Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le « clair-obscur », tirant son origine du terme italien « chiaroscuro », est considéré comme l’un des plus importants éléments dans l’art et la littérature. En examinant dans les tableaux la lumière et les ombres, deux composants opposés, les peintres ainsi que les critiques d’art du XVIIe et du XVIIIe siècles font preuve d’un grand enthousiasme de dévoiler leurs secrets. L’instauration de l’Académie, le grand débat sur le colorisme et la naissance de la critique d’art en France sont des occasions particulières pour approfondir leurs études du clair-obscur.Parmi les critiques d’art du XVIIIe siècle, c’est Diderot qui souligne les effets du clair-obscur dans ses Salons. Par rapport à d’autres salonniers contemporains, seul Diderot philosophe-écrivain expose ses propres idées esthétiques concernant le clair-obscur et transmet ses effets poétiques aux lecteurs, en suscitant de fortes « émotions ». Cette originalité littéraire des Salons contribue donc à l’évolution de la critique d’art des siècles suivants. / The « clair-obscur », from the Italian term « chiaroscuro », is considered one of the most important elements in art and literature. By examining the two opposing components of light and shadow in paintings, the painters and art critics in the seventeenth and eighteenth centuries show great enthusiasm about revealing their secrets. The establishment of “Academy”, the great discussion on coloration and the birth of art criticism in France are special opportunities for further study of chiaroscuro.Among the art critics of the eighteenth century, it is Diderot who emphasizes the effects of chiaroscuro in his Salons. Compared with other contemporary « salonniers », only Diderot as a philosopher and writer, exposes his own aesthetic ideas regarding chiaroscuro and passes on the poetic effects of this to his readers, arousing strong « emotions ». This literary originality of the Salons contributes thus to the development of art criticism in the following centuries.

Aujourd’hui nous pouvons être à un endroit du monde et réaliser des prises de vues à des centaines de kilomètres. La distance, qui jusqu’à présent se limitait à celle de la perception de notre œil, n’a aujourd’hui plus de limites, grâce aux nouvelles technologies. Cette thèse étudie la situation de l’artiste, dans le traitement du paysage, face à ces choix offerts à lui, entre l’analogique et le numérique. Ce serait la multiplicité de ce qu’offrent les technologies qui, par la main de l’artiste, permettraient de faire muter le paysage contemporain. Selon notre hypothèse, les Mutation(s) du paysage contemporain ne se joueraient pas uniquement sur une continuité temporelle, suivant l’évolution des technologies, oubliant progressivement l’analogique au profit du numérique. Il y aurait bien cet Entre qui se révèlerait être au cœur de nos questionnements. La thèse se développe en trois parties, comme une sorte de triptyque : Hors-champ, Instants, Non-lieu, en prenant appui sur notre pratique d’artiste. Partant de nos origines bretonnes, nous irons puiser dans des légendes et cultures celtes (l’Anaon, l’intersigne, etc.) qui nous entraîneront vers l’Asie (les évaporés au Japon, etc.), naviguant entre les technologies, entre le visible et l’invisible, entre le réel et le virtuel. En définitive, la mutation (au pluriel) est une et multiple à la fois. Cette figure complexe (au sens d’Edgar Morin) rappelle celle du Yi-Jin, dont sa définition suggère des mises en rapport de signes. Elle n’est pas sans proximité avec l’écriture oghamique, qui est un alphabet antique celte. Notre thèse est que l’Ogham, en connivence avec le Yi-Jin, participerait d’une nouvelle définition du paysage contemporain. / We can be in one place in the world and take pictures of places located at hundreds of kilometers away. The distance, that up to now, used to be limited to our eyes’ perception, has no more limits, thanks to new technologies. This thesis analyzes the position of the artist in the treatment of landscape in view of the choices offered between analogue and digital.This would be the multiplicity of the technological possibilities, that through the hands of the artist, allows to mutate the contemporary landscape. According to our hypothesis, the Mutation(s) of contemporary landscape, would not be based exclusively on a temporal continuity, following the technological evolution, that progressively forgets the analogue in favor of the digital. There would be this In Between that would be at the center of our questioning. The thesis develops itself in 3 parts, like a sort a tryptique: off-track - instants - out of place, based on our practice as artist. Departing from our Brittany origins, we will immerse into the Celtic legends (the “Anaon”, the “intersigne”, etc.) and cultures that will take us to Asia (the “evaporated” in Japan, etc.), shifting between the technologies, between the visible and the invisible, between the real and the virtual.In the end, the mutation (in plural) is one and many at the same time. This complex representation (in the sense of Edgar Morin) reminds that of Yi-Jin, of which his definition suggests the relationship between signs. It is not without the proximity of the Oghamic writing, that is an ancient Celtic alphabet. Our position is that the Ogham, in connection with the Yi-Jin, would be part of a new definition of the contemporary landscape.

Les problèmes de visibilité sont centraux pour bien des applications en synthèse d'images. Les exemples les plus classiques sont le calcul de vue, les limites d'ombres, la visibilité mutuelle de paires de points, etc. Nous présentons tout d'abord une étude théorique des propriétés de visibilité tridimensionnelle dans l'espace des rayons lumineux. Nous regroupons les rayons qui voient le même objet, ce qui définit le complexe de visibilité 3D. Les frontières de ces groupes de rayons décrivent les événements visuels de la scène (limites d'ombres, apparition d'objets lors du déplacement d'un observateur, etc.). Nous simplifions le complexe de visibilité en un graphe de l'espace des droites que nous appelons le squelette de visibilité. Les événements visuels sont les arcs de ce graphe, et notre algorithme de construction évite le traitement complexe des ensembles 1D de droites correspondants. Nous calculons uniquement les extrémités (droites à 0 degré de liberté) de ces ensembles, et les événements visuels sont déduits topologiquement grâce à un catalogue d'adjacences. Notre implémentation montre que le squelette est plus robuste, plus général et plus efficace que les structures antérieures. Nous avons appliqué le squelette de visibilité à la simulation de l'éclairage, où il permet des calculs plus précis de manière plus rapide. Nous avons également développé un précalcul pour l'affichage de scènes très complexes. Nous calculons l'ensemble des objets potentiellement visibles depuis un volume de l'espace. Notre méthode est la première qui prend en compte l'occultation due à la conjonction de plusieurs bloqueurs dans ce contexte. Nos tests d'occultation sont effectués grâce à des projections étendues sur des plans, ce qui les rend simples, efficaces et robustes. Nous proposons enfin un vaste tour d'horizon des travaux sur la visibilité dans différents domaines.

La question du langage occupe une fonction centrale dans l'univers narratif de L'Ombre et le double. Dans ce roman d'Yvon Rivard, en plus d'être un objet de spéculations qui accapare les personnages, cette question est aussi un élément qui influence la réalité diégétique. Nous avons donc abordé la figure du langage par le biais de ses rôles et de ses fonctions dans le récit. En analysant cette figure dans ses interactions avec la notion d'origine, nous avons tenté d'identifier certains pouvoirs attribués aux mots dans le roman afin d'en dégager une conception du langage. Le premier chapitre traite de la dimension collective et analyse le rôle du langage dans l'organisation sociale du roman. Nous considérons ensuite la dimension individuelle du langage afin d'étudier ses liens avec la construction de la subjectivité et de l'identité. Enfin, la dimension textuelle du langage, abordée dans le dernier chapitre, permet d'examiner comment le matériau linguistique se manifeste au lecteur et ne se laisse jamais oublier au profit de la référentialité. Les rôles diégétiques attribués au langage permettent de proposer une conception du rapport entre les mots et la réalité : le langage n'est jamais réduit à une simple instrumentante et le sens est dépourvu d'un centre fixe.

On présente dans cette thèse quelques résultats nouveaux concernant l'optique non-linéaire diffractive. Tout d'abord, des solutions oscillantes régulières de systèmes hyperboliques sont analysées grâce à des développements asymptotiques (BKW) 3 échelles multiphases, à phases courbes : l'échelle la plus rapide est celle des oscillations, l'échelle intermédiaire décrit des phénomènes transverses à la propagation, cette dernière suivant les rayons de l'optique géométrique, à l'échelle la plus lente. L'utilisation des phases non planes permet de traiter le cas des systèmes à coefficients variables, et nécessite des hypothèses de cohérence et de petits diviseurs, dont on montre la généricité. On donne des exemples d'interactions d'ondes diffractées, en particulier en acoustique non linéaire. De plus, la diffraction transverse est considérée dans des cadres fonctionnels différents : périodique, faiblement décroissant, et pour des profils de chocs. Ces comportements sont appliqués à l'étude de la perturbation des phases oscillantes, ainsi qu'au problème des frontières ombre/lumière. On analyse dans chaque cas l'influence des effets de rectification (interaction entre moyenne et oscillations). Enfin, on décrit les oscillations se réfléchissant près d'un point diffractif (où la réflexion est tangentielle), pour une équation de Klein-Gordon semi-linéaire dissipative : une asymptotique $H^1$ met en évidence les interactions et la formation d'une \begin{guillemets}zone d'ombre\end{guillemets}.

La classification sur ombre de mines marines peut être effectuée à partir d'images sonar haute résolution. Cependant, la classification mono-vue admet des limites du fait de leur forme géométrique parfois complexe. Une manière de s'affranchir des ambiguïtés consiste à effectuer une classification multi-vues. Dans un premier temps, il convient d'assimiler les spécificités de l'imagerie sonar. D'un côté, les propriétés statistiques des pixels et le principe d'acquisition des images sont des connaissances avantageusement prises en compte lors de l'étape de segmentation. D'un autre côté, les distorsions géométriques qui affectent l'ombre portée du fait des performances du sonar et de la prise de vue doivent être considérées. En matière de reconnaissance de formes, les données sonar segmentées peuvent être diversement résumées suivant qu'on s'attache à définir des grandeurs indépendantes des positions relatives objet-sonar et/ou de la résolution du sonar ou bien, autorisant une reconstruction du contour et la conservation de l'orientation de la forme associée. Ces considérations du problème mono-vue ont préparé l'élaboration de processus plus complexes de classification multi-vues. D'une part, on manipule les attributs issus d'un traitement image par image. Deux cas se présentent : en exploitant l'évolution de la forme de l'ombre en fonction du trajet du sonar ou, au contraire, en s'affranchissant des transformations du plan. Dans le premier cas, on caractérise de manière globale l'ensemble des valeurs successives prises par des attributs sensibles aux diverses formes de l'ombre. Dans le second cas, sans connaissance précise des conditions d'acquisition, les attributs extraits sont fusionnés et présentés à l'opérateur sous forme de mesures pour l'aide à la décision. Par la logique floue d'autre part, les outils de reconnaissance de formes calculés sur des données binaires ont été étendus au cas de données en niveaux de gris d'une nouvelle image pour sa caractérisation.

L'algorithme RANSAC (Random Sample Consensus) est l'approche la plus populaire pour l'estimation robuste des paramètres d'un modèle en vision par ordinateur. C'est principalement sa capacité à traiter des données contenant potentiellement plus d'erreurs que d'information utile qui fait son succès dans ce domaine ou les capteurs fournissent une information très riche mais très difficilement exploitable. Depuis sa création, il y a trente ans, de nombreuses modifications ont été proposées pour améliorer sa vitesse, sa précision ou sa robustesse. Dans ce travail, nous proposons d'accélérer la résolution d'un problème par RANSAC en utilisant plus d'information que les approches habituelles. Cette information, calculée à partir des données elles-mêmes ou provenant de sources complémentaires de tous types, nous permet d'aider RANSAC à générer des hypothèses plus pertinentes. Pour ce faire, nous proposons de distinguer quatre degrés de qualité d'une hypothèse: la non contamination, la cohésion, la cohérence et enfin la pertinence. Puis nous montrons à quel point une hypothèse non contaminée par des données erronées est loin d'être pertinente dans le cas général. Dès lors, nous nous attachons à concevoir un algorithme original qui, contrairement aux méthodes de l'état de l'art, se focalise sur la génération d'échantillons pertinents plutôt que simplement non contaminés. Afin de concevoir notre approche, nous commençons par proposer un modèle probabiliste unifiant l'ensemble des méthodes de réordonnancement de l'échantillonnage de RANSAC. Ces méthodes assurent un guidage du tirage aléatoire des données tout en se prémunissant d'une mise en échec de RANSAC. Puis, nous proposons notre propre algorithme d'ordonnancement, BetaSAC, basé sur des tris conditionnels partiels. Nous montrons que la conditionnalité du tri permet de satisfaire des contraintes de cohérence des échantillons formés, menant à une génération d'échantillons pertinents dans les premières itérations de RANSAC, et donc à une résolution rapide du problème. La partialité des tris, quant à elle, assure la rapidité et la randomisation, indispensable à ce type de méthodes. Dans un second temps, nous proposons une version optimale de notre méthode, que l'on appelle OABSAC (pour Optimal and Adaptative BetaSAC), faisant intervenir une phase d'apprentissage hors ligne. Cet apprentissage a pour but de mesurer les propriétés caractéristiques du problème spécifique que l'on souhaite résoudre, de façon à établir automatiquement le paramétrage optimal de notre algorithme. Ce paramétrage est celui qui doit mener à une estimation suffisamment précise des paramètres du modèle recherché en un temps (en secondes) le plus court. Les deux méthodes proposées, sont des solutions très générales, qui permettent d'intégrer dans RANSAC tout type d'information complémentaire utile à la résolution du problème. Nous montrons le bénéfice de ces méthodes sur le problème de l'estimation d'homographies et de géométries épipolaires entre deux photographies d'une même scène. Les gains en vitesse de résolution du problème peuvent atteindre un facteur cent par rapport à l'algorithme RANSAC classique. / RANSAC algorithm (Random Sample Consensus) is the most common approach for the problem of robust parameters estimation of a model in computer vision. This is mainly its ability to handle data containing more errors than potentially useful information that made its success in this area where sensors provide a very rich but noisy information. Since its creation thirty years ago, many modifications have been proposed to improve its speed, accuracy and robustness. In this work, we propose to accelerate the resolution of a problem by using RANSAC with more information than traditional approaches. This information, extracted from the data itself or from complementary sources of all types, is used help generating more relevant RANSAC hypotheses. To do this, we propose to distinguish four degrees of quality of a hypothesis: inlier, consistent, coherent or suitable sample. Then we show how an inlier sample is far from being relevant in the general case. Therefore, we strive to design a novel algorithm which, unlike previous methods, focuses on the generation of suitable samples rather than inlier ones. We begin by proposing a probabilistic model unifying all the RANSAC reordered sampling methods. These methods provide a guidance of the random data selection without impairing the search. Then, we propose our own scheduling algorithm, BetaSAC, based on conditional partial sorting. We show that the conditionality of the sort can satisfy consistency constraints, leading to a generation of suitable samples in the first iterations of RANSAC, and thus a rapid resolution of the problem. The use of partial rather than exhaustive sorting ensures rapidity and randomization, essential to this type of methods. In a second step, we propose an optimal version of our method, called OABSAC (for Optimal and Adaptive BetaSAC), involving an offline learning phase. This learning is designed to measure the properties of the specific problem that we want to solve in order to determine automatically the optimal setting of our algorithm. This setting is the one that should lead to a reasonably accurate estimate of the model parameters in a shortest time (in seconds). The two proposed methods are very general solutions that integrate into RANSAC any additional useful information. We show the advantage of these methods to the problem of estimating homographies and epipolar geometry between two photos of the same scene. The speed gain compared to the classical RANSAC algorithm can reach a factor of hundred.

Cette thèse est dédiée à la détection de l'ombre, de la végétation et des bâtiments à partir d'une unique image optique très haute résolution. La première partie présente une nouvelle méthode pour détecter simultanément les ombres et la végétation : plusieurs indices d'ombre et de végétation sont comparés puis fusionnés grâce à la théorie de l'évidence de Dempster-Shafer afin d'obtenir une segmentation en trois classes : “ombre”, “végétation” et “autre”. Comme la fusion est une méthode pixellique, elle est incorporée dans un contexte markovien pour régulariser la segmentation. Dans la deuxième partie, une nouvelle technique de segmentation d'images par croissance de région est proposée. L'image est tout d'abord sur-segmentée en régions homogènes afin de remplacer la structure rigide de la grille de pixels. Une classification-fusion itérative est ensuite appliquée sur ces régions. À chaque itération, les régions sont classées en utilisant une segmentation markovienne, puis regroupées entre elles en fonction de la position des ombres, de leur classe, et de la rectangularité de la forme fusionnée. Les bâtiments sont estimés à partir de la classification finale comme étant les rectangles d'emprise minimale. Ces deux algorithmes ont été validés sur plusieurs images de télédétection et ont permis de démontrer leur efficacité. / This PhD thesis is devoted to the detection of shadows, vegetation and buildings from single high resolution optical remote sensing images. The first part introduces a new method for simultaneously detecting shadows and vegetation. Several shadow and vegetation indices were investigated and merged using the Dempster-Shafer evidence theory so as to obtain a segmentation map with three classes : “shadow”, “vegetation” and “other”. However, the performance of the fusion is sensitive to noise since it processes at a pixel-level. A Markov random field (MRF) is thus integrated to model spatial information within the image. In the second part, a novel region growing segmentation technique is proposed. The image is oversegmented into smaller homogeneous regions which replace the rigid structure of the pixel grid. An iterative region classification-merging is then applied over these regions. At each iteration, regions are classified using a MRF-based image segmentation, then, according to the position of shadows, regions having the same class are merged to produce shapes appropriate to rectangles. The final buildings are estimated using the recursive minimum bounding rectangle method from the final classification. These two algorithms have been validated on a variety of image datasets and demonstrate their efficiency.

Ce mémoire en recherche-création est accompagné du court métrage Alice, disponible en ligne à l'adresse suivante: https://www.youtube.com/watch?v=f4lHnleCO9E / Ce mémoire, présenté sous la forme d’une recherche-création, sonde les forces de la lumière et de l’ombre en mouvement. Nous nous inspirons des travaux d’Henri Alekan et de Fabrice Revault d’Allonnes pour mettre en avant une méthode de travail de la lumière, qui repose sur deux étapes essentielles: l’étape de l’éclairement qui correspond à une hiérarchisation des éclairages, et celle de la lumination qui correspond à une dramatisation de la lumière. Cette méthode, considérée dans un cadre classico-baroque, ouvrira la porte à des analyses portant sur les variations de la lumière. Nous explorerons deux techniques utilisées par les directeurs de la photographie: la conception d’un «path» lumineux et la pratique du changement à vue. Ces deux techniques seront étudiées à partir du travail de divers directeurs de la photographie, tels que Vittorio Storaro et Darius Khondji. Elles seront également employées dans la création qui accompagne ce mémoire, afin d’en saisir les subtilités, et d’appréhender les difficultés reliées à la pratique de la direction de la photographie. La création sera donc une véritable exploration pour moi et un apprentissage pratique et théorique des possibilités et contraintes de la lumière et de l’ombre. C’est finalement dans une démarche qui oscille entre tâtonnement et recherche que je tenterai de comprendre le potentiel poétique de la lumière et de l’ombre. / This thesis, presented as a research-creation project, sounds the power of the light and the shadow in movement. Inspired by the writings of Henri Alekan and Fabrice Revault d’Allonnes, we will point out a work method used to shape the light, that rests upon two essential steps: the first step is called éclairement, and calls on a hiérarchisation of the light sources. The second step is one of lumination, that is equivalent to a dramatisation of the light. The method, considered in a classico-baroque context, will open the door to some analysis of the light’s variations. We will explore two techniques used by cinematographers: the conception of a light «path», and the changement à vue. We will study these two techniques through the work of various cinematographers, such as Vittorio Storaro and Darius Khondji. We will apply these two techniques in a creation that is linked to this thesis, to better comprehend the subtleties of the light in movement, and understand the difficulties that come along with the practice of cinematography. Thus, the creation will be a true exploration for me, and a practical and theoretical learning process about the possibilities and the complexity of light and shadow. This stammering and hesitating approach intends to understand the poetic potential of the light and the shadow.