fonctionnalités de
l’application. Il peut choisir l'un des deux mo dules, selon ses dési rs et ses besoins. Il peut
remplir les places dans l'o rdre et qu itter l'applicat ion si le niveau d'app rentissage est trop
élevé.
À la fin de l'utilisation d e l'appl ication et de l'exé cution de toutes les tâches
spécifiques au module s électionné ou après u ne sortie d'urgence , l'utilisateur sera testé et
const atera le n iveau de connais sances acquis da ns ce q uestionnaire.
Le rôle des deu x autres acteurs du systè me, à sa voir le développeur d'applications et
l'enseignant, est lié à ce quest ionnaire: ils peuvent tous deux voir et analyser les répons es
envoyées par le utilisa teur, chacune en fonction de ses réponses .
Le développer peut savoi r quelles améliorations f utures d evraient être appor tées à
l'application en fonction des réponses techn iques de l'utilisateu r, tandis que l'ens eignant peut
fournir des commentair es ou des conseils sur les réponses aux qu estions.
Ce diagramme ci -dessous (figure 3 4) représente le pr ocessus de sélection de l'u n des
deux modules. Ils assument le choix de l'util isateur: il peut choi sir quel a nimal il peut voir et
se rens eigner sur lui, il peut c hoisir quand pos er le questionna ire.

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42

Figure 40 – Diagramme de cas d’utilis ation pour AnimaLea rn

4.3.1.2 Diagramme d’activité
Deux activités de présentation on t été utilisées , à l'aide de tableaux d'acti vités: choisir
l'apprentis sage des animaux et envoyer le q uestionna ire. Ils sont plus complexe s par ce qu'ils
offrent.
Le premi er diagramme ( figure 35) illustre le processus de sélection d’un des d eux
modules. Il peut choisir q uel animal voir et en savoir plus, même s'il ne veut vo ir que des
anima tions avec lui s ans avoir à voir les informations, i l peut utiliser les bouto ns pour animer
l'animal ou en entendre le son.
L'application démarre, après qu oi le module Animal Adventure est sélect ionné pour le
modul e d'apprentissa ge, après q uoi un panneau p ar défaut conten ant le no m de l'animal par
défaut, l a zone d'informations et les bout ons apparaît. Ensui te, choisissez la carte pour cet
animal affiché. Ap rès quoi, ce panneau changera avec ces i nformations pour l' animal affiché.
Une fois q ue l'image cibl e a disparu, le volet d'in formations et le nom revien nent à la
configuration p ar défau t, comme si elle av ait été réinitialisée. Le module dispose également
d'un bouton de sorti e spécifiq ue, appelé Menu.

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43 Figure 41 – Diagramme d’act ivité 1 : Choisi r la modul e
Le deuxième graphique (F igure 36) représente le processus de soumission du
questionnaire une fois rempli, y compris les étapes décrites dans le pr emier diag ramme. Ce
graphique montre ég alement le stat ut de toutes les tâches:
• Ceux-ci peuvent êt re choisis avec la bonne réponse, pui s passez à la suivante.
• Celles-ci peuvent constituer la tâche finale et leur réalisation déclenchera l' annonce
avec le sco re obtenu.
• Si la répo nse est incorrecte ou si vous app uyez sur le bouton de pause , le résultat se ra
affiché jusqu'à cette heure et ret ournera à la page princip ale.

Figure 42 – Diagramme d’activité 2 : Le questi onnaire

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44 5. Validation du logiciel
l

6. Conclu sion

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45 Références

[1] Cum pot fi depășite problemele de comu nicare la copiii cu au tism, Paula Rotar u, 11
oct. 2017
[2] Realitatea augmenta tă: (Ce, unde, cum, când? ) – https://www.vrstudio.ro/r ealitatea-
augm entata-definiti e-istoric/

[3] Autism – https://www.autism -aita.ro/aut ism

[4] Realitatea virtuală și realitat ea augmentată: rolul lor în medicină și sănătate ,
Alexandru Safta – Mar 31, 2017

[5] Impactu l terapiei Alpha Sphere în recuper area copiilor cu a utism, Autor: Beat rice
Osanu
[6] Autism : apariție , diagnostic și t ratament , Autor: Bianca Po ptean

[7] Bai, Z., Blackwell, A.F., & Coulouri s, G. 2012 , ‘Making Preten se Visi ble and
Graspable: An Augmente d Reali ty Approach to Prom ote Pretend Play’ , IEEE
Internation al Sy mposium on Mi xed an d Augmented Reality, Atlanta, Geor gia, pp.
267-268

[8] Pedersen, T . 2013, Autistic Kids Like Games that Stimul ate Senses , Movement,
Psyc h Centr al, view ed 11 October 2013 ,
http://psyc hcent ral.com/news/ 2013/08/20/autistic -kids-like-games -that-stimulate-
senses-movement/586 78.html

[9] John son, C.P., Myers, S.M. & the Council on Children with Disabilities 2007,
‘Identific ation and Evaluati on of Children Wi th Autism Spectrum Diso rders’,
AMER ICAN ACADEMY OF PE DIATRICS, vol. 120, no. 5, pp. 1183 -1215

[10] GreenSock 2 013, GreenSock, Engagin g the Internet, viewed 30 July 2013

[11] An Augmented Reali ty Ga meBook for C hildren with Autis m Spe ctrum
Disorde rs, June 10 th -12 th , New York, NY, US A

[12] S. Bernardini , K. Porayska -Pomsta, T.J. Smith. ECHOES : An intelligent
serious ga me for fostering social communi cation in children wit h autis m. Original
Researc h Article Informa tion Sciences, Vol ume 2 64, 20, pp. 4 1-60, 2014

[13] Ekman , P. (1999 ). Basic emot ions. In T. Dalgl eish & M. Pow er (Eds.),
Handbook of cogn ition and emotion (pp. 45 -60).

Projet de f in d’étude, Petre Timotei Sorin, Facult é d’Ingénier ie en La ngues Etrangères , UPB, 2019

46 [14] Procedia – Social and Behavioral Sciences 174 ( 2015 ) 216 – 220

[15] Dünser, A., & Hornecker, E. (2007). An obse rvational study of child ren
interac ting with an augmented story book. Proce edings of 2nd International
Conference o f E-Learning and Ga mes (Edu tainment 2007), CUHK, H ong Kong. pp.
305-315

[16] Malone, T.W. & Lepper, M.R. (1987 ). Mak ing learnin g fun: A taxonomy of
intrinsic motiv ations for learni ng. In R. E. Snow & M. J. Farr (Eds .). Aptitude,
Learning, and Instruction, Vol 3. Cognitive and af fective process analyses (pp. 2 23-
253).

[17] Web page

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47 Glossa ire

XXX quelque chose (déf initio n, explication etc)

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48 Tableau des figures

Figure 1 – Rapport d'abandon ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 5
Figure 2 – L'inspiration, la créativité et la curiosité de l'enfant ………………………….. ……………………….. 8
Figure 3. Leur rôle dans la médecine et la santé ………………………….. ………………………….. ……………….. 9
Figure 4 . Réalité augmentée science technique ………………………….. ………………………….. ……………….. 11
Figure 5. Écr an d'ouverture du jeu Emotion ………………………….. ………………………….. ………………….. 12
Figure 6. En utilisant le suivi, le joueur peut faire glisser des objets sur le visage ……………………….. 13
Figure 7. Le joueur a la possibilité de refléter le visage en arrière -plan une fois terminé ……………… 13
Figure 8. Écran d'ouverture du jeu Happy Minion avec instructions ………………………….. ……………… 15
Figure 9. Un score e st conservé en bas de l'écran ………………………….. ………………………….. …………… 15
Figure 10. Instructions pour la chute de la banane ………………………….. ………………………….. ……… 15
Figure 11. Icône du jeu Tobias Adventures d ans le zoo ………………………….. ………………………….. ……. 17
Figure 12. Tobias 3D avatar, visualisé sur un appareil mobile ………………………….. ……………………… 17
Figure 13. Trouvez le bon angle pour résoudre ce cass e-tête avec illusion d'optique. …………………… 18
Figure 14. Casse -tête résolu en une heure. ………………………….. ………………………….. …………………….. 19
Figure 1 5. Le système d'apprentissage ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 20
Figure 16. Fabricants de localisation et de chaîne alimentaire ………………………….. ……………………… 21
Figure 17 – Versions Android ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 25
Figure 18 – Inscription de l'application sur le site Vuforia et obtenez la clé de licence …………………. 28
Figure 19 – Création de la base de données Vuforia ………………………….. ………………………….. ………… 29
Figure 20 – La base de données Vuforia d'AnimaLearn ………………………….. ………………………….. ……. 29
Figure 21 – Sélection de la plateforme pour télécharger la base de données ………………………….. …… 30
Figure 22 – Les paramètres requis pour utiliser Vuforia s ur la plate -forme Unity ………………………… 31
Figure 23 – Chargement de l'image cible ………………………….. ………………………….. ……………………….. 32
Figure 24 – L'image de gauche est l'image cible et l'image de gauche est la superposition. …………… 32
Figure 25 – La vue d'ensemble du projet après l'introduction d'éléments de réalité augmentée ………. 32
Figu re 26 – Exporter les paramètres pour termin er le projet ………………………….. …………………………. 33
Figure 27 – L'architecture générale de l'application ………………………….. ………………………….. ………… 34
Figure 28 – Panne aux dans l’éditeur Unity ………………………….. ………………………….. …………………….. 35

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49 Figure 29 – Partage de classes sur chaque module ………………………….. ………………………….. ………….. 35
Figure 30 – Écran d'accueil d'AnimaLearn ………………………….. ………………………….. …………………….. 36
Figure 31 – Page d'accueil et mise en page d'AnimaLearn ………………………….. ………………………….. .. 37
Figure 32 – Afficher zebra sur du carton avec AR Camera pour Vuforia ………………………….. ………… 38
Figure 33 – La base de données associée à l'animal identifié ………………………….. ………………………… 38
Figure 34 – Le panneau d'affichage par défaut sur une feuille blanche ………………………….. …………… 39
Figure 35 – Afficher l'animal avec les fonctions nécessa ires ………………………….. ………………………….. 39
Figure 36 – Début du jeu ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 40
Figure 37 – Jeu terminé ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 40
Figure 38 – Jouer en pause ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 41
Figure 39 – Diagramme de cas d’utilisation pour AnimaLearn ………………………….. ……………………… 42
Figure 40 – Diagramme d’activité 1 : Choisir la module ………………………….. ………………………….. …. 43
Figure 41 – Diagramme d’activité 2 : Le questionnaire ………………………….. ………………………….. ……. 43

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50

Annex es
Code source pour…
Diagrammes
Etc…