Pour naviguer en temps réel dans un environnements virtuel, il faut être capable de fabriquer très rapidement des vues d'un modèle 3D décrivant cet environnement. Dans cette thèse nous nous intéressons à pré-calculer des résultats qui pourront être utilisés afin d'accélérer le rendu de ces images. Deux voies sont explorées. D'une part un pré-calcul de visibilité permet de déterminer, en chaque point de l'espace, une liste d'objets qui sont cachés par d'autres objets et n'ont donc pas besoin d'être affichés. Ce pré-calcul s'appuie sur un théorème dit " de réduction " : si en un point un objet réduit est caché par plusieurs objets eux-aussi réduits, alors au voisinage de ce point, l'objet est certainement caché. La première contribution de cette thèse est la démonstration de ce théorème qui formalise et généralise un résultat connu. La deuxième contribution est un algorithme robuste permettant de calculer de telles réductions pour un modèle quelconque, pourvu qu'il soit étanche (avec un extérieur et un intérieur bien définis). Une fois qu'est déterminé ce qui est visible, il reste à l'afficher de la manière la plus efficace possible. Une solution classique consiste à avoir pour chaque objet de l'environnement plusieurs représentations de plus en plus simplifiées. Selon la distance de l'objet à l'observateur, on affiche la simplification la mieux adaptée. La difficulté consiste alors à générer automatiquement ces différents niveaux de détails à partir du modèle initial. La troisième contribution de cette thèse est une nouvelle représentation, baptisée nuage de billboards, qui permet d'effectuer une simplification extrême tout en gardant une très bonne qualité visuelle. Un objet complexe est représenté par un petit nombre de polygones texturés avec de la transparence, dont l'enchevêtrement permet de restituer à la fois la forme et l'apparence de l'objet. Un algorithme complètement automatique permet de fabriquer un tel nuage à partir d'un modèle polygonal quelconque.

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

Pour utiliser efficacement les moyens de simulation, l'analyse mécanique par éléments finis (ÉF) doit être préparée en posant les hypothèses et en simplifiant le domaine d'étude. L'adaptation des modèles de conception (CAO) pour le calcul se traduit par l'élimination des détails de forme et de topologie afin de générer un maillage ÉF dont la taille des éléments est adaptée au comportement mécanique et à la précision souhaitée (carte de tailles). Actuellement, la préparation des modèles CAO pour le calcul ÉF reste une tâche longue et difficile à cause du manque d'outils automatiques pour éliminer ces détails et générer des maillages adaptés. Notre travail contribue aux recherches concernant le passage entre les modèles CAO et les modèles de calcul ÉF en traitant trois points : la simplification des aspects de forme d'une pièce CAO, l'adaptation de la topologie du modèle BREP, la génération de maillages trans-carreaux. Nous proposons des critères d'identification de détails de forme qui reposent sur les caractéristiques de forme CAO et les besoins du maillage ÉF (carte de tailles, conditions aux limites). Ces critères identifient les transformations CAO nécessaires pour simplifier la forme du modèle. Nous avons mis en place la structure et les opérateurs de Topologie des Contraintes deMaillage (TCM), qui visent à adapter la topologie d'un modèle CAO pour représenter uniquement les entités pertinentes pour la génération du maillage. Les opérateurs TCM gèrent des transformations topologiques de haut niveau (par exemple découpage-suppression d'arête), et regroupent les surfaces et courbes sous-jacentes pour former des entités géométriques composites. Le processus d'adaptation est automatisé par des critères d'identification de détails qui déterminent automatiquement les opérations topologiques TCM nécessaires pour adapter la topologie aux contraintes du maillage : carte de tailles, géométrie, et zones de conditions aux limites. La dernière partie de notre contribution étend la génération de maillages par approche frontale aux entités géométriques composites. Cette extension propose la génération de trajectoires trans-carreaux pour la progression frontale et la construction des images des éléments sur les carreaux d'une surface composite. Cette méthode utilise la géométrie exacte du modèle, ne nécessite pas de re-paramétrisation, et présente l'avantage de ne pas être limitée par la topologie et la forme des surfaces composites.

Un projet de recyclage demande à l'architecte de joindre, de façon constructive et expressive, l'intervention contemporaine au bâtiment existant, à l'échelle de l'ensemble du projet comme à celle du détail. Le détail, situé à la rencontre de l'ancien et du nouveau, est issu du même processus de conception que le projet, conditionné d'une part par les prédispositions personnelles de l'architecte et d'autre part, par les négociations qui s'effectuent entre ces prédispositions, l'existant et l'intervention. L'étude de détails de projets de recyclage conçus par trois firmes québécoises démontre comment l'architecte met en jeu ses prédispositions lors de leur conception, en rapport aux contraintes propres au projet. Elle révèle que le détail, abordé comme un objet d'expression des idées de l'architecte, sert à appuyer une vision du projet qui agit sur la relation ancien/nouveau à des échelles différentes et influence en retour les choix des matériaux et des modes d'assemblage. / Architectural reuse requires the architect to join, in a constructive and expressive way, the contemporary intervention with the existing building, to the overall project as to the detail. The detail, at the meeting of the old and new, results from the same design process as the project, conditioned by the architect's personal predispositions, the negotiations which are carried out between those, the existing building and the new intervention. The study of architectural reuse details designed by three Quebec's firms shows how the architect connects his predispositions in design process, with project specificity. It reveals that the detail, approached like an expression object of the architect's ideas, is used to support a vision of the project which acts on the old/new relation at different scales and in return influences the materials choices and the assembly modes.

Avec "Les roses flamboyantes en France", nous avons voulu présenter une étude systématique d'un sujet encore neuf. Près de quatre-vingt roses, réalisées entre 1380 et 1550, ont d'abord été classifiées en quatre grands types de remplage: les souffiets-mouchettes, les rose à pétales, les multiples cercles, les divers polygones. Par ailleurs, trois périodes principales ont été distinguées : entre 1380 et 1435, entre 1435 et 1480, entre 1480 et 1550. Les derniers chapitres sont consacrés aux roses appréhendées dans leur province respective, afin de mieux souligner leurs tendances et caractères propres, comme la fusion des motifs en Picardie (Amiens, Abbeville), ou encore l'harmonie des roses des Chambiges autour de Paris. / Montréal Trigonix inc. 2018

Cette thèse, située dans le cadre de la synthèse d'images de paysages, est consacrée à des représentations d'arbres adaptées soit au rendu de haute-qualité, soit au rendu temps réel. Les techniques de modélisation d'arbres donnent à ce jour de bons résultats en termes de diversité d'espèces et de formes représentables. Cependant, leur représentation géométrique nécessite une multitude de polygones représentant des détails fins, source d'un coût de calcul important et de gros problèmes d'aliassage lors du rendu de l'image. Pourtant, la construction de niveaux de détails par simplification de maillage ne peut s'appliquer à un arbre sans en modifier l'opacité et l'illumination globale, à cause du caractère disparate et non continu du feuillage. En suivant l'idée de représenter un ensemble de primitives (feuilles ou branches) par paquet intégrant les aspects géométriques et photométriques, nous avons conçu deux nouvelles représentations. La première, destinée au rendu haute-qualité, est basée sur le calcul analytique du modèle d'illumination global d'une géométrie représentant un rameau d'aiguilles de conifère. En nous servant des connaissances a priori concernant la distribution géométrique des aiguilles, nous avons mis au point une hiérarchie de trois shaders capables de représenter à une échelle donnée les effets cumulés des niveaux plus fins, sans avoir à les échantillonner, et en tenant compte de l'auto-ombrage et de la visibilité. Le caractère analytique de ces shaders permet à la fois d'accélérer considérablement les temps de calcul et d'obtenir des images de qualité, en particulier avec très peu d'aliassage. La deuxième, destinée au rendu temps réel, se compose d'une hiérarchie d'images correspondant à l'échantillonnage des directions de vue et de lumière, que nous affichons à l'aide de billboards en interpolant les images. Nous y associons une structure de visibilité pré-calculée, basée sur des cubes de visibilité, pour traiter l'auto-ombrage et l'ombrage en temps interactif. Notre implémentation permet l'affichage interactif d'une forêt de 1000 arbres avec illumination, auto-ombrage, ombrage, et avec possibilité de déplacer interactivement la source de lumière

L'animation faciale est l'un des points clés dans le réalisme des scènes 3D qui mettent en scène des personnages virtuels. Ceci s'explique principalement par les raisons suivantes : le visage et les nombreux muscles qui le composent permettent de générer une multitude d'expressions ; ensuite, notre faculté de perception nous permet de détecter et d'analyser ses mouvements les plus fins. La complexité de ce domaine se retrouve dans les approches existantes par le fait qu'il est très difficile de créer une animation de qualité sans un travail manuel long et fastidieux. Partant de ce constat, cette thèse a pour but de développer des techniques qui contribuent au processus de création d'animations faciales. Trois thèmes sont principalement abordés. Le premier concerne la paramétrisation du visage pour l'animation. La paramétrisation a pour but de définir des moyens de contrôle pour pouvoir déformer et animer le visage. Le second s'oriente sur l'animation, et plus particulièrement sur le transfert d'animation. Le but est de proposer une méthode qui permette d'animer le visage d'un personnage à partir de données variées. Ces données peuvent être issues d'un système de capture de mouvement, ou bien elles peuvent être obtenues à partir de l'animation d'un personnage virtuel qui existe déjà. Enfin, nous nous sommes concentrés sur les détails fins liés à l'animation comme les rides. Bien que ces rides soient fines et discrètes, ces déformations jouent un rôle important dans la perception et l'analyse des émotions. C'est pourquoi nous proposons une technique d'acquisition mono-caméra et une méthode à base de poses références pour synthétiser dynamiquement les détails fins d'animation sur le visage. L'objectif principal des méthodes proposées est d'offrir des solutions afin de faciliter et d'améliorer le processus de création d'animations faciales réalistes utilisées dans le cadre d'applications en temps réel. Nous nous sommes particulièrement concentrés sur la facilité d'utilisation et sur la contrainte du temps réel. De plus, nous offrons la possibilité à l'utilisateur ou au graphiste d'interagir afin de personnaliser sa création et/ou d'améliorer les résultats obtenus

Ce mémoire est une tentative d'appréhension de la microarchitecture comme ornement singulier sur les dalles funéraires de la collection Gaignières entre les XIIe et XVe siècles. Les pistes interprétatives proposées visent à mieux circonscrire les rapports que la microarchitecture entretient avec les rites et usages par lesquels elle est performée. De surcroît, l'ornement d'architecture a longtemps été mis de côté puisqu'il pose un problème d'appréhension que nous tenterons de résoudre. Le concours d'un corpus considérable constitué de près de mille dessins interrogés à l'aune de la recherche actuelle sur la mort, l'ornement et la mémoire. Ensuite, ont été étudiés grâce à l'analyse factorielle les constances et les ruptures dans l'emploi de la microarchitecture sur les plates-tombes françaises. Le décor architecturé figurant sur le tombeau médiéval est traversé par un ensemble de relations complexes — commémoratives, spirituelles et expérientielles — qui se nouent au sein de l'espace ecclésial. La compréhension de la microarchitecture est ainsi tributaire de ces dynamiques qu'une approche tressée d'analyses quantitatives et qualitatives permet de mettre en lumière.

L’animation faciale est l’un des points clés dans le réalisme des scènes 3D qui mettent en scène des personnages virtuels. Ceci s’explique principalement par les raisons suivantes : le visage et les nombreux muscles qui le composent permettent de générer une multitude d’expressions ; ensuite, notre faculté de perception nous permet de détecter et d’analyser ses mouvements les plus fins. La complexité de ce domaine se retrouve dans les approches existantes par le fait qu’il est très difficile de créer une animation de qualité sans un travail manuel long et fastidieux. Partant de ce constat, cette thèse a pour but de développer des techniques qui contribuent au processus de création d’animations faciales. Trois thèmes sont principalement abordés. Le premier concerne la paramétrisation du visage pour l’animation. La paramétrisation a pour but de définir des moyens de contrôle pour pouvoir déformer et animer le visage. Le second s’oriente sur l’animation, et plus particulièrement sur le transfert d’animation. Le but est de proposer une méthode qui permette d’animer le visage d’un personnage à partir de données variées. Ces données peuvent être issues d’un système de capture de mouvement, ou bien elles peuvent être obtenues à partir de l’animation d’un personnage virtuel qui existe déjà. Enfin, nous nous sommes concentrés sur les détails fins liés à l’animation comme les rides. Bien que ces rides soient fines et discrètes, ces déformations jouent un rôle important dans la perception et l’analyse des émotions. C’est pourquoi nous proposons une technique d’acquisition mono-caméra et une méthode à base de poses références pour synthétiser dynamiquement les détails fins d’animation sur le visage. L’objectif principal des méthodes proposées est d’offrir des solutions afin de faciliter et d’améliorer le processus de création d’animations faciales réalistes utilisées dans le cadre d’applications en temps réel. Nous nous sommes particulièrement concentrés sur la facilité d’utilisation et sur la contrainte du temps réel. De plus, nous offrons la possibilité à l’utilisateur ou au graphiste d’interagir afin de personnaliser sa création et/ou d’améliorer les résultats obtenus / Facial animation is one of the key points of the realism of 3D scenes featuring virtual humans. This is due to several reasons : face and the many muscles that compose it can generate a multitude of expressions ; then, our faculty of perception provides us a great ability to detect and analyze its smallest variations. This complexity is reflected in existing approaches by the fact that it is very difficult to create an animation without a long and a tedious manual work. Based on these observations, this thesis aims to develop techniques that contribute to the process of creating facial animation. Three main themes have been addressed. The first concerns the rigging issue of a virtual 3D face for animation. Rigging aims at defining control parameters in order to deform and animate the face. The second deals with the animation, especially on the animation retargeting issue. The goal is to propose a method to animate a character’s face from various data. These data can be obtained from a motion capture system or from an existing 3D facial animation. Finally, we focus on animation finescale details like wrinkles. Although these are thin and discreet, their deformations play an important part in the perception and analysis of emotions. Therefore we propose a monocular acquisition technique and a reference pose based method to synthetise dynamically animation fine details over the face. The purpose is to propose methods to facilitate and improve the process of creating realistic facial animations for interactive applications. We focused on ease to use in addition to the real-time aspect. Moreover, we offer the possibility to the user or graphist to interact in order to personalize its creation and/or improve the results

Les patients schizophrènes souffrent de graves déficits de mémoire autobiographique. Cela a un impact direct sur leur identité personnelle et leur statut fonctionnel dans la vie quotidienne. A travers 3 études, nous avons montré que l’ensemble des caractéristiques subjectives du rappel des souvenirs est perturbé chez les patients schizophrènes (distorsion de la perception du temps subjectif, moindre fréquence de la perspective visuelle Acteur). L’altération de ces aspects subjectifs serait liée au manque de spécificité et de détails des souvenirs. Ce sont ces détails qui rendent le rappel des souvenirs vivace. Aussi, nous avons testé l’efficacité d’une méthode qui a montré que les déficits de récupération stratégique de ces détails pouvaient être corrigés. Les patients sont capables d’améliorer le rappel des détails de leurs souvenirs si une aide appropriée leur est fournie. Une thérapie de remédiation cognitive basée sur cette méthode pourrait être proposée aux patients schizophrènes. / Patients with schizophrenia suffer from severe autobiographical memory deficits. These have a significant impact on patients’ personal identity and functional status in daily life. Through three studies, we showed that all the subjective characteristics of autobiographical recall are impaired in patients with schizophrenia (distorted perception of subjective time, memory recall less associated with Field visual perspective). The impairment of these subjective aspects of autobiographical recall was linked to the lack of specificity of memories and low level of details in patients’ memories. It is these details which allow vivid memory recall. Hence, we tested the effectiveness of a method which showed that deficits in the strategic retrieval of memory details could be remediated. Patients are able to improve the recall of their memory details when given the necessary means to do so. A cognitive remediation therapy, based on this method, could be set up with patients with schizophrenia.