La grande distribution affiche une politique anti-gaspillage et a ainsi proposé dès 2014des Fruits et Légumes (F&Ls) « moches » [109] à la vente. Mais ces ventes sont temporaires et locales,et ont des effets peu étudiés sur le comportement des consommateurs. Nous proposons ici d'étudier si un magasin virtuel immersif (dans lequel nous contrôlons les F&Ls) peut être utilisé pour étudier le comportement des consommateurs confronté à des F&Ls « moches ». Afin d'avoir assez de F&Ls pour remplir le magasin virtuel, nous avons généré des F&Ls d'apparences variables de manière semi-procédurale comme suit :(1) nous générons le maillage avec des Cylindres Généralisés (CGs) [6] ; puis (2) gêneront les couleurs avec un système de particule.Nous avons réalisé 2 études comparatives (resp.N=142 et N=196). L'une portant sur le comportement consommateur lorsque les F&Ls sont plus ou moins anormaux (8F&Ls séparés en 4 groupes : sans déformation,légèrement déformés, déformés et fortement déformés). Ces différences n'avaient pas d'incidences sur le comportement. L'autre portait sur le comportement consommateur lorsque l'environnement est plus ou moins immersif (8 F&Ls sans déformation et 8 F&Ls déformés, séparés en 3groupes : magasin laboratoire, magasin virtuel non immersif et magasin virtuel immersif). Il existe des différences entre ces environnements sur le comportement. Enfin, nous avons étudié si la représentation virtuelle du consommateur avait un effet lors de l'achat des produits (incluant, mais ne se limitant pas aux F&Ls) nous avons donc réalisé une étude (N=29) avec 2 groupes : avatar obèse et avatar non-obèse. Il existe des différences localisées entre ces représentations sur le comportement consommateur. / The retail sector has an anti-waste policyand has therefore offered “ugly” FaVs (Fruits and Vegetables) for sale as early as 2014 [109]. But these sales remain temporary and local and have little studied effects on consumer behavior. We propose here to study if an immersive virtual store (in which we control the FaVs) can be used to study consumer behavior confronted to “ugly” FaVs To have enough “ugly” FaVs to fill the virtual store, we developed a method capable of generatings emiprocedural FaVs. To do so we: (1) generate the mesh with Generalized Cylinders (GCs) [6]; then (2) generate the colors with a particle system.We conducted 2 comparative studies (N=142 andN=196 respectively). The first study focused on consumer behavior when the FaVs are abnormal (8 FaVs separated into 4groups: no deformation, slightly deformed, deformed and strongly deformed). These differences had no impact on consumer behavior. The other study focused on consumer behavior when the environment is more or less immersive (8 FaVs without deformation and 8 FaVs with deformation, separated into 3 groups: laboratory store, non immersive virtual store and immersive virtual store).There are differences between these environments on consumer behavior. Finally, we studied if the virtual representation of the consumer had an impact during the purchase of products (including, but not limited to, FaVs). To do so we carried out a third consumer study (N=29) (2groups: obese avatar and non-obese avatar). There are very localized differences between these representations on consumer behavior.

La génération de mondes virtuels est un domaine de recherche très actif en informatique graphique : la modélisation de plantes, d’arbres, de bâtiments, de villes ou de terrains, et les simulations de vieillissement sont des domaines très explorés. Dans ce contexte, les changements d’apparences constituent également un domaine de recherche important, de part leur impact majeur dans le réalisme des scènes virtuelles produites. Ces travaux se concentrent sur la mise au point d’approches procédurales permettant de représenter les changements d’apparence sous la forme de décorations géométriques (accumulation de neige ou formation de glace, dépôt de feuilles mortes, etc.) à la fois à grande échelle et avec un très haut niveau de détail. Nous proposons d’abord un modèle d’organisation hiérarchique de scènes qui repose sur un arbre de construction dont les feuilles sont des objets environnementaux, des objets qui génèrent eux mêmes leurs décorations géométriques. Nous présentons ensuite un formalisme implicite pour définir l’environnement, qui contient l’ensemble des informations guidant la génération des décorations. Finalement, nous détaillons quatre méthodes de génération procédurale pour la création des décorations géométriques (neige, glace, herbes, feuilles) des objets environnementaux. / Procedural modeling of virtual worlds is an active research field in computer science. A large amount of methods have been published in this field : modeling of plants, trees, buildings, cities or terrains, and aging and weathering simulations. In this context, changes of appearance are a very active research field too, due to the way they impact the realism of produced virtual scenes. This research focuses on a procedural method that can represent the changes of appearance as geometrical decorations (snowfall, ice growth, leaves deposits, etc.) on very big scenes with a high level of details. We first propose a hierarchical scene design based on a construction tree whose leaves are environmental objects, a new kind of objects that generate their own geometrical decorations. We then present an implicit formalism to define the environment that contains all the information needed to guide decorations generation. Finally, we detail four procedural methods for generating the geometrical decorations (snow, ice, grass, leaves) of the environmental objects.

La complexité des mondes virtuels ne cesse d'augmenter et les techniques de modélisation classiques peinent à satisfaire les contraintes de quantité nécessaires à la production de telles scènes. Les techniques de génération procédurale permettent la création automatisée de mondes virtuels complexes à l'aide d'algorithmes, mais sont généralement contre-intuitives et par conséquent réservées à des artistes expérimentés.En effet, ces méthodes offrent peu de contrôle à l'utilisateur et sont rarement interactives.De plus, il s'agit souvent pour l'utilisateur de trouver des valeurs pour leurs nombreux paramètres en effectuant des séries d'essais et d'erreurs jusqu'à l'obtention d'un résultat satisfaisant, ce qui est long et fastidieu.L'objectif de cette thèse est de combiner la puissance créatrice de la génération procédurale avec un contrôle utilisateur intuitif afin de proposer de nouvelles méthodes interactives et intuitives de modélisation de mondes virtuels.Nous proposons plusieurs méthodes combinant génération procédurale et contrôle intuitif, en accentuant graduellement leur aspect interactif. Ainsi, nous présentons :- une méthode de génération procédurale de villages sur des terrains accidentés, dont les éléments sont soumis à de fortes contraintes de l'environnement,- une méthode interactive de modélisation de cascades, basée sur un contrôle utilisateur fin et la génération automatisée d'un contenu cohérent en regard de l'hydrologie et du terrain,- une méthode d'édition de terrains par croquis, où les éléments caractéristiques du terrain sont analysés et déformés pour correspondre aux lignes de crêtes tracées par l'utilisateur,- une méthode de peinture de mondes virtuels, où des techniques de synthèse d'éléments vectoriels sont utilisées pour automatiser la déformation et l'édition de la scène tout en préservant sa cohérence. / The complexity of virtual worlds is increasing and conventional modeling techniques are struggling to meet the constraints and amount of time required for the production of such scenes.Procedural generation techniques allow automated virtual worlds creation using algorithms, but are often non-intuitive and therefore reserved to experimented artists.Indeed, these methods offer few controls to users and are rarely interactive.Moreover, the user often needs to find values of several parameters by performing a series of trial and error, until obtaining a satisfactory result, which is a long and tedious task.The objective of this thesis is to combine the power of procedural modeling with intuitive user control to propose intuitive and interactive methods for modeling virtual worlds.We propose several methods combining procedural modeling and intuitive control, gradually increasing their interactive aspect.Thus we present:- a technique for procedural modeling of villages over arbitrary terrains, whose elements are subject to strong environmental constraints,- an interactive technique for procedural modeling of waterfall sceneries, based on an intuitive user control and the automated generation of a consistent content, in regard of hydrology and terrain constraints,- an sketch-based technique for editing terrains, where terrain features are extracted and deformed to fit the user sketches,- an interactive method for virtual world painting, where example-based synthesis of vectorial elements methods are used to automate deformation and editing of the scene while maintaining its consistency.

Cette thèse (qui a pour intitulé "Représentation, modélisation et génération procédurale de terrains") a pour cadre la génération de contenus numériques destinés aux films et aux jeux-vidéos, en particulier les scènes naturelles. Nos travaux visent à représenter et à générer des terrains. Nous proposons, en particulier, un nouveau modèle de représentation qui s'appuie sur un arbre de construction et qui va permettre à l'utilisateur de manipuler des morceaux de terrain de façon intuitive. Nous présentons également des techniques pour visualiser ce modèle avec un maximum d'efficacité. Enfin nous développons un nouvel algorithme de génération de terrains qui construit de très grands reliefs possédant des structures hiérarchiques découlant d'un réseau hydrographique : le relief généré est conforme aux grands principes d'écoulement des eaux sans avoir besoin d'utiliser de coûteuses simulations d'érosion hydrique. / This PhD (entitled "Representation, modelisation and procedural generation of terrains") is related to movie and videogames digital content creation, especially natural scenes.Our work is dedicated to handle and to generate landscapes efficently. We propose a new model based on a construction tree inside which the user can handle parts of the terrain intuitively. We also present techniques to efficently visualize such model. Finally, we present a new algorithm for generating large-scale terrains exhibiting hierarchical structures based on their hydrographic networks: elevation is generated in a broad compliance to water-tansport principles without having to resort on costly hydraulic simulations.

La génération de formes naturelles a été le sujet de nombreuses recherches depuis plusieurs années. Plusieurs méthodes ont été proposées afin de générer des objets naturels et réalistes tels que des terrains, des plantes et arbres, des nuages, etc. Les modèles itératifs sont très connus dans ce domaine de recherche grâce à leur capacité à générer des formes rugueuses et complexes qui sont adaptées à la représentation d’objets naturels. L’inconvénient majeur de tels modèles est le manque de contrôle sur le résultat final. Ce dernier peut venir de la méthode de construction stochastique interdisant tout contrôle par définition. Pour les modèles dont la construction est déterministe, les paramètres de générations sont souvent non intuitifs et limitent ainsi le contrôle. Pour ces raisons un grand nombre de recherches ont port sur le problème du contrôle de ces modèles ainsi que sur la possibilité d’utiliser des modèles non-itératifs (esquisses, basés exemples, etc.). Bien souvent, le contrôle introduit par ces modèles est un contrôle global, c’est-à-dire sur la totalité de l’objet final et ne prend donc pas en compte les détails locaux de ce dernier. Dans notre travail, nous nous attaquons au problème du contrôle sur les formes naturelles en tenant compte du contrôle local. À cette fin, nous introduisons deux modèles différents. Le premier repose sur un formalisme itératif avec notion de détail qui se dicline en deux sous-familles, l’une basée sur les IFS et l’autre basée sur les surfaces de subdivision. Le deuxième modèle permet l’édition de caractéristiques d’un terrain sous forme de primitives vectorielles puis la génération du terrain par une méthode de diffusion guidée. Cette dernière fait l’objet d’une implémentation parallèle sur la carte graphique (GPU). / The generation of natural shapes has been the subject of much research for many years. Several methods have been proposed to generate realistic natural objects such as terrain, plants and trees, clouds, etc... Iterative models are well known in this field of research due to their ability to generate complex and rough shapes that are adapted to the representation of natural objects. The major drawback of such models is the lack of control over the final result. The latter can come from the stochastic construction method which prevents any control by definition. For models whose construction is deterministic, the parameters of generation are often non-intuitive and thus limit control. For these reasons many studieshave focused on the problem of controlling these models as well as the possibility of using non-iterative models (sketches, based on examples, etc). Often, control introduced by these models is a global control, on the whole final object and therefore does not include local details of this object. In our work, we focus in the problem of control over natural shapes, taking into account local control. To this end, we introduce two different models. The first is based on an iterative formalism with detail concept which is divided into two subfamilies, one based on IFS and the other one based on subdivisionsurfaces. The second model allows the editing of terrain features under a form of vectorial primitives which one used to generate the terrain by guided diffusion method. The latter is the subject of a parallel implementation on graphics card (GPU).

Cette thèse a pour objectif de créer et évaluer un modèle narratif pour les jeux vidéo émergents dont une part importante du contenu est générée de façon procédurale. Elle propose pour cela une application dans le jeu vidéo Minecraft. L'approche classique de la narration dans les jeux vidéo s'adaptant difficilement à des expériences de jeu plus libres nous proposons de donner au joueur les moyens de transformer le récit en temps réel et de manière explicite grâce à une forme narrative modulaire et adaptative au contexte de jeu courant. Dans un premier temps, la thèse explore les liens entre narration et interaction par le biais de l'étude des rôles de la narration dans les jeux vidéo. Puis, dans un deuxième temps, nous identifions les propriétés qui caractérisent les jeux vidéo émergents afin d'exposer les enjeux narratifs de ce type d'expérience de jeu. Dans un troisième temps, nous détaillons notre proposition d'un modèle narratif adapté aux jeux vidéo émergents ainsi que l'architecture logiciel permettant au joueur de transformer le récit en temps réel. Finalement, nous présentons deux expérimentations visant à vérifier nos hypothèses et à évaluer notre modèle narratif. / This thesis aims to create and evaluate a narrative model for emergent videogames that make extensive use of procedurally generated content. As such, an application of this model is presented within the videogame Minecraft. The usual approach to narratives in videogames can hardly be applied to experiences of play that involve more freedom from the player's perspective, such as what offer emergents videogames. Thus, we aim to provide players with the means to explicitly alter the story in real time, thanks to a context sensitive and modular narrative form. First, we explore the relationship betweenstorytelling and interactivity by studying the various roles held by narratives in videogames. Then, we identify the properties that define emergent videogames to better expose the narrative challenges they represent. Next, we detail our proposal of a narrative model suitable for emergent games as well as the architecture allowing players to transform the story in real time. Finally, we present an experiment in which we evaluate the validity of our narrative model in the context of emergent videogames.