Approche de visualisation et de consultation des évolutions et outil associé

Ces 30 dernières années l’évolution des Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) a révolutionné la structuration des Systèmes d’Information. Des supports de visualisation15 efficaces ne se limitent pas à exploiter des données génériques ou statistiques mais permettent un accès plus rapide aux informations en favorisant la compréhension des données, leur comparaison et l’extraction d’informations pertinentes à travers des requêtes dynamiques (S. K. Card et al. 1999). De façon générale, l’exploration des données suit un processus en trois étapes qui comprend la vision d’ensemble du sujet, le zoom et filtrage des données, et enfin l’analyse de détails à la demande (D.A. Keim 2001). Tout particulièrement en patrimoine historique, une collecte variée d’informations permet de décrire le bâtiment et de reconstituer ses évolutions morphologiques et historico-sociétaires : son état actuel est constitué par les informations acquises sur le terrain, et ses états passés sont décrits par les sources documentaires. De telles données sont le support sur lesquels toutes analyses et interprétations sont effectuées. La visualisation d’informations reliées à la maquette spatio-temporelle cherche à donner accès et à explorer rapidement les informations pertinentes ; à mettre en évidence les relations, les analogies et différences entre les données ; enfin, à sélectionner et classifier les informations de manière interactive. Toutefois, actuellement peu de systèmes visent à fournir des outils d’interprétation des données issues des sources documentaires dans une plateforme unique et intégrée. De plus, un nombre encore plus limité de systèmes intègre des dispositifs de visualisation de l’évolutivité à la morphologie des édifices. Dans le but d’atteindre cet objectif, trois axes doivent interagir entre eux :

Dans ce chapitre, trois aspects seront abordés. Premièrement, est présenté un état de l’art des systèmes décrivant les évolutions temporelles afin de retenir les caractéristiques essentielles pour une visualisation adaptée ; deuxièmement, sont décrits les principes d’une plateforme intégrée permettant la recherche et l’analyse spatiale et temporelle des données (Annexe E), en s’appuyant sur des représentations multiples. Enfin, est exposé le dispositif de visualisation des transformations historiques d’édifices à partir de la scène 3D et de graphes bidimensionnels. Afin de décrire le scénario d’utilisation du système, le terrain d’expérimentation de Château Comtal de Carcassonne est pris comme exemple. En effet, en raison de la richesse évolutive de ce site, cet outil se révèle particulièrement adapté à la compréhension des changements, à la description et à la comparaison des époques. De manière générale, les évolutions au fil du temps peuvent être affichées de façon explicite ou implicite selon la technique de visualisation utilisée. Diverses classifications des systèmes de visualisation existent, en fonction du point de vue choisi pour l’analyse. Hascoët et Beaudouin-Lafon classifient les systèmes en 4 catégories qui regroupent les données selon le type de représentation : orientée points, orientée lignes, orientée surfaces, et remplissage de surfaces (Hascoët & Beaudouin- Lafon 2001). Shneiderman et Kleim (Shneiderman, B. 1996) (D.A. Keim & Ward 2002) classifient les systèmes en fonction du nombre de variables : les structures sont donc unidimensionnelles, bidimensionnelles, multidimensionnelles16, hiérarchiques et sous forme de graphes. De plus, certaines techniques sont plus adaptées pour visualiser des données spécifiques ; d’autres techniques plus génériques se prêtent à visualiser des données plus variées (Aigner et al. 2007; Frank 1998; D.A. Keim 2001).

Une comparaison détaillée des caractéristiques de chaque système est disponible en Annexe F. Nous proposons un état de l’art qui classifie les structures de visualisation  Ces systèmes sont généralement des structures unidimensionnelles, c’est-à- dire des compositions de données ayant une seule variable. Toutefois dans certains cas, des graphes17 peuvent être couplés avec une représentation linéaire du temps (Aigner et al. 2005; Reinders et al. 2001). A cette catégorie appartiennent par exemple les données temporelles, les données de type liste alphabétique18, des listes de documents, les résultats d’une recherche, l’historique des données supprimées ou les événements discrets. Les représentations sont très variées et elles comprennent les frises chronologiques, les approches basées sur des flux de données ou sur des symboles, les diagrammes en arc, le mur en perspective (lifestream). Les frises chronologiques désignent toutes représentations des événements selon une disposition parallèle à un axe temporel. Les barres temporelles sont utilisées dans des domaines variés tels que la conception des systèmes, le traitement du son et le montage vidéo, en histoire et archéologie, dans le domaine médical ou dans le cas de traitement de données personnelles (Plaisant et al. 1996). Ces systèmes19 ont l’avantage de gérer diverses granularités temporelles, selon les besoins du domaine (Viégas et al. 2007). Par exemple dans le projet Simile20, à l’intérieur de bandes temporelles synchronisées (le déplacement de la barre principale conditionne le déplacement de la barre secondaire), les événements sont visualisés par des diagrammes ou des cercles selon leur durée. Parmi les outils numériques, les éditeurs audio/vidéo ont des interfaces très appropriées au défilement temporel. En effet, elles permettent de chevaucher les traces sonores, supprimer des bruits, isoler, couper, accélérer ou ralentir les traces. La barre temporelle est adaptée à l’affichage de l’ensemble des données sonores ou seulement une portion, la granularité étant multiple. Les boutons classiques du magnétoscope permettent d’écouter les traces sonores, de les avancer ou d’arrêter la progression. L’interface est mixte : la barre temporelle affiche la position temporelle relative dans le montage et permet d’analyser, manipuler et modifier le montage qui est vérifié en temps réel dans une fenêtre adjacente.