Par rapport à l’utilisation d’un clavier et d’une souris, l'interaction stylo présente plusieurs avantages. Ce mode d'interaction utilise un matériel moins encombrant et plus mobile qu’un ordinateur classique. Il est donc adapté aux besoins des utilisateurs éloignés de leur poste de travail ou plongés dans des milieux où les outils informatiques habituels ne sont pas utilisables. De plus, l’interaction stylo permet un dialogue bien plus naturel, intuitif et convivial entre l’utilisateur et le système informatique. En effet, le stylo électronique et la surface tactile reproduisent la métaphore du « papier-stylo », dont chacun sait se servir. Ceci facilite la prise en main des systèmes informatiques, offrant à un public très large un accès à ces technologies.

1. Des approches génériques

Différents types de matériels basés sur une interaction stylo ont émergé ces dix dernières années : certains de grande taille comme les tablettes graphiques, les ordinateurs portables de type « Tablet PC », d'autres plus petits , comme les assistants personnels numériques (PDA) ou les « smartphones ».

Tablette graphique avec retour visuel	Tablet PC
PDA	Smartphone

Ces différents matériels nécessitent des logiciels adaptés. L'équipe IMADOC de l'IRISA privilégie le développement d'approches génériques, pouvant être adaptées aux différentes applications. Les résultats de recherche présentés ici concernent deux types de méthodes : méthodes de saisie d'écriture manuscrite et méthodes de composition de documents structurés.

Méthodes de saisie d’écriture manuscrite

Les logiciels qui utilisent le plus couramment l’interaction stylo sont les méthodes de saisie d’écriture manuscrite. En effet, ces méthodes sont indispensables pour entrer du texte sur les périphériques complètement dépourvus de clavier et de souris. Sur ce type de périphérique, deux méthodes de saisie sont en général disponibles : un clavier virtuel et une méthode de saisie d’écriture manuscrite.

Le clavier virtuel correspond à l’affichage d’un clavier à l’écran. L’utilisateur saisit des caractères en appuyant avec le stylo sur les touches virtuelles affichées. Bien qu'un utilisateur expert soit capable de saisir ainsi un grand nombre de caractères par minute, cette technique est peu adaptée aux exigences de mobilité et n'exploite pas toutes les possibilités ergonomiques offertes par l’interaction stylo.

L'interaction proposée par les méthodes de saisie d’écriture manuscrite est beaucoup plus intuitive : l’utilisateur écrit son texte dans une zone de l’écran dédiée à cette tâche. Ces méthodes se divisent à l’heure actuelle en deux grandes familles : celles basées sur une reconnaissance de caractères manuscrits isolés et celles basées sur une reconnaissance de mots cursifs liés. La première famille, la plus ancienne des deux, est principalement utilisée sur des périphériques à faible puissance de calcul et faible ressource mémoire comme les PDA ou les smartphones. La seconde famille est utilisée sur les « Tablet PC », qui disposent de ressources matérielles nettement supérieures, permettant aux systèmes de reconnaissance de mots manuscrits cursifs de fonctionner avec des temps de réponse acceptables par l’utilisateur.

Une méthode de saisie d’écriture manuscrite est architecturée autour de deux composants principaux : un système de reconnaissance des tracés manuscrits et une interface homme-machine orientée stylo. Les travaux de recherche de l’équipe IMADOC ont porté tout d'abord sur le système de reconnaissance. Elles ont abouti à la conception du système de reconnaissance de caractères manuscrits isolés RESIFCar. Ce système peut être embarqué sur des périphériques mobiles de petite taille disposant de faibles ressources de calcul et de mémoire. Afin de proposer une méthode de saisie complète pour ces périphériques, des travaux de recherche ont été menés en collaboration avec le Centre de Recherche en Psychologie, Communication et Cognition de l’Université de Rennes 2 (CRPCC) sur la conception et l’évaluation d’interfaces homme-machine adaptées à l’interaction stylo et à la contrainte de taille des écrans de ce type de matériel. Ces travaux ont abouti à la conception de l’interface orientée stylo DIGIME.

Méthodes de composition de documents structurés

Un autre pan des recherches concerne la composition de documents structurés. Ce terme désigne les documents qui possèdent une structure prédéfinie, pour lesquels il est donc possible d’énoncer des règles de structuration. Les exemples sont multiples : des partitions musicales, des diagrammes, des plans, des schémas électriques, des formules de mathématiques...

Il existe aujourd’hui de nombreux logiciels pour réaliser différents types de documents structurés à l’aide d’un clavier et d’une souris. Cependant, ces systèmes sont souvent peu intuitifs et peu naturels. Par exemple, les logiciels permettant la réalisation de partitions musicales exigent souvent de l’utilisateur qu’il choisisse d’abord à la souris dans une barre d’outils le symbole qu’il souhaite insérer, puis qu’il déplace sa souris jusqu’à la portée, et enfin qu’il clique sur l’emplacement où il souhaite déposer ce symbole. La réalisation d’un document complexe devient donc rapidement fastidieuse et demande souvent beaucoup plus de temps que sa réalisation sur une feuille de papier.

L’interaction stylo est alors une alternative pertinente pour la réalisation de tels documents, puisqu'elle permet de cumuler les avantages du papier et du crayon et les fonctionnalités de l’informatique. L’utilisateur dessine les symboles de son document directement sur la surface tactile : il compose des documents d'une manière tout à fait comparable à celle qu’il utilise avec du papier. Mais il bénéficie également des avantages de l’informatique, notamment une plus grande facilité d'édition des documents.

Plusieurs applications basées sur une interaction stylo pour la composition de documents structurés ont été développées, notamment un éditeur de partitions musicales et un éditeur de diagrammes.

Les fonctionnalités de ces différentes technologies sont détaillées dans la suite de ce document.