La communication visuelle tire profit de la grande variété d'apparences qu'une image peut avoir. En ignorant les détails, les images simplifiées concentrent l'attention de l'observateur sur le contenu essentiel à transmettre. Les images stylisées, qui diffèrent de la réalité, peuvent suggérer une information subjective ou imaginaire. Des variations plus subtiles, comme le changement de l'éclairage dans une photographie, ont également un impact direct sur la façon dont le message transmis va être interprété. Le but de cette thèse est de permettre à un utilisateur de manipuler le contenu visuel et créer des images qui correspondent au message qu'il cherche à transmettre. Nous proposons plusieurs manipulations qui modifient, simplifient ou stylisent des images pour augmenter leur pouvoir d'expression. Nous présentons d'abord deux méthodes pour enlever les détails d'une photographie ou d'une vidéo. Le résultat de cette simplification met en valeur les structures importantes de l'image. Nous introduisons ensuite une nouvelle primitive vectorielle, nommée Courbe de Diffusion, qui facilite la création de dégradés de couleurs et de flou dans des images vectorielles. Les images créées avec des courbes de diffusion présentent des effets complexes qui sont difficiles à reproduire avec les outils vectoriels existants. Dans une seconde partie, nous proposons deux algorithmes pour la création d'animations stylisées à partir de vidéos et de scènes 3D. Ces deux méthodes produisent des animations qui ont l'apparence 2D de média traditionnels comme l'aquarelle. Nous décrivons enfin une approche pour décomposer l'information d'illumination et de réflectance dans une photographie. Nous utilisons des indications utilisateurs pour résoudre ce problème sous-contraint. Les différentes manipulations d'image proposées dans ce mémoire facilitent la création d'une variété de représentations visuelles, comme illustré par nos résultats.

A rapidly growing computer graphics community has contributed to dramatic increase in complexity with respect to geometry as well as physical phenomena. Simulating, approximating and visualizing geometry consisting of tens of millions of polygons simultaneously tested for collision or visibility is becoming increasingly common. Further, recent technological innovations from graphics card vendors have given impetus to achieving these results at very high frame rates. Despite tremendous developments in graphics hardware, capturing the complete surrounding environment poses a significant challenge. Given the added time constraint for real-time or interactive rates, simplified representations and suitable approximations of physical effects are of key importance.<br /><br />This dissertation focuses on simplified representations and computations to achieve real-time performance for complex tasks and concentrates on a variety of topics including simplification, visibility, soft shadows and voxelization.

Le groupe de Burnside libre d'exposant n, B(r,n), est le quotient du groupe libre de rang r par le sous-groupe engendré par les puissance n-ièmes de tous ses éléments. Ce groupe fut introduit en 1902 par W. Burnside qui demandait si un tel objet était nécessairement fini. Depuis les travaux de P.S. Novikov et S.I. Adian à la fin des années soixante, on sait que, pour des exposants suffisamment grands, la réponse est négative. Dans cette thèse on s'intéresse aux automorphismes extérieurs de B(r,n). En adaptant l'approche géométrique de la théorie de la petite simplification développée par T. Delzant et M. Gromov, on exhibe une large classe d'automorphismes du groupe libre qui induisent des éléments d'ordre infini de Out(B(r,n)). On montre aussi que Out(B(r,n)) contient des sous-groupes libres et abéliens libres.

<p>Captured and generated 3D data can be so large that it creates a problem for today's computers since they do not fit into the main or graphics card memory. Therefore methods for handling and rendering the data must be developed. This thesis presents a way to pre-process and render out-of-core height map data for real time use. The pre-processing uses a mesh decimation API called Simplygon developed by Donya Labs to optimize the geometry. From the height map a normal map can also be created and used at render time to increase the visual quality. In addition to the 3D data textures are also supported. To decrease the time to load an object the normal and texture maps can be compressed on the graphics card prior to rendering. Three different methods for covering gaps are explored of which one turns out to be insufficient for rendering cylindrical equidistant projected data.At render time two threads work in parallel. One thread is used to page the data from the hard drive to the main and graphics card memory. The other thread is responsible for rendering all data. To handle precision errors caused by spatial difference in the data each object receives a local origin and is then rendered relative to the camera. An atmosphere which handles views from both space and ground is computed on the graphics card.The result is an application adapted to current graphics card technology which can page out-of-core data and render a dataset covering the entire earth at 500 meters spatial resolution with a realistic atmosphere.</p>

We put forth a multiple representation approach to deriving the behavioral model of a digital circuit automatically from its structure and the behavioral simulation models of its components. One representation supports temporal reasoning for composition and amplification, another supports simulation and a third helps to partition the translation problem. A working prototype, FUNSTRUX, is described.

Captured and generated 3D data can be so large that it creates a problem for today's computers since they do not fit into the main or graphics card memory. Therefore methods for handling and rendering the data must be developed. This thesis presents a way to pre-process and render out-of-core height map data for real time use. The pre-processing uses a mesh decimation API called Simplygon developed by Donya Labs to optimize the geometry. From the height map a normal map can also be created and used at render time to increase the visual quality. In addition to the 3D data textures are also supported. To decrease the time to load an object the normal and texture maps can be compressed on the graphics card prior to rendering. Three different methods for covering gaps are explored of which one turns out to be insufficient for rendering cylindrical equidistant projected data.At render time two threads work in parallel. One thread is used to page the data from the hard drive to the main and graphics card memory. The other thread is responsible for rendering all data. To handle precision errors caused by spatial difference in the data each object receives a local origin and is then rendered relative to the camera. An atmosphere which handles views from both space and ground is computed on the graphics card.The result is an application adapted to current graphics card technology which can page out-of-core data and render a dataset covering the entire earth at 500 meters spatial resolution with a realistic atmosphere.

Polygonal meshes are a common way of representing 3D surface models in many different areas of computer graphics and geometry processing. However, these models are becoming more and more complex which increases the cost of processing these models. In order to reduce this cost, mesh simplification algorithms are developed. Another important property of a polygonal mesh model is that whether it is regular or not. Regular meshes have many advantages over the irregular ones in terms of memory requirements, efficient processing, rendering etc. In this thesis work, both mesh simplification and regular remeshing algorithms are studied. Moreover, some of the popular mesh libraries are compared with respect to their approaches and performance to the mesh simplification. In addition, mesh models with disk topology are remeshed and converted to regular ones.

Vehicle handling models are commonly used in the design and analysis of vehicle dynamics. Especially, with the advances in vehicle control systems need for accurate and simple vehicle handling models have increased. These models have parameters, some of which are known or easily obtainable, yet some of which are unknown or difficult to obtain. These parameters are obtained by system identification, which is the study of building model from experimental data. In this thesis, identification of vehicle handling models is based on data obtained from the simulation of complex vehicle dynamics model from ADAMS representing the real vehicle and a general methodology has been developed. Identified vehicle handling models are the linear bicycle model and vehicle roll models with different tire models. Changes of sensitivity of the model outputs to model parameters with steering input frequency have been examined by sensitivity analysis to design the test input. To show that unknown parameters of the model can be identified uniquely, structural identifiability analysis has been performed. Minimizing the difference between the data obtained from the simulation of ADAMS vehicle model and the data obtained from the simulation of simple handling models by mathematical optimization methods, unknown parameters have been estimated and handling models have been identified. Estimation task has been performed using MATLAB Simulink Parameter Estimation Toolbox. By model validation it has been shown that identified handling models represent the vehicle system successfully.

Dans ce travail, nous proposons une méthode systématique et facile de mise en œuvre pour la synthèse du contrôle des systèmes à événements discrets. Nous modélisons les systèmes par des modèles RdP saufs. Deux idées distinctes sont utilisées : 1) ajout de places de contrôle pour empêcher l'atteignabilité des états interdits, et 2) ajout de conditions pour les transitions contrôlables. Nous avons alors été confrontés au problème des transitions incontrôlables pour garantir l'optimalité et à la complexité apportée par le nombre des places de contrôles qui peut être très grand. <br />Dans la première idée, nous avons utilisé le théorème introduit par Guia, qui permet de passer d'un ensemble d'états interdits vers un ensemble de contraintes linéaires. Nous avons proposé des méthodes originales de simplification des contraintes. Il est alors possible de réduire le nombre et la borne des contraintes et ainsi de construire un modèle contrôlé simple. Les méthodes de simplification présentées sont applicables sur les RdP saufs. Nous avons déterminé les conditions nécessaires et suffisantes pour avoir un contrôleur maximal permissif. L'avantage principal de ces méthodes de synthèse de contrôleurs est que le modèle RdP contrôlé est très proche du modèle initial. <br />La deuxième idée qui a été utilisée pour la synthèse est l'utilisation des conditions pour le franchissement des transitions contrôlables. Les méthodes qui utilisent cette technique, ont en général besoin d'un calcul long en temps réel. En appliquant notre méthode de simplification, nous arrivons à un contrôleur simple.

Thèse de doctorat : Sciences économiques et sociales : Göteborgs universitet : 2006. / Résumé en anglais. Bibliogr. p. 213-221.