La communication visuelle est un outil extrêmement efficace pour transmettre un message. En fonction du but de l'auteur de l'image, différentes représentions sont possibles allant d'une représentation photoréaliste à un dessin ou une peinture, voire à des schémas. Cette HDR présente des outils informatiques visant à améliorer le processus de création d'images. Cette création peut passer par le rendu d'un modèle 3D, la traitement d'un film ou d'une image mais aussi le dessin direct. Ces travaux reposent sur deux principes. Premièrement il est fondamental de trouver un bon compromis entre la production manuelle et la production automatique. L'enjeu est de trouver les bons outils de contrôle à laisser au créateur tout en lui simplifiant la tache le plus possible. Pour cela le créateur doit être intégré dans le processus de conception même de l'outil. Deuxièmement, partant du principe qu'une image est faite pour être vue par le système visuel, nous pouvons nous appuyer sur les connaissances actuelles en perception humaine pour guider nos algorithmes. Cela permet d'obtenir des images pertinentes et des outils efficaces pour le créateur et pour le spectateur de l'image.

Depuis la ratification de la Convention de règlement relative aux pensionnats indiens en 2006, on vit au Canada une intensification de la mise en cause des relations entre le gouvernement canadien, ses institutions et les Peuples autochtones. Une des institutions ayant fait face à cette mise en cause est la police. Les contextes historique, politique et sociologique de la relation entre la police et les Peuples autochtones au Canada amènent plusieurs commentateurs à caractériser leur relation comme en étant une de méfiance. Or, bien que les données indiquent que les Autochtones au Canada ont effectivement moins de confiance dans la police que les non-autochtones, ces données démontrent également que la majorité des Autochtones au Canada disent avoir au moins une certaine confiance dans la police. S’ancrant théoriquement dans le modèle expressif sur la confiance dans la police, la thèse explore ce constat contre-intuitif et examine pourquoi certains Autochtones ont confiance dans la police alors que d’autres non, et pourquoi plus d’Autochtones que de non-autochtones se méfient de la police. Les résultats de la thèse suggèrent que la confiance dans la police des Autochtones et des non-autochtones est associée à leur perception au niveau des considérations expressives, soit le lien social dans leur communauté, la présence de désordres sociaux et physiques dans cette dernière, leur sentiment de sécurité face au crime, mais également leur jugement concernant le fait que la police traite les gens équitablement ou non. Or, bien que ces facteurs soient saillants chez les Autochtones et les non-autochtones, les résultats suggèrent que ceux-ci ont une force explicative plus importante du côté des Autochtones au Canada. Conformément, ces facteurs s’alignent à plusieurs niveaux avec les contextes historique, politique et sociologique de la relation entre la police et les Peuples autochtones au Canada. Ce dernier point semble expliquer en partie la différence entre les Autochtones et les non-autochtones en ce qui a trait à leur niveau de confiance dans la police.

Le rendu expressif a pour objectif de développer des algorithmes qui donnent la possibilité aux utilisateurs de créer des images artistiques. Il permet non-seulement de reproduire des styles traditionnels, mais surtout de communiquer un message spécifique avec un style qui lui correspond. Dans ce manuscrit, nous proposons de nouvelles solutions pour réintroduire la forme, souvent masquée dans les images réalistes. Nous montrons tout d'abord comment extraire les informations de surface pertinentes sur des objets 3D dynamiques, en nous basant sur les caractéristiques du système visuel humain, de sorte à obtenir des informations qui fournissent des niveaux de détail automatiques tout en prenant le point de vue en compte. Dans un deuxième temps, nous utilisons ces données extraites à la surface des objets 3D pour les intégrer en temps réel dans des styles variés, allant du rendu minimaliste noir et blanc au dessin au trait, en passant par des résultats réalistes. / Expressive rendering aims at designing algorithms that give users the possibility to create artistic images. It allows to produce traditional styles, but also to convey a specific message with its corresponding style. In this thesis, we propose new solutions for enhancing shape, often hidden in realistic images. We first show how to extract relevant surface features on 3D dynamic scenes, taking the human visual system into account, in order to be able to control level-of-details. In a second step, we integrate this information in a variety of styles: minimalist black and white, realistic, or line-based renderings.

Dans ce document, nous explorons les différentes étapes habituellement requises pour la synthèse d'image. Le principal but de cette exploration est de prendre en compte autant que possible l'utilisateur. La création d'images 3D nécessite en premier lieu la définition d'une collection de modèles 3D et de leur position relative. Pour cet objectif, nous explorons les techniques de modélisation 3D par esquisses pour des maillages 3D, en étendant l'utilisation de courbe de la définition de la silhouette à celle du profil de la forme, et en exposant toutes les différentes étapes du processus de reconstruction ainsi que la représentation interne. Nous explorons aussi l'utilisation de tels outils lorsque l'utilisateur se trouve face à de grands écrans. Une fois la géométrie d'un objet définie, un utilisateur doit définir son apparence résultant de l'interaction de la lumière avec ses propriétés de réflexion et sa géométrie. Nous introduisons un nouveau modèle de BRBF et ses outils de modélisation pour étendre les effets lumineux possibles. Puisque la forme de l'objet influence la perception de son éclairement, nous introduisons aussi un descripteur de forme pour extraire des informations continues de convexité et de courbure. Cette analyse en temps-réel est utilisée pour re-introduire ces information dans différents styles de rendu. Finallement, nous introduisons une nouvelle représentation pour l'éclairement qui offre un grand potentiel en terme d'édition pour l'éclairage global. Cette représentation est basée sur une grille régulière de vecteurs d'irradiance qui encode l'éclairement incident. La combinaison d'une approche volumique et vectorielle rend cette méthode bien adaptée pour tous les algorithmes qui doivent faire face à la complexité géométrique des scènes 3D.

L’étude de l’orientation mentale (OM), soit l’habileté des parents à concevoir et à traiter leur enfant comme un individu disposant d’une vie mentale autonome et active (Meins, 1997), a gagné en intérêt grâce à la démonstration de ses associations avec plusieurs sphères du développement de l’enfant, entre autres avec le style d’acquisition linguistique chez les enfants de 20 mois ainsi que le développement de la théorie de l’esprit chez les enfants d’âge préscolaire (p. ex., Meins & Fernyhough, 1999). En dépit de ces résultats, l’étude du développement du vocabulaire et des stades initiaux de la théorie de l’esprit chez les enfants a été négligée dans cette littérature. La présente thèse est composée de trois articles empiriques et vise à combler certaines lacunes de la littérature actuelle. Le premier article vise à examiner les liens longitudinaux entre l’OM maternelle et le vocabulaire expressif chez les enfants de 2 ans. Les deuxième et troisième articles ont pour but d’évaluer les relations longitudinales entre l’OM maternelle, la sécurité d’attachement des enfants et les toutes premières articulations de la théorie de l’esprit chez les enfants de 2 ans, puis 2 ans plus tard, avec la théorie de l’esprit chez les enfants de 4 ans. Les données des trois articles proviennent de cinq visites effectuées au domicile de 84 dyades mère-enfant. À 12 mois, l’OM maternelle a été mesurée lors de jeux libres mère-enfant à l’aide du système de codification de Meins et al. (2001). À 15 mois, la sécurité d’attachement de l’enfant a été mesurée par un observateur avec le Q-Sort d’attachement (Waters & Deane, 1985). À 2 ans, les mères ont évalué le langage de leur enfant à l’aide des inventaires MacArthur du développement de la communication (Dionne, Tremblay, Boivin, Laplante, & Pérusse, 2003). Finalement, la théorie de l’esprit de l’enfant a été mesurée à 2 et 4 ans à l’aide de diverses tâches expérimentales (Carlson, Mandell, & Williams, 2004). Les résultats du premier article indiquent que l’OM maternelle est associée au développement du vocabulaire expressif des enfants de 2 ans. Les résultats des deuxième et troisième articles indiquent que la compréhension des enfants de 2 et 4 ans aux tâches de théorie de l’esprit est associée à l’OM maternelle. De plus, ces deux articles ont démontré que les garçons, mais pas les filles, présentant des comportements d’attachement davantage sécures ont obtenu de meilleures performances à une tâche demandant la compréhension des perspectives visuelles de leur mère à 2 ans et de celles d’une étrangère à 4 ans. En conclusion, les résultats de la thèse suggèrent que l’utilisation que les mères font de commentaires mentaux à 12 mois semble favoriser l’acquisition de mots dans le vocabulaire expressif de leur enfant à 2 ans ainsi que le développement d’une meilleure compréhension aux tâches de théorie de l’esprit à 2 et 4 ans. / Studies on mind-mindedness (MM), which is an indication of parents’ inclination to conceive and treat their child as an independent individual with an autonomous and active mental life (Meins, 1997), have grown in interest because of the associations found with children’s developmental areas, such as with 20-month-olds’ acquisition of linguistic style and with preschoolers’ theory of mind development (ToM) (e.g., Meins & Fernyhough, 1999). Despite these results, studies on expressive vocabulary and earlier ToM stages were neglected in this literature. This thesis is composed of three empirical articles and aims to fill the gaps in the current literature. The first paper aims to examine the longitudinal links between maternal MM and children’s expressive vocabulary at 2 years of age. The second and third articles aim to evaluate the prospective relations between maternal MM, children’s attachment security and 2-year-olds’ first articulations of ToM understanding, and 2 years later, with 4-year-olds’ ToM understanding. The data of the three articles was collected from five home visits made with 84 mother-infant dyads. At 12 months, maternal MM was measured during mother-child free plays with Meins et al. (2001) coding scheme. At 15 months, children’s attachment security was measured with the Attachment Q-Sort (Waters & Deane, 1985) by a research assistant. At 2 years of age, mothers were asked to complete the MacArthur Communicative Development Inventory (Dionne, Tremblay, Boivin, Laplante, & Pérusse, 2003) to measure their child’s expressive vocabulary. Finally, children’s ToM was assessed with different experimental tasks at 2 and 4 years of age (Carlson, Mandell, & Williams, 2004). Results of the first paper suggested that maternal MM is related to children’s expressive language at 2 years of age. Results of the second and third papers proposed that 2- and 4-year-olds’ understanding on ToM tasks is associated with maternal MM. Furthermore, results from these two articles showed that more securely attached boys, but not girls, performed better on a task requiring comprehension of their mothers’ visual perspective at 2 years of age and of a stranger’s visual perspective at 4 years of age. In conclusion, results of this thesis suggest that mothers more inclined to use mental comments at 12 months have children that acquire more words in their expressive vocabulary at 2 years of age and who show a better understanding on ToM tasks at 2 and 4 years of age.

L’étude de l’orientation mentale (OM), soit l’habileté des parents à concevoir et à traiter leur enfant comme un individu disposant d’une vie mentale autonome et active (Meins, 1997), a gagné en intérêt grâce à la démonstration de ses associations avec plusieurs sphères du développement de l’enfant, entre autres avec le style d’acquisition linguistique chez les enfants de 20 mois ainsi que le développement de la théorie de l’esprit chez les enfants d’âge préscolaire (p. ex., Meins & Fernyhough, 1999). En dépit de ces résultats, l’étude du développement du vocabulaire et des stades initiaux de la théorie de l’esprit chez les enfants a été négligée dans cette littérature. La présente thèse est composée de trois articles empiriques et vise à combler certaines lacunes de la littérature actuelle. Le premier article vise à examiner les liens longitudinaux entre l’OM maternelle et le vocabulaire expressif chez les enfants de 2 ans. Les deuxième et troisième articles ont pour but d’évaluer les relations longitudinales entre l’OM maternelle, la sécurité d’attachement des enfants et les toutes premières articulations de la théorie de l’esprit chez les enfants de 2 ans, puis 2 ans plus tard, avec la théorie de l’esprit chez les enfants de 4 ans. Les données des trois articles proviennent de cinq visites effectuées au domicile de 84 dyades mère-enfant. À 12 mois, l’OM maternelle a été mesurée lors de jeux libres mère-enfant à l’aide du système de codification de Meins et al. (2001). À 15 mois, la sécurité d’attachement de l’enfant a été mesurée par un observateur avec le Q-Sort d’attachement (Waters & Deane, 1985). À 2 ans, les mères ont évalué le langage de leur enfant à l’aide des inventaires MacArthur du développement de la communication (Dionne, Tremblay, Boivin, Laplante, & Pérusse, 2003). Finalement, la théorie de l’esprit de l’enfant a été mesurée à 2 et 4 ans à l’aide de diverses tâches expérimentales (Carlson, Mandell, & Williams, 2004). Les résultats du premier article indiquent que l’OM maternelle est associée au développement du vocabulaire expressif des enfants de 2 ans. Les résultats des deuxième et troisième articles indiquent que la compréhension des enfants de 2 et 4 ans aux tâches de théorie de l’esprit est associée à l’OM maternelle. De plus, ces deux articles ont démontré que les garçons, mais pas les filles, présentant des comportements d’attachement davantage sécures ont obtenu de meilleures performances à une tâche demandant la compréhension des perspectives visuelles de leur mère à 2 ans et de celles d’une étrangère à 4 ans. En conclusion, les résultats de la thèse suggèrent que l’utilisation que les mères font de commentaires mentaux à 12 mois semble favoriser l’acquisition de mots dans le vocabulaire expressif de leur enfant à 2 ans ainsi que le développement d’une meilleure compréhension aux tâches de théorie de l’esprit à 2 et 4 ans. / Studies on mind-mindedness (MM), which is an indication of parents’ inclination to conceive and treat their child as an independent individual with an autonomous and active mental life (Meins, 1997), have grown in interest because of the associations found with children’s developmental areas, such as with 20-month-olds’ acquisition of linguistic style and with preschoolers’ theory of mind development (ToM) (e.g., Meins & Fernyhough, 1999). Despite these results, studies on expressive vocabulary and earlier ToM stages were neglected in this literature. This thesis is composed of three empirical articles and aims to fill the gaps in the current literature. The first paper aims to examine the longitudinal links between maternal MM and children’s expressive vocabulary at 2 years of age. The second and third articles aim to evaluate the prospective relations between maternal MM, children’s attachment security and 2-year-olds’ first articulations of ToM understanding, and 2 years later, with 4-year-olds’ ToM understanding. The data of the three articles was collected from five home visits made with 84 mother-infant dyads. At 12 months, maternal MM was measured during mother-child free plays with Meins et al. (2001) coding scheme. At 15 months, children’s attachment security was measured with the Attachment Q-Sort (Waters & Deane, 1985) by a research assistant. At 2 years of age, mothers were asked to complete the MacArthur Communicative Development Inventory (Dionne, Tremblay, Boivin, Laplante, & Pérusse, 2003) to measure their child’s expressive vocabulary. Finally, children’s ToM was assessed with different experimental tasks at 2 and 4 years of age (Carlson, Mandell, & Williams, 2004). Results of the first paper suggested that maternal MM is related to children’s expressive language at 2 years of age. Results of the second and third papers proposed that 2- and 4-year-olds’ understanding on ToM tasks is associated with maternal MM. Furthermore, results from these two articles showed that more securely attached boys, but not girls, performed better on a task requiring comprehension of their mothers’ visual perspective at 2 years of age and of a stranger’s visual perspective at 4 years of age. In conclusion, results of this thesis suggest that mothers more inclined to use mental comments at 12 months have children that acquire more words in their expressive vocabulary at 2 years of age and who show a better understanding on ToM tasks at 2 and 4 years of age.

Dans le cadre de l’évaluation pré-chirurgicale de patients épileptiques, il est impératif de déterminer la spécialisation hémisphérique du langage, ainsi que de localiser les aires du langage au sein de cet hémisphère. De nouvelles méthodes d’évaluation non- invasives doivent être mises au point afin de diminuer les risques associés aux méthodes plus invasives telles que le test à l’amobarbital intracarotidien (TAI). L’objectif principal de cette thèse est donc de développer un protocole d’évaluation pré-chirurgicale alternatif et non-invasif à l’aide de la magnétoencéphalographie (MEG) pour la latéralisation et la localisation du langage, incluant la mémoire verbale qui serait éventuellement accessible à une population pédiatrique francophone épileptique. L’article 1 présente une recension de la littérature résumant les différentes études en MEG ayant pour objectif l’évaluation pré-chirurgicale du langage. Trente-sept articles en MEG ont été analysés pour déterminer quelles tâches permettaient d’obtenir les meilleurs résultats de latéralisation intrahémisphérique et de localisation du langage pour l’évaluation du langage réceptif et expressif chez des sujets neurologiquement sains et épileptiques. Parmi les tests retenus, l’épreuve de reconnaissance de mots permet d’évaluer le langage réceptif et la mémoire verbale, tandis que des épreuves de fluence verbale telles que la génération de verbes permettent d’évaluer le langage expressif de façon à obtenir de très bons résultats. L’article 2 a permis de valider un protocole auprès de sujets neurologiquement sains à l’aide des épreuves identifiées dans l’article 1. Le protocole utilisé comprend une tâche de langage réceptif et de mémoire verbale (une épreuve de reconnaissance de mots) et une tâche de langage expressif (une épreuve de fluence verbale). Suite à la validation du protocole à l’aide d’analyses par composantes principales, les épreuves ont été administrées à un groupe de patients épileptiques. Les index de latéralité et les analyses de sources i révèlent que la MEG permet de localiser et de latéraliser les fonctions langagières et pourrait donc être utilisée comme méthode d'évaluation du langage lors de l'évaluation pré- chirurgicale auprès de patients épileptiques. Toutefois, alors que l’épreuve de mémoire verbale a permis d’obtenir les meilleurs résultats auprès de l’ensemble des participants, l’épreuve de fluence verbale n’a fourni des informations supplémentaires que chez un seul patient et chez aucun participant neurologiquement sain. En résumé, les deux articles de cette thèse démontrent le potentiel clinique de la MEG pour l’évaluation pré-chirurgicale de patients souffrant d’une épilepsie réfractaire. / It is imperative to determine hemispheric dominance of language and to localize language areas in this hemisphere as part of the presurgical evaluation of epileptic patients. New non-invasive evaluation methods should be developed to reduce the risks associated with more invasive methods such as the intracarotid sodium amobarbital procedure (ISAP). The main objective of this dissertation is to develop an alternative non-invasive presurgical evaluation protocol using magnetoencephalography (MEG) to determine the lateralisation and localization of language and verbal memory that would eventually be accessible to a French-speaking paediatric population suffering from epilepsy. Article 1 is a literature review summarizing MEG studies on the presurgical evaluation of language. Thirty-seven articles were analyzed to determine which tasks allow to obtain the best results with regards to language lateralization and localization with MEG in the assessment of receptive and expressive language in neurologically healthy individuals as well as epileptic patients. We conclude that the word recognition task is well suited to assess receptive language and verbal memory, while a verbal fluency task, such as the verb generation task allows the assessment of expressive language with very good results. Article 2 allowed the validation of a language protocol with neurological healthy participants based on the tasks identified in article 1. The protocol included a task evaluating receptive language functions and verbal memory (word recognition task) and a task evaluation expressive language (verbal fluency). After having validated the tasks using principal component analysis, they were administered to a group of patients with epilepsy. Laterality findings and source analysis showed that MEG can be used to lateralize and localize language and could therefore be used in the presurgical assessment of patients with epilepsy. However, the verbal fluency task, when compared to the verbal memory task, provided additional information for only one patient and in none of the neurologically healthy participants. In summary, the two articles of this dissertation demonstrate the clinical potential of MEG for the presurgical evaluation of patients with refractory epilepsy.

La présente thèse a pour but d'approfondir l'étude du geste dans le cadre de l'interaction Homme Machine. Il s'agit de créer de nouveaux paradigmes d'interaction qui offrent à l'utilisateur de plus amples possibilités d'expression basées sur le geste. Un des vecteurs d'expression du geste, très rarement traité en Interaction Homme Machine, qui lui confère sa coloration et son aspect, est ce que les théoriciens et praticiens de la danse appellent " les qualités de mouvement ". Nous mettons à profit des collaborations avec le domaine de la danse pour étudier la notion de qualités de mouvement et l'intégrer à des paradigmes d'interaction gestuelle. Notre travail analyse les apports de l'intégration des qualités de mouvement comme modalité d'interaction, fournit les outils propices à l'élaboration de cette intégration (en termes de méthodes d'analyse, de visualisation et de contrôle gestuel), en développe et évalue certaines techniques d'interaction.Les contributions de la thèse se situent d'abord dans la formalisation de la notion de qualités de mouvement et l'évaluation de son intégration dans un dispositif interactif en termes d'expérience utilisateur. Sur le plan de la visualisation des qualités de mouvement, les travaux menés pendant la thèse ont permis de démontrer que les modèles physiques masses-ressorts offrent de grandes possibilités de simulation de comportements dynamiques et de contrôle en temps réel. Sur le plan de l'analyse, la thèse a permis de développer des approches novatrices de reconnaissance automatique des qualités de mouvement de l'utilisateur. Enfin, à partir des approches d'analyse et de visualisation des qualités de mouvement, la thèse a donné lieu à l'implémentation d'un ensemble de techniques d'interaction. Elle a appliqué et évalué ses techniques dans le contexte de la pédagogie de la danse et de la performance.

Cette thèse s'intéresse à la distribution de primitives graphiques dans les domaines du rendu expressif et des systèmes d'impressions. Une distribution est le placement d'objets dans un espace, dans notre cas un espace à deux dimensions. Cette distribution suit une fonction d'importance décrivant la densité de primitives souhaitée en chacun des points de l'espace. La qualité de la distribution se mesure par l'observation de la position des objets placés, notamment au moyen d'analyses spectrales. Dans le domaine du rendu expressif, nous nous intéressons à la distribution de points dans le cadre du rendu animé à base de marques. Le rendu à base de marques permet d'obtenir des images mimant des médias traditionnels tels que la peinture. L'animation est obtenue en déplaçant les marques d'une image à l'autre. Pour obtenir un rendu visuellement satisfaisant, les marques doivent suivre un mouvement en entrée et remplir l'image suivant une fonction d'importance pour correctement représenter le style visé. De plus, les changements brutaux sont à éviter. Nous appelons cohérence temporelle le compromis entre ces trois contraintes. Nous développons une approche complète pour le rendu animé à base de marques proposant plusieurs méthodes de distribution de marques ainsi qu'un mécanisme de contrôle du style. Dans le cadre des systèmes d'impressions, nous proposons une méthode de distribution de points d'encre avec de bonnes qualités d'un point de vue perceptif, supprimant les répétitions présentes dans les travaux précédents. Cette méthode est suffisamment peu coûteuse en temps de calcul pour être utilisée par les imprimantes actuelles.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.