Dans cette thèse nous étudions un problème fondamental, le partitionnement de graphe, dans le contexte de la croissance rapide des données, le volume des données continues à augmenter, allant des réseaux sociaux à l'internet des objets. En particulier, afin de vaincre les propriétés intraitables existant dans de nombreuses graphies, par exemple, la distribution des degrés en loi de puissance, nous appliquons un nouveau mode pour coupe de sommet, à la place de la méthode traditionnelle (coupe de bord), ainsi que pour assurer une charge de travail équilibrée et raisonnablement dans le traitement de graphe distribué. En outre, pour réduire le coût de communication inter-partitions, nous proposons une méthode de partition de bord basée sur les blocs, qui peut explorer efficacement les structures graphiques sous-jacentes au niveau local. , afin d'optimiser l'exécution de l'algorithme de graphe. Par cette méthode, le temps d'exécution et des communications généraux peuvent être considérablement réduits par rapport aux approches existantes. Les challenges qui se posent dans les grands graphiques comprennent également leur grande variété. Comme nous le savons, la plupart des applications graphiques au monde réel produisent des ensembles de données hétérogènes, dans lesquels les sommets et / ou les arêtes peuvent avoir des différents types ou des différentes étiquettes. De nombreuses algorithmes de fouille de graphes sont également proposés avec beaucoup d'intérêt pour les attributs d'étiquette. Pour cette raison, notre travail est étendu aux graphes de multicouches en prenant en compte la proximité des arêtes et la distribution des étiquettes lors du processus de partitionnement. En fin de cette thèse, Nous démontré à la ses performances exceptionnelles sur les ensembles de données du monde réel. / In this thesis, we mainly focus on a fundamental problem, graph partitioning, in the context of unexpectedly fast growth of data sources, ranging from social networks to internet of things. Particularly, to conquer intractable properties existing in many graphs, e.g. power-law degree distribution, we apply the novel fashion vertex-cut, instead of the traditional edge-cut method, for achieving balanced workload in distributed graph processing. Besides, to reduce the inter-partition communication cost, we present a block-based edge partition method who can efficiently explore the locality underlying graphical structures, to enhance the execution of graph algorithm. With this method, the overhead of both communication and runtime can be decreased greatly, compared to existing approaches. The challenges arising in big graphs also include their high-variety. As we know, most of real life graph applications produce heterogenous datasets, in which the vertices and/or edges are allowed to have different types or labels. A big number of graph mining algorithms are also proposed with much concern for the label attributes. For this reason, our work is extended to multi-layer graphs with taking into account the edges closeness and labels distribution during partitioning process. Its outstanding performance over real-world datasets is demonstrated finally.

Les algorithmes probabilistes offrent de puissantes possibilités quant à la résolution de problèmes de planification de mouvements pour des robots complexes dans des environnements quelconques. Cependant, la qualité des chemins solutions obtenus est discutable. Cette thèse propose un outil pour optimiser ces chemins et en améliorer la qualité. La méthode se base sur l'optimisation numérique contrainte et la détection de collision pour réduire la longueur du chemin tout en évitant les collisions. La modularité des méthodes probabilistes nous a aussi inspirés pour réaliser un algorithme de génération de sauts pour des personnages. Cet algorithme est décrit par trois étapes de planifications, de la trajectoire du centre du personnage jusqu'à son mouvement corps-complet. Chaque étape bénéficie de la rigueur de la planification pour éviter les collisions et pour contraindre le chemin. Nous avons proposé des contraintes inspirées de la physique pour améliorer la plausibilité des mouvements, telles que du non-glissement, de la limitation de vitesse et du maintien de contacts. Les travaux de cette thèse ont été intégrés dans le logiciel "Humanoid Path Planner" et les rendus visuels effectués avec Blender. / Probabilistic algorithms offer powerful possibilities as for solving motion planning problems for complex robots in arbitrary environments. However, the quality of obtained solution paths is questionable. This thesis presents a tool to optimize these paths and improve their quality. The method is based on constrained numerical optimization and on collision checking to reduce the path length while avoiding collisions. The modularity of probabilistic methods also inspired us to design a motion generation algorithm for jumping characters. This algorithm is described by three steps of motion planning, from the trajectory of the character's center to the wholebody motion. Each step benefits from the rigor of motion planning to avoid collisions and to constraint the path. We proposed physics-inspired constraints to increase the plausibility of motions, such as slipping avoidance, velocity limitation and contact maintaining. The thesis works have been implemented in the software `Humanoid Path Planner' and the graphical renderings have been done with Blender.

The last decade has brought with it a wave of innovative technology, shifting the channels through which creative content is created, consumed, and categorized. And, as our interactions with creative multimedia content shift towards online platforms, the sheer quantity of content on these platforms has necessitated the integration of algorithmic guidance in the discovery of these spaces. In this way, the recommendation algorithms that guide users' interactions with various art forms have been cast into the role of gatekeepers and begun to play an increasingly influential role in shaping the creation of artistic content. The work laid out in the following chapters fuses three major areas of research: graph representation learning, music information retrieval, and fairness as applied to the task of music recommendation. In recent years, graph neural networks (GNNs), a powerful new architecture which enables deep learning approaches to be applied to graph or network structures, have proven incredibly influential in the music recommendation domain. In tandem with the striking performance gains that GNNs are able to achieve, many of these systems, have been shown to be strongly influenced by the degree, or number of outgoing edges, of individual nodes. More concretely, recent works have uncovered disparities in the qualities of representations learned by state of the art GNNs between nodes which are strongly and weakly connected. Translating these findings to the sphere of recommender systems, where nodes and edges are used to represent the interactions between users and various items, these disparities in representation that are contingent upon a node's connectivity can be seen as a form of popularity bias. And, indeed, within the broader recommendation community, popularity bias has long been considered an open problem, in which recommender systems begin to favor mainstream content over, potentially more relevant, but niche or novel items. If left unchecked these algorithmic nudged towards previously popular content can create, intensify, and enforce negative cycles that perpetuate disparities in representation on both the user and the creator ends of the content consumption pipeline. Particularly in the recommendation of creative (e.g. musical) content, the downstream effects in these disparities of visibility can have genuine economic consequences for artists from under-represented communities. Thus, the problem of popularity bias is something that must be addressed from both a technical and societal perspective. And, as the influence of recommender systems continues to spread, the effects of this phenomenon only become more spurious, as they begin to have critical downstream effects that shape the larger ecosystems in which art is created. Thus, the broad focus of thesis is the mitigation of popularity bias in music recommendation. In order to tailor our exploration of this issue to the graph domain, we begin by formalizing the relationship between degree fairness and popularity bias. In doing so, we concretely define the notion of popularity, grounding it in the structural principles of an interaction network, and enabling us to design objectives that can mitigate the effects of popularity on representation learning. In our first work, we focus on understanding the effects of sampling on degree fairness in uni-partite graphs. The purpose of this work is to lay the foundation for the graph neural network model which will underlie our music recommender system. We then build off this first work by extending the initial fairness framework to be compatible with bi-partite graphs and applying it to the music domain. The motivation of this work is rooted in the notion of discovery, or the idea that users engage with algorithmic curation in order to find content that is both novel and relevant to their artistic tastes. We present the intrinsic relationship between discovery objectives and the presence of popularity bias, explaining that the presence of popularity bias can blind a system to the musical qualities that underpin the underlying needs of music listening. As we will explain in later sections, one of the key elements of this work is our ability to ground our fairness notion in the musical domain. Thus, we propose a domain-aware, individual fairness-based approach which addresses popularity bias in graph neural network (GNNs) based recommender systems. In order to facilitate this domain awareness, we perform extensive dataset augmentation, taking two state of the art music recommendation datasets and augmenting them with rich multi-modal node-level features. Finally, we ground our evaluation in the cold start setting, showing the importance of inductive methodologies in the music space. / La dernière décennie a apporté avec elle une vague de technologies innovantes, modifiant la manière dont le contenu créatif est créé, consommé et catégorisé. Et, à mesure que nos interactions avec les contenus multimédias créatifs se déplacent vers les plateformes en ligne, la quantité de contenu sur ces plateformes a nécessité l’intégration d’un guidage algorithmique dans la découverte de ces espaces. De cette façon, les algorithmes de recommandation qui guident les interactions des utilisateurs avec diverses formes d’art ont été jetés dans le rôle de gardiens et ont commencé à jouer un rôle de plus en plus influent dans l’élaboration de la création de contenu artistique. Le travail présenté dans les chapitres suivants fusionne trois grands domaines de recherche : l’apprentissage de la représentation graphique, la recherche d’informations musicales et l’équité appliquée à la tâche de recommandation musicale. Alors que l’influence des systèmes de recommandation continue de s’étendre et de s’intensifier, il est crucial de prendre en compte les effets en aval que les choix de conception peuvent avoir sur l’écosystème plus large de la création artistique. Ces dernières années, l’intégration des réseaux sociaux dans la tâche de recommandation musicale a donné naissance aux réseaux neuronaux de graphes (GNN), une nouvelle architecture capable de faire des prédictions sur les structures de graphes. Parallèlement aux gains miraculeux que les GNN sont capables de réaliser, bon nombre de ces systèmes peuvent également être la proie de biais de popularité, les forçant à privilégier le contenu grand public par rapport à des éléments potentiellement plus pertinents, mais de niche ou nouveaux. S’il n’est pas maîtrisé, ce cycle négatif peut perpétuer les disparités de représentation entre la musique d’artistes, de genres ou de populations minoritaires. Et, ce faisant, les disparités dans la visibilité des éléments peuvent entraîner des problèmes à la fois du point de vue des performances et de la société. L’objectif de la thèse est l’atténuation du biais de popularité. Premièrement, le travail formalise les liens entre l’équité individuelle et la présence d’un biais de popularité parmi les contenus créatifs. Ensuite, nous étendons un cadre d’équité individuelle, en l’appliquant au domaine de la recommandation musicale. Le coeur de cette thèse s’articule autour de la proposition d’une approche basée sur l’équité individuelle et sensible au domaine qui traite le biais de popularité dans les systèmes de recommandation basés sur les réseaux de 5 neurones graphiques (GNN). L’un des éléments clés de ce travail est notre capacité à ancrer notre notion d’équité dans le domaine musical. Afin de faciliter cette prise de conscience du domaine, nous effectuons une augmentation étendue des ensembles de données, en prenant deux ensembles de données de recommandation musicale à la pointe de la technologie et en les augmentant avec de riches fonctionnalités multimodales au niveau des noeuds. Enfin, nous fondons notre évaluation sur le démarrage à froid, montrant l’importance des méthodologies inductives dans l’espace musical.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Les objectifs pincipaux sont de caractériser le déclin visuo-constructif lié au vieillissement normal et de comparer ce profil à celui observé chez des patients atteints de démence de type Alzheimer à la lumière d'un cadre cognitif du traitement graphique. De telles études visent, entre autres, à l'identification d'outils neuropsychologiques d'évaluation qui permettront de valider le diagnostic de maladie d'Alzheimer du vivant du patient. Dans un premier temps, nous développons un cadre théorique illustrant le caractère multifactoriel du traitement graphique. Dans un deuxième temps, à partir de ce cadre théorique, nous évaluons directement chez les populations vieillissantes normales et atteintes de démence de type Alzheimer (DTA) trois habiletés sous-jacentes à la copie de figures. L'évaluation de ces dernières dans la DTA permettrait d'observer des différences entre les patients en début d'évolution, compte tenu de l'hétérogénéité dans la DT A, et de caractériser les différents profils de détérioration visuo-constructive selon la sévérité de la démence. Dans un but diagnostic, la comparaison des performances visuo-constructives des personnes âgées normales avec celles des patients DTA devraient apporter des indices de différenciations. Vingt-quatre sujets de plus de 60 ans et 13 jeunes adultes de moins de 40 ans, de scolarités similaires, ont participé à une première étude. De plus, huit patients qui rencontrent le diagnostic de démence de type Alzheimer probable et 24 sujets contrôles d'âge et de niveau d'éducation similaires ont participé à une deuxième étude. Tous les sujets ont été soumis à plusieurs tâches mesurant des habiletés visuo-constructives sous­tendant la copie de figures : tâches d'exploration visuelle, de jugement des relations spatiales coordonnées et catégorielles, de planification graphique. Dans la première étude, les performances des sujets âgés sur chaque habileté visuo­constructive sont significativement moins bonnes que celles des jeunes adultes, tel qu'analysées par le test t. De plus, seules les tâches de balayage visuel sont moins sensibles à l'âge. Dans la deuxième étude, la comparaison de groupes avec le test Mann-Whitney U montre que les patients DT A ont significativement plus de difficultés que les contrôles dans la copie de figures aux niveaux de l'exploration visuelle, du jugement des relations spatiales catégorielles et coordonnées, mais pas de la planification graphique. L'analyse des performances individuelles révèle que ce profil visuo-constructif demeure chez tous les patients présentant une apraxie visuo-constructive (AC), indépendamment de la sévérité de la démence. De plus, la sévérité des troubles visuo-constructifs évolue de façon homogène selon la sévérité de la démence. Les tâches d'exploration visuelle sont toutefois plus sensibles à la sévérité de la démence que les tâches de jugement des relations spatiales. Des variabilités individuelles sont également observées sans être forcément reliées à la sévérité de la démence. Des patients présentent des difficultés à juger davantage les relations spatiales catégorielles que coordonnées et d'autres patients présentent le profil inverse. De même, un patient ne présente pas de difficultés à copier des figures. Ces résultats suggèrent que les habiletés visuo-constructives évaluées ne permettent pas de distinguer qualitativement le vieillissement visuo-constructif normal de l' AC dans la DT A. De plus, la première manifestation de la DTA pourrait ne pas inclure l' AC étant donné que le patient le moins atteint cognitivement avait des performances quantitativement et qualitativement similaires à celles des contrôles. De nombreuses études demeurent à être effectuées de façon à mieux caractériser l' AC en début et en cours d'évolution de la DTA. Un modèle du traitement graphique ouvre de nombreuses voies dans l'étude de l'AC dans le vieillissement normal et pathologique. L' AC ne peut plus être considérée comme un trouble uniquement présent ou absent dans la DT A, mais un trouble dont les atteintes évoluent au cours de la maladie.

Mon domaine de recherche est l'Interaction Homme-Machine. Mes travaux dans ce domaine s'organisent autour de deux axes. <br /><br />Le premier axe concerne la conception de systèmes interactifs pour la coordination, la communication et la collaboration entre individus. Je m'intéresse en particulier à la manière dont des moyens vidéo peuvent être utilisés pour permettre des échanges plus subtils (i.e. légers, nuancés, implicites) et plus informels (i.e. spontanés, opportuns) que ceux permis par les systèmes actuels.<br /><br />Le deuxième axe concerne la conception de nouvelles métaphores et techniques destinées à enrichir et simplifier l'interaction au quotidien avec les systèmes informatiques. Je m'intéresse plus particulièrement aux moyens de faire évoluer la métaphore du bureau sous-jacente à la gestion des données et des applications dans la plupart des systèmes actuels.<br /><br />Ce document présente les problématiques liées à ces deux axes de recherche, les travaux s'y rapportant auxquels j'ai participé depuis septembre 2001 et quelques perspectives ouvertes par ces travaux.

Les schémas en annexe ont été réalisés avec le logiciel Adobe Illustrator. / Le sujet de recherche de ce mémoire est le design graphique. Nous donnons une définition de cette pratique. Observant un déficit théorique en design graphique, nous expliquons que le design graphique ne peut pleinement revendiquer le statut de discipline universitaire. La question n’était pas tant de savoir si le design graphique était une discipline ou non, elle semble en être une, de facto, grâce à son histoire. Mais il s’agit ici de montrer qu’à date, les modalités de disciplinarisation du design graphique n’ont pas encore été exposées. Par la suite, nous constatons le manque de « théories fortes » en design graphique et plus particulièrement le manque d’un cadre théorique expliquant la pratique du design graphique et le projet de communication visuelle, que nous qualifions d’objet d’étude du design graphique. Nous présentons par la suite un modèle-synthèse composé du modèles du wicked-problem de Hörst Rittel, du modèle de la réflexion-en-action de Donald Schön et du modèle herméneutique de Adrian Snodgrass et Richard Coyne ; trois modèles identifiant la nature inter-subjective de l’activité en design graphique. Nous confirmons, dans cette étude, ce modèle-synthèse par le biais d’un terrain d’étude auprès d’une agence de communication-marketing, terrain sur lequel nous avons déployé trois méthodes de collecte de données : le Protocol Analysis, des observations faites auprès de l’agence ainsi que des entretiens semi-dirigés avec la directrice de création de cette agence. La présentation des résultats permet de voir notre modèle-synthèse à l’oeuvre, dans l’action, en pleine pratique professionnelle. Nous affirmons, à la lumière de nos résultats, que notre modèle-synthèse peut être considéré comme une brique essentielle des « théories fortes » et c’est autour de cette brique que nous proposons une structure disciplinaire originale pour les « études en design graphique ». / The subject of this thesis is graphic design. We start our research project by giving a definition of graphic design as a practice. We observe that graphic design cannot be considered fully as a disciplinary field of study because of a lack of theory explaining its practice. As of now, the modalities of its disciplinarisation have not yet been exposed and discussed. One of these modalities is the identification of its research object: the visual communication project. We present afterwards a synthetical model based on the works of Hörst Rittel, Donald Schön, Adrian Snodgrass and Richard Coyne ; three theoretical models identifying the nature of graphic design activity as inter-subjective. We confirm this synthetical model by grounded research in a communication-marketing agency. We deploy three data collection methods in our research : Protocol Analysis, observations made in the agency and semi-directed interviews with the creative director of the agency. Our results allow us to observe our synthetical model as it operates in action in a real professionnal context. We then conclude that our theoretical model is an essential part of what we qualified as “strong theories” of graphic design. We propose afterwards a disciplinary structure for graphic design.

Les entraîneurs en sports acrobatiques disposent de peu d’outils permettant d’améliorer leur compréhension des saltos vrillés et la performance des athlètes. L’objectif de ce mémoire était de développer un environnement graphique de simulation numérique réaliste et utile des acrobaties aériennes. Un modèle composé de 17 segments et de 42 degrés de liberté a été développé et personnalisé à une athlète de plongeon. Un système optoélectronique échantillonné à 300 Hz a permis l’acquisition de huit plongeons en situation réelle d’entraînement. La cinématique articulaire reconstruite avec un filtre de Kalman étendu a été utilisée comme entrée du modèle. Des erreurs quadratiques moyennes de 20° (salto) et de 9° (vrille) entre les performances simulées et réelles ont permis de valider le modèle. Enfin, une formation basée sur le simulateur a été offerte à 14 entraîneurs en sports acrobatiques. Une augmentation moyenne de 11 % des résultats aux questionnaires post-test a permis de constater le potentiel pédagogique de l’outil pour la formation. / Coaches need tools to better understand the mechanics of twisting somersaults and improve their knowledge and their athletes’ performance. The aim of this thesis was to provide them with a computer simulation model of aerial movements. An elite diver was modelled as a 17-segment 42-degree of freedom angle-driven model. The model was personalised to the diver so that simulation outputs could be compared with her actual performance. Input data were recorded by a 17-camera motion capture system sampled at 300 Hz. The joint angle time histories were reconstructed using an extended Kalman filter. The model was successfully evaluated and shown to produce realistic movements, with overall root-mean-square error of 20° (somersault) and 9° (twist) between reconstructed body kinematics and the corresponding simulations for eight dives. Finally, a workshop based on the simulation was offered to coaches and showed potential to improve their knowledge since the mean post-test result was increased by 11 %.

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

Le travail de cette thèse porte sur l'étude du contrôle en temps réel de synthèse de voix chantée par une tablette graphique dans le cadre de l'instrument de musique numérique Cantor Digitalis.La pertinence de l'utilisation d'une telle interface pour le contrôle de l'intonation vocale a été traitée en premier lieu, démontrant que la tablette permet un contrôle de la hauteur mélodique plus précis que la voix réelle en situation expérimentale.Pour étendre la justesse du jeu à toutes situations, une méthode de correction dynamique de l'intonation a été développée, permettant de jouer en dessous du seuil de perception de justesse et préservant en même temps l'expressivité du musicien. Des évaluations objective et perceptive ont permis de valider l'efficacité de cette méthode.L'utilisation de nouvelles interfaces pour la musique pose la question des modalités impliquées dans le jeu de l'instrument. Une troisième étude révèle une prépondérance de la perception visuelle sur la perception auditive pour le contrôle de l'intonation, due à l'introduction d'indices visuels sur la surface de la tablette. Néanmoins, celle-ci est compensée par l'important pouvoir expressif de l'interface.En effet, la maîtrise de l'écriture ou du dessin dès l'enfance permet l'acquisition rapide d'un contrôle expert de l'instrument. Pour formaliser ce contrôle, nous proposons une suite de gestes adaptés à différents effets musicaux rencontrés dans la musique vocale. Enfin, une pratique intensive de l'instrument est réalisée au sein de l'ensemble Chorus Digitalis à des fins de test et de diffusion. Un travail de recherche artistique est conduit tant dans la mise en scène que dans le choix du répertoire musical à associer à l'instrument. De plus, un retour visuel dédié au public a été développé, afin d'aider à la compréhension du maniement de l'instrument. / This thesis deals with the real-time control of singing voice synthesis by a graphic tablet, based on the digital musical instrument Cantor Digitalis.The relevance of the graphic tablet for the intonation control is first considered, showing that the tablet provides a more precise pitch control than real voice in experimental conditions.To extend the accuracy of control to any situation, a dynamic pitch warping method for intonation correction is developed. It enables to play under the pitch perception limens preserving at the same time the musician's expressivity. Objective and perceptive evaluations validate the method efficiency.The use of new interfaces for musical expression raises the question of the modalities implied in the playing of the instrument. A third study reveals a preponderance of the visual modality over the auditive perception for the intonation control, due to the introduction of visual clues on the tablet surface. Nevertheless, this is compensated by the expressivity allowed by the interface.The writing or drawing ability acquired since early childhood enables a quick acquisition of an expert control of the instrument. An ensemble of gestures dedicated to the control of different vocal effects is suggested.Finally, an intensive practice of the instrument is made through the Chorus Digitalis ensemble, to test and promote our work. An artistic research has been conducted for the choice of the Cantor Digitalis' musical repertoire. Moreover, a visual feedback dedicated to the audience has been developed, extending the perception of the players' pitch and articulation.

De nos jours, les images augmentées font partie du quotidien. Du cinéma aux jeux vidéo en passant par l'architecture ou le design, nombreuses sont les applications qui ont besoin d'afficher des objets synthétiques dans un contexte réel. Cependant, le processus permettant d'intégrer ces objets de manière cohérente dans leur environnement peut rapidement devenir très difficile à mettre en œuvre. Lorsque l'environnement à augmenter est de grande taille ou présente une géométrie ou un éclairage complexe, sa modélisation devient alors fastidieuse et l'utilisation de ces modèles dans le rendu d'images augmentées réalistes est très coûteuse en ressources. D'un autre côté, des applications telles que la réalité augmentée ont besoin de méthodes de rendu efficaces pour fonctionner en temps réel. Elles doivent, par ailleurs, pouvoir s'adapter automatiquement à des environnements a priori inconnus avec pour seule source d'informations les images acquises progressivement dans ces derniers. Dans cette thèse, nous nous sommes appuyés sur les méthodes développées en vision par ordinateur, en modélisation à partir d'images et en synthèse d'images pour proposer une approche globale au problème d'augmentation cohérente d'environnements complexes et progressivement découverts. Nous y développons de nouvelles méthodes d'acquisition permettant d'obtenir des images RGB+Z avec une grande dynamique et localisées dans l'environnement. Nous présentons ensuite comment exploiter cette source d'information pour construire incrémentalement des représentations de la géométrie et de l'éclairement de la scène à augmenter. Enfin, nous apportons de nouvelles approches de rendu adaptées à ces modélisations et permettant une génération rapide d'images augmentées où l'éclairement des objets synthétiques reste cohérent avec celui de l'environnement / Today, augmented images are parts of our daily life. From movie industry to video games through architecture and object design, many applications need to display synthetic objects into a real context. However, coherently integrating objects in their environment may be a difficult task. When the environment is vast or includes complex geometry or lighting, its modelling is tedious and using its model to render augmented images is resource-consuming. Moreover, applications like augmented reality need efficient real-time rendering. They also have to automatically adapt to unmodelled environments, while progressively acquiring data from incoming images. In this thesis, we based our work on computer vision, image-based modelling and rendering methods to propose a global approach to the problem of progressively discovered and complex environment coherent augmentation. We first develop new acquisition methods to get high dynamic range RGB+Z registered images of the environment. Then we explain how to use these informations to incrementally build models of scene geometry and lighting. Finally, we provide new rendering approaches using these models and suitable for an efficient and photometrically coherent image augmentation