Dans cette thèse, nous abordons le problème de la génération automatique de contenu graphique avec un haut niveau de détails pour la génération de mondes. Dans cette quête du réalisme, les principaux verrous scientifiques et techniques sont : la gestion des masses de données géométriques nécessaires à la création de variétés d'objets naturels, la prise en compte des interactions en les différents objets et le contrôle utilisateur.Notre approche s'appuie sur un modèle volumique original et unificateur permettant de représenter les différents matériaux d'un terrain. Nous proposons un ensemble d'algorithmes de haut niveau, combinant des étapes de simulation pour assurer la plausibilité physique et le réalisme visuel à des techniques de génération procédurale permettant de gérer efficacement la complexité. Nos algorithmes permettent ainsi de sculpter des terrains complexes avec des grottes ou des surplombs et de générer des routes avec des tunnels et des ponts permettant le franchissement d'obstacles naturels.

L'objectif de cette thèse est la recherche de nouvelles techniques de génération de contenu numérique pour des applications de jeu vidéo. Le manque de variété de terrains, d'objets et de détails affecte fortement le réalisme des paysages de synthèse.Dans ce contexte, un des principaux goulots d'étranglements est la modélisation des ressources graphiques permettant de créer les scènes. Afin de simplifier et d'accélérer cette tâche, nous présentons des méthodes permettant de générer automatiquement du contenu graphique pour créer de grands paysages à la fois complexes et originaux.Notre première approche permet de créer et d'éditer rapidement des variétés d'objets à partir d'un modèle initial fourni par un graphiste, sous la contrainte d'une représentation avec très peu de triangles. Nous présentons également une méthode de génération procédurale des variétés d'objets. Ensemble, ces méthodes permettent de créer aussi bien des variétés de formes naturelles que des ouvrages d'arts tels que des routes, des ponts et des tunnels capables de s'adapter automatiquement au relief d'un paysage.Nous proposons une autre méthode, s'appuyant sur une simulation physique et thermique, pour créer des paysages hivernaux évoluant au cours du temps en fonction des conditions climatiques. Cette approche permet de suivre l'évolution du manteau neigeux ainsi que l'épaisseur de la glace qui se forme en surface d'un lac.

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Cette thèse traite de la problématique de l'analyse automatique de tracés manuscrits réalisés à mains levée, à caractère géométrique et acquis en ligne. Lorsque l'on analyse un tracé en ligne, on peut le faire selon plusieurs angles. Comme pour les tracés hors ligne, on peu s'atteler à reconnaitre la forme produite. Mais le caractère en ligne de l'acquisition permet également d'autres niveaux d'analyse, comme l'analyse de la procédure utilisée par le dessinateur lors de la production de son dessin. Nous avons dans le cadre de ce travail élaboré des outils permettant de telles analyses de la production de tracé. Dans une première partie nous traitons des pré traitements à effectuer sur le tracé afin de pouvoir procéder aux analyses spatio-graphique et procédurale. Ces pré traitements sont le filtrage, la segmentation mixte à base d'arcs de cercles et de segments de droite, la sélection des points d'intérêt ainsi que l'identification de la nature de ces points. La seconde partie concerne l'analyse visuo-spatiale. Nous abordons alors deux aspects: la question de la reconnaissance des formes et celle de l'évaluation automatique de leur qualité. Notre contribution consiste en une méthode de reconnaissance basée sur l'apparence utilisant des descripteurs locaux. La dernière partie traite de l'analyse procédurale. Nous proposons une méthode d'extraction et de modélisation de la procédure mise en œuvre lors du dessin d'une forme. Nous montrons comment en utilisant cette modélisation, nous pouvons non seulement déterminer la procédure favorite d'un utilisateur mais également reconnaitre un dessinateur par l'analyse de sa procédure. / This thesis handles the problem of the automatic analysis of online hand drawn geometric sketches. An online sketch can be analysed according to several points of view. As for offline sketching, we can try to recognize the produced shape. However, online sketching allows other levels of analysis. For example the analysis of the behavior of the drawer during the production of the sketch. In this thesis, we have tried to develop tools allowing a multi level analysis, including both shape and behavior analysis. The first part of our work deals with the pre treatments that must be performed on the sketch in order to allow upper level analysis. Those pre treatments are filtering, mixed segmentation and feature points detection and labelisation. In the second part, we approach shape analysis in two aspects: shape recognition and evaluation. We have developed a appearance based method which use local descriptors to allows both recognition and evaluation of the quality of a produced shape compared to the model . in the last part we propose a method for drawer's behavior extraction and modeling. Then we show how we can not only determine the favorite procedure of a drawer but also recognize the drawer by analyzing his 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 malnutrition infantile et maternelle est un enjeu mondial qui affecte des millions d’enfants et de femmes, surtout dans les pays en développement. Le Projet d’appui à l’amélioration nutritionnelle au Bénin, réalisé par l’Association des personnes rénovatrices des technologies traditionnelles et la Fondation Paul Gérin-Lajoie, mise sur l’éducation nutritionnelle pour aborder cet enjeu. Le but de cette recherche est de faire une évaluation procédurale de ce projet afin de constater si sa mise en œuvre est pertinente relativement à la situation nutritionnelle des villages du Mono. La logique du minimum evaluation procedure a été respectée. Ainsi, plutôt que d’évaluer les résultats, ce sont les services offerts et l’utilisation de ces services par les bénéficiaires qui sont évalués. Grâce à la recherche menée sur le terrain, il est démontré que le projet répond partiellement aux besoins nutritionnels locaux, puisque les initiatives mises en œuvre dans le cadre du PAAN ne permettent pas de répondre adéquatement aux problèmes nutritionnels locaux (retard de croissance, insuffisance pondérale, carences, etc.). Cette recherche démontre aussi que, dans le cadre de projets nutritionnels, la mise en œuvre d’activités d’éducation nutritionnelle n’est pas suffisante. En plus de prendre en considération les ressources (agricoles, nutritives, sanitaires et financières) disponibles, le projet doit être en complémentarité avec les services offerts par les autres acteurs présents sur le terrain. La recherche a néanmoins permis de constater que les attentes des bénéficiaires du PAAN semblent être atteintes.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Que ce soit pour soigner une blessure, faire des examens médicaux, ou pour recevoir des traitements, les enfants subissent plusieurs procédures médicales qui sont associées à des niveaux importants de douleur et de détresse. Plusieurs interventions pharmacologiques et non-pharmacologiques sont utilisées dans les milieux de soins pédiatriques dans un contexte de gestion de la douleur et de la détresse procédurales. Parmi les interventions non-pharmacologiques soutenues empiriquement, la communication dérivée de l’hypnose consiste à utiliser des techniques de communication hypnotique sans induction d’une transe. Bien que la littérature fasse état de l’efficacité des interventions hypnotiques, la majorité des recherches en pédiatrie étudie l’efficacité d’une intervention menée par un spécialiste de l’hypnose accompagnant le soignant qui effectue la procédure. Or, cette façon de faire est très dispendieuse et n’est pas organisable dans les milieux hospitaliers pédiatriques. Il est donc primordial d’élaborer des formations pour ceux qui prodiguent les soins, comme les infirmiers(ères), afin de leur permettre d’utiliser des techniques de communication hypnotique simples dans leur pratique clinique quotidienne. L’objectif principal de cette thèse est d’élaborer une formation aux techniques de communication dérivées de l’hypnose clinique pour le personnel infirmier pédiatrique afin de réduire la douleur et la détresse de jeunes patients lors de procédures médicales douloureuses et anxiogènes. La présente thèse est composée de trois articles. Les deux premiers articles découlent d’une étude de test de concept et de faisabilité. Le premier article a comme objectifs d’élaborer une formation aux techniques de communication dévirées de l’hypnose pour les infirmiers(ères) pédiatriques, d’évaluer leur maîtrise des compétences de communication hypnotique suite à la formation et d’évaluer leur expérience en ce qui a trait au programme de formation. L’étude de test de concept et de faisabilité pré-post-suivi, réalisée auprès de 6 infirmières pédiatriques et 33 de leurs patients atteints d’un cancer, a montré que, suite à une brève formation, les infirmières maîtrisent les compétences relationnelles et techniques de communication hypnotique et que ces compétences sont maintenues dans le temps. Les résultats ont également révélé que deux infirmières ont augmenté leurs compétences de communication hypnotique de manière plus importante que les autres infirmières. Lors des entretiens individuels, les infirmières ont identifié des composantes positives et négatives de la formation et ont proposé des suggestions d’amélioration. Le second article a comme objectif d’évaluer les effets d’une telle formation aux techniques de communication dérivées de l’hypnose sur la douleur et la détresse procédurales de patients pédiatriques d’une clinique de jour d’Hématologie-Oncologie. Pour l’ensemble de l’échantillon (88 interactions infirmière-patient chez 22 patients), aucune différence significative n’a été observée au niveau de la douleur et la détresse, à l’exception d’une diminution significative de la détresse perçue par le parent en post-formation. En explorant l’hétérogénéité des compétences des infirmières au niveau de la douleur et de la détresse des patients, des améliorations significatives ont été observées suite à la formation pour la douleur auto-rapportée par le patient, la douleur et la détresse perçues par le parent et la douleur observée chez les patients des infirmières avec une maîtrise supérieure des compétences. Bien que ces changements observés au niveau de la douleur et la détresse n’ont pas été maintenus au suivi, ces derniers peuvent être attribués à des changements des compétences chez les infirmières. Finalement, sur la base de cette étude de test de concept et de faisabilité, une nouvelle formation a été élaborée. Le troisième article, découlant d’une étude de développement-raffinement, a comme objectifs d’élaborer une formation manualisée à la communication dérivée de l’hypnose à destination du personnel infirmier pédiatrique, de pré-tester cette formation auprès d’infirmiers(ères) d’oncologie pédiatrique et de raffiner la formation en fonction des suggestions d’amélioration des infirmières. La formation manualisée Rel@x est constituée de deux séances de 4h : une séance sur les aspects relationnels et une autre, présentant une des deux techniques de communication hypnotique proposées, l’« endroit agréable » ou le « gant magique ». Lors du pré-test, cinq infirmières ont pris part à l’ensemble des séances. Les évaluations quantitatives et qualitatives ont révélé que les infirmières ont apprécié la formation. Les infirmières ont proposé des suggestions d’amélioration par rapport au contenu, à la forme et au matériel de la formation, et ces suggestions ont été intégrées à la version finale de la formation. Cette formation Rel@x est maintenant prête à être testée dans une étude pilote. / Whether it is to treat an injury, undergo a medical exam, or receive treatment, children go through many medical procedures that are associated with significant levels of pain and distress. Several pharmacological and non-pharmacological interventions are used in pediatric care settings in the context of procedural pain and distress management. Among the empirically supported non-pharmacological interventions, hypnosis-derived communication consists of using hypnotic communication techniques without the induction of a trance. Although the literature shows the efficacy of hypnotic interventions, the majority of research in pediatrics studies the efficacy of an intervention conducted by a hypnosis specialist accompanying the healthcare professional performing the procedure. However, this way of doing is very expensive and cannot be organized in pediatric hospital settings. It is therefore essential to develop training for those who provide care, such as nurses, to enable them to use simple hypnotic communication techniques in their daily clinical practice. This thesis's main objective is to develop a training in communication techniques derived from clinical hypnosis for pediatric nursing personnel to reduce young patients' pain and distress during painful and anxiety-provoking medical procedures. This thesis is composed of three articles. The first two articles stem from a test of concept and feasibility study. The first article aims to develop a training in communication techniques derived from hypnosis for pediatric nurses, to evaluate their mastery of hypnotic communication skills following the training, and to evaluate their experience with the training program. The pre-post follow-up test of concept and feasibility study, conducted with 6 pediatric nurses and 33 of their cancer patients, showed that, following brief training, nurses master the relational and technical hypnotic communication skills and that these skills are maintained over time. Results also revealed that two nurses increased their hypnotic communication skills more importantly than the other nurses. In the individual interviews, nurses identified both positive and negative components of the training and offered suggestions for improvement. The second article aims to evaluate the effects of such hypnosis-derived communication training on pediatric patients' procedural pain and distress in a Hematology-Oncology daycare clinic. For the whole sample (88 nurse-patient interactions among 22 patients), no significant differences were observed for pain and distress, except for a significant decrease in distress perceived by the parent in the post-training. When exploring the heterogeneity of nurses' skills in regard to patient pain and distress, significant improvements were observed following the training for patient's self-reported pain, pain and distress perceived by the parent, and observed pain in patients of nurses with a higher skill mastery. Although these observed changes in pain and distress were not maintained at follow-up, they can be attributed to changes in nurses' skills. Finally, on the basis of this test of concept and feasibility study, a new training was developed. The third article, stemming from a development-refinement study, aims to develop a manualized hypnosis-derived communication training for pediatric nurses, pre-test the training with pediatric oncology nurses, and refine the training based on nurses' suggestions for improvement. The manualized Rel@x training consists of two 4-hour sessions: one session on relational aspects and another, presenting one of the two hypnotic communication techniques proposed, the “pleasant place” or the “magic glove”. During the pre-test, five nurses took part in all the sessions. The quantitative and qualitative evaluations revealed that the nurses appreciated the training. Nurses proposed suggestions for improvement in regards to the training’s content, format and materials, and these suggestions were integrated into the final version of the training. This Rel@x training is now ready to be tested in a pilot study.

L'objectif principal de cette thèse est de développer des outils pour la reconstruction de l'environnement urbain à partir d'images. Les entrées typiques de notre travail est un ensemble d'images de façades, des empreintes au sol de bâtiments, et des modèles 3D reconstruits à partir d'images aériennes. Les principales étapes comprennent le calibrage des images,le recalage avec le modèle 3D, la récupération des informations de profondeur ainsi que la sémantique des façades.Pour atteindre cet objectif, nous utilisons des techniques du domaine de vision par ordinateur, reconnaissance de formes et de l'informatique graphique. Les contributions de notre approche sont présentés en deux parties.Dans la première partie, nous nous sommes concentrés sur des techniques de reconstruction multi-vues dans le but de récupérer automatiquement les informations de profondeur de façades à partir un ensemble des photographies non calibrées. Tout d'abord, nous utilisons la technique structure et mouvement pour calibrer automatiquement l'ensemble des photographies. Ensuite, nous proposons des techniques pour le recalage de la reconstruction avec un modèle 3D. Enfin, nous proposons des techniques de reconstruction 3d dense (stéréo multi-vues et voxel coloring) pour produire un maillage 3D texturé d'une scène d'un ensemble d'images calibrées.La deuxième partie est consacrée à la reconstruction à partir d'une seule vue et son objectif est de récupérer la structure sémantique d'une façade d'une image ortho-rectifiée. La nouveauté de cette approche est l'utilisation d'une grammaire stochastique décrivant un style architectural comme modèle pour la reconstruction de façades. nous combinons un ensemble de détecteurs image avec une méthode d'optimisation globale stochastique en utilisant l'algorithme Metropolis-Hastings. / The main goal of this thesis is to develop innovative and practicaltools for the reconstruction of buildings from images. The typical input to our workis a set of facade images, building footprints, and coarse 3d models reconstructedfrom aerial images. The main steps include the calibration of the photographs,the registration with the coarse 3d model, the recovery of depth and sematicinformation, and the refinement of the coarse 3d model.To achieve this goal, we use computer vision, pattern recognition and computergraphics techniques. Contributions in this approach are presented on two parts.In the first part, we focused on multiple view reconstruction techniques withthe aim to automatically recover the depth information of facades from a setof uncalibrated photographs. First, we use structure from motion techniques toautomatically calibrate the set of photographs. Then, we propose techniques for theregistration of the sparse reconstruction to a coarse 3d model. Finally, we proposean accelerated multi-view stereo and voxel coloring framework using graphicshardware to produce a textured 3d mesh of a scene from a set of calibrated images.The second part is dedicated to single view reconstruction and its aim is to recoverthe semantic structure of a facade from an ortho-rectified image. The novelty ofthis approach is the use of a stochastic grammar describing an architectural style asa model for facade reconstruction. we combine bottom-up detection with top-downproposals to optimize the facade structure using the Metropolis-Hastings algorithm.

La synthèse de textures est une technique qui génère une texture automatiquement grâce à un algorithme. Cette technique permet de réduire le temps de création des textures et le coût mémoire étant donné que seuls les algorithmes et leurs paramètres ont besoin d'être stockés. Cependant, des difficultés sont souvent rencontrées lors de l'utilisation des textures synthétisées. D'abord, les paramètres de ces textures sont difficiles à manipuler. Ensuite, l'algorithme de synthèse génère souvent les textures sous forme de tableaux de pixels nécessitant beaucoup de mémoire. Pour aborder ces difficultés, nous proposons les approches suivantes : pour améliorer la visualisation de l'espace des textures synthétisées, nous proposons de construire un résumé de cet espace: une seule image statique qui résume, dans un espace limité de pixels, les apparences produites par un synthétiseur donné. De plus, pour améliorer la sélection de paramètres, nous augmentons les curseurs qui contrôlent les paramètres avec des bandes visuelles révélant les changements qui se produisent quand l'utilisateur manipule les curseurs. Pour permettre à l'utilisateur d'interagir de manière interactive avec les résumés visuels, nous nous reposons sur un algorithme de synthèse par patch permettant de générer les textures de façon rapide grâce à une implémentation parallèle sur le processeur graphique. Au lieu de générer le résultat de ce synthétiseur sous forme d'un tableau de pixels, nous représentons le résultat dans une structure compacte et nous utilisons une méthode rapide permettant de lire des pixels directement à partir de cette structure / Texture synthesis is a technique that algorithmically generates textures at rendering time. The automatic synthesis reduces authoring time and memory requirements since only the algorithm and its parameters need to be stored or transferred. However, two difficulties often arise when using texture synthesis: First, the visualization and parameters selection of synthesized textures are difficult. Second, most synthesizers generate textures in a bitmap format leading to high memory usage. To address these difficulties we propose the following approaches: First, to improve the visualization of synthesized textures we propose the idea of a procedural texture preview: A single static image summarizing in a limited pixel space the appearances produced by a given synthesizer. The main challenge is to ensure that most appearances are visible, are allotted a similar pixel area, and are ordered in a smooth manner throughout the preview. Furthermore, to improve parameters selection we augment sliders controlling parameters with visual previews revealing the changes that will be introduced upon manipulation. Second, to allow user interactions with these visual previews we rely on a fast patch-based synthesizer. This synthesizer achieves a high degree of parallelism and is implemented entirely on the GPU. Finally, rather than generating the output of the synthesizer as a bitmap texture we encode the result in a compact representation and allow to decoding texels from this representation during rendering