Thèse diffusée initialement dans le cadre d'un projet pilote des Presses de l'Université de Montréal/Centre d'édition numérique UdeM (1997-2008) avec l'autorisation de l'auteur.

Thèse diffusée initialement dans le cadre d'un projet pilote des Presses de l'Université de Montréal/Centre d'édition numérique UdeM (1997-2008) avec l'autorisation de l'auteur.

La construction de logiciels pour des appareils qui ne peuvent pas accueillir localement des outils de développement peut être difficile. Ces appareils ont soit une puissance de calcul trop limitée pour exécuter un IDE, ou manque des interfaces d’entrée / sortie appropriées pour la programmation ou sont tout simplement inaccessibles pour des développements locaux. Dans ces situations, les développeurs ont besoin d’une infrastructure appropriée pour développer et déboguer des applications distantes. Dans cette thèse nous identifions d’abord quatre propriétés désirables qu’une solution idéale pour le débogage à distance doit présenter : l’ interactivité, l’instrumentation, la distribution et la sécurité. Compte tenu de ces propriétés, nous proposons Mercury, un modèle de débogage à distance et une architecture pour des langues réfléxifs à objets. Mercury ouvre (1) l’interactivité grâce à un méta-niveau à distance miroir basé sur un lien de causalité avec sa cible, (2) l’instrumentation à travers une intercession réflective basée sur la réification de l’environnement d’exécution sous-jacent, (3) la distribution grâce à un middleware adaptable et (4) la sécurité par la décomposition et l’authentification de l’accès aux aspects réflexifs. Nous validons notre proposition à travers un prototype dans le langage de programmation Pharo à l’aide d’un cadre expérimental diversifié de multiples dispositifs contraints. Nous illustrons des techniques de débogage à distance soutenus par les propriétés de Mercury, tels que distance agile débogage et instrumentation objet à distance et montrons comment ils peuvent résoudre dans la pratique, les problèmes que nous avons identifiés. / Building software for devices that cannot locally support development tools can be challenging. These devices have either limited computing power to run an IDE, lack appropriate input/output interfaces for programming or are simply unreachable for local development. In these situations developers need appropriate infrastructure to remotely develop and debug applications. In this dissertation we first identify four desirable properties that an ideal solution for remote debugging should exhibit, namely: interactiveness, instrumentation, distribution and security. Given these properties we propose Mercury, a remote debugging model and architecture for reflective OO languages. Mercury supports interactiveness through a mirror-based remote meta-level that is causally connected to its target, instrumentation through reflective intercession by reifying the underlying execution environment, distribution through an adaptable middleware and security by decomposing and authenticating access to reflective facilities. We validate our proposal through a prototype implementation in the Pharo programming language using a diverse experimental setting of multiple constraint devices. We exemplify remote debugging techniques supported by Mercury’s properties, such as remote agile debugging and remote object instrumentation and show how these can solve in practice the problems we have identified.

L'interface graphique de l’application numérique, soumise à l’injonction du geste de l’utilisateur, prolonge le corps de celui-ci. Quel rapport s’établit entre l’image qui émerge et celui qui la convoque ? Que reste-t-il du message du concepteur construit par un métarécit singulier ? La diversité de chaque exploration favorise-t-elle une interprétation individuelle ? Notre problématique porte sur la tension du concept de design entre sa stratégie de communication et la contingence de son émergence liée au métarécit de l’utilisateur en liberté surveillée. Pour répondre à ces interrogations, nous émettons l’hypothèse que l’interactivité génère un récit individualisé.Nous guidons notre analyse selon trois axes, celui du design tout d’abord, ensuite celui de l’individualisation, qui souligne la dimension sensible qu’apporte l’interactivité du design au moyen d’une délégation d’énonciation envers l’utilisateur, et enfin celui du récit, qui organise le lien narratif entre le message iconique et l’utilisateur. Trois variables sont retenues (esthétique, médiatique, sémantique) et croisées afin de parvenir à circonscrire la notion de design interactif.Notre recherche pratique s’appuie sur l’analyse du site web Communicate de la webagency londonienne Hi-ReS!. Cette étude de cas rend compte des intentions du concepteur et permet d’évaluer la tension entre le message polysémique émis et le message monosémique reçu. Une expérimentation d’oculométrie a été mise en place afin d’évaluer la portée de l’interactivité sur l’attitude et le ressenti des utilisateurs. Nous avançons alors la figure métaphorique du « dess@in » afin de modéliser le design interactif comme un corps malléable individualisé, système négocié entre la stratégie de communication du designer et la production singulière de l’utilisateur. / The graphic interface of the digital application, subjected to the order of the gesture of the user, prolongs the body of this one. What connection is established between the emerging picture and the one who summoned it? What else does it remain of the message of the designer built by a singular métarécit?Does the diversity of each exploration promotes an individual interpretation? Our problem concerns the design concept of tension between its communication strategy and contingency of its emergence-related metanarrative of the user on probation. To answer these questions, we hypothesize that interactivity generates a personalized narrative. We guide our analysis in three ways, the design first, then that of individualization, which emphasizes the sensitive dimension) which brings the interactivity of the design by means of a delegation of statement to the use, and finally that of the narrative, which organizes the narrative link between the iconic message and the user. Three variables are retained (aesthetic, mediatic, semantic) and to achieve cross frame the notion of interactive design.Our research practice is based on the analysis of website Communicate of the London web agency Hi-ReS!. This case study reflects the intentions of the designer and used to evaluate the tension between the message polysemic issued and the message monosemic received. An eye-tracking experiment was set up to assess the scope of interactivity on attitude and the feelings of users. Then we move the metaphorical figure of the “dess@in" to model the interaction design as a malleable body individualized, negotiated between the system's communications strategy of designer and the singular production of user.

Ce mémoire de maîtrise interroge la nature des productions audiovisuelles interactives réalisées par l'Office national du film du Canada (ONF) pour sa section "ONF/interactif", depuis la mise en ligne d'un premier webdocumentaire en 2009. Ces productions sont des projets collaboratifs pour la plupart et prennent plusieurs formes, parfois mélange de vidéo et de textes, de photographies et d'éléments sonores, mais jamais un seul à la fois. Toutes possèdent leur propre interface et leur propre environnement, à travers lesquels l'internaute circule et accède au contenu tout en participant à sa concrétisation. Ce sont des oeuvres "hypermédiatiques", conjuguant à la fois textes, images (fixes ou animées) et sons. Là où survient une première interrogation est lorsque, d'une part, vient le temps d'attribuer un titre ou même un genre à ces productions, comme nous le faisons pour le film, la photographie ou la musique; et, d'autre part, lorsqu'il faut définir et expliquer ce qui caractérise ces productions, soit ce à partir de quoi nous pourrions les nommer. Pour se faire, cette recherche passe en revue une quarantaine de productions de l'ONF/interactif à partir de grilles de repérage s'inspirant d'un cadre théorique qui combine des concepts de productions médiatiques plus traditionnelles à ceux de productions numériques, telles l'interactivité et l'hypermédialité. La recherche propose en toute fin une catégorisation des productions par "type", mais, surtout, ouvre la porte à une plus large réflexion sur l'apparition des "nouveaux" produits culturels et sur ce que cela signifie pour les producteurs et les récepteurs.

Alors que les organismes d'éducation populaire intègrent maintenant massivement l'ordinateur, peu de recherches sont menées quant à la façon d'utiliser et de s'approprier les technologies de l'information et des communications (TIC) en alphabétisation. Pourtant, nombreux sont ceux qui réalisent désormais tout le potentiel pédagogique des TIC. Par ce mémoire, nous avons voulu explorer et expérimenter les usages communicationnels d'Internet, plus particulièrement le courriel et le blogue, avec un groupe d'adultes en processus d'alphabétisation par le biais d'ateliers. Lors de l'élaboration des objectifs de la formation, les compétences techniques reliées à l'informatique et à Internet n'étaient pas primordiales, nous visions davantage l'appropriation de l'écrit et la pratique de la communication dans le but d'échanger avec les autres. L'écrit était ramené à sa raison première, soit l'expression d'un message. Ce mémoire évalue les impacts d'une telle formation chez les participants, en termes d'appropriation de l'écrit, d'appropriation d'Internet, de la communication de groupe et du développement de compétences individuelles. Pour évaluer l'atteinte des objectifs, nous avons choisi quatre méthodes d'analyse des résultats, soient la maîtrise technique des fonctionnalités des logiciels, notre évaluation en tant que formatrice, l'entretien de groupe ainsi que les commentaires non-sollicités des participants. Nous avons donc découvert que la participation aux ateliers a permis d'éveiller la curiosité des participants sur les usages communicationnels. Elle leur a permis de multiplier les occasions d'écriture, de découvrir Internet, de prendre contact avec des gens d'ailleurs, d'en apprendre sur un autre pays, de vaincre des craintes liées à l'utilisation d'Internet et à la maîtrise de l'écriture, de sortir de l'isolement en participant à une activité de groupe, de se valoriser et d'avoir confiance en eux. La persévérance et la motivation chez les participants qui ont suivi la formation étaient notables. Notre intervention pédagogique nous a permis de constater que l'intégration d'Internet et de ses usages communicationnels dans un programme d'alphabétisation est bénéfique voire même hautement souhaitable.

Avec les progrès technologiques en matière de débits disponibles et la diversification des média disponibles, l'enjeu est maintenant de diffuser aux utilisateurs des médias de qualité dans une présentation cohérente, attractive et interactive, qu'elle soit destinée au monde de la télévision numérique, de l'Internet ou de la téléphonie mobile. Les descriptions de scènes multimédia tentent de répondre à ce pari. Le pari consiste en effet à développer des technologies permettant la diffusion et la présentation de contenu multimédia riche, animé, interactif dans des environnements aux contraintes multiples. Il faut des technologies suffisamment simples pour être intégrées dans des terminaux à faible coût de revient, mais également suffisamment attractives pour attirer de nouveaux consommateurs. Ensuite, même si les débits augmentent et les techniques de compression s'améliorent, la plus grande partie des "tuyaux" est encore occupée par les média traditionnels (audio, vidéo). Il faut donc que ces nouvelles technologies n'occupent pas trop de bande passante. Enfin, pour qu'elles mènent à de nouveaux usages, il faut que les créateurs de contenu se les approprient et pour cela, il faut que les présentations multimédia soient faciles à créer, quel que soit le scénario d'utilisation. Cette thèse a pour objectif dans un premier temps de mener une réflexion sur les différentes représentations de scènes multimédias existantes et d'en proposer une synthèse. Cette synthèse propose une vue générale sur les langages, les formats de représentation des descriptions de scènes ainsi que sur les techniques de codage et les traitements appliqués aux scènes multimédia. Elle présente, en particulier, les problématiques liées à l'animation, la compression, l'interactivité, la diffusion et finalement à la présentation. Dans un second temps, elle propose des améliorations aux solutions existantes. Ces propositions sont doubles. Tout d'abord, cette thèse propose d'un ensemble de méthodes pour permettre la représentation efficace de scènes multimédia fortement animées, notamment pour les formats de représentations MPEG-4 BIFS, W3C SVG et MPEG-4 LASeR, et avec la prise en compte des contraintes de la diffusion sur téléphone mobile. Ensuite, cette thèse propose une architecture et une implémentation innovante d'un lecteur de scènes permettant la lecture de contenus multimédia sur terminaux contraints grâce au respect d'un compromis entre consommation mémoire et rapidité d'exécution. Cette thèse se conclut, après avoir rappelé les contraintes du monde mobile, par une synthèse des choix technologiques à faire, dans la vaste bibliothèque d'outils disponibles dans le domaine des descriptions de scènes, pour concevoir un service multimédia pour mobiles.

Cette thèse concerne l'utilisation de l'interaction entre un algorithme et un expert pour la résolution de problèmes complexes, typiquement NP-difficiles. Plusieurs définitions de l'expert sont possibles. L'objectif étant d'obtenir des algorithmes dont les performances sont garanties, ce travail est centré sur les interactions avec un expert de type "oracle", plutôt que "humain". Ainsi, on s'intéresse à des compromis entre performance, coût (typiquement temps d'exécution), et quantité d'information donnée par l'oracle. Le premier objectif de cette thèse est de comprendre quel est l'état de l'art des différentes techniques interactives dans différents domaines (algorithmique distribuée et online, complexité, optimisation combinatoire). Le second objectif est centré sur l'optimisation combinatoire, et plus particulièrement les problèmes d'ordonnancement et d'empaquetage. Nous proposons un formalisme interactif pour le contexte des problèmes d'optimisations (offline). Le but est de montrer en quoi ce formalisme facilite la conception d'algorithmes d'approximation, en le situant par rapport aux techniques classiques de conception de schémas d'approximation, et en l'utilisant pour fournir de nouveaux résultats sur des problèmes d'ordonnancement et d'empaquetage. Nous avons principalement abordé deux problèmes : le "discrete Resource Sharing Scheduling Problem ($dRSSP$)" et le problème du "Multiple Strip Packing" ($MSP$). Le $dRSSP$ est un problème d'hybridation d'algorithmes. Etant donné un ensemble d'algorithmes (appelé un "portfolio"), un nombre fini de ressources (des processeurs par exemple), et un ensemble représentatif d'instances (appelé "benchmark"), le but est de distribuer ces ressources aux algorithmes afin de minimiser le temps nécessaire à la résolution de toutes les instances du benchmark, en exécutant les algorithmes en parallèle selon le modèle dit du "space sharing" . Nous avons étudié l'impact de plusieurs questions à poser à l'oracle, ainsi que comment communiquer efficacement avec ce dernier (signifiant que la réponse de l'oracle est courte), aboutissant à plusieurs schémas d'approximation. Le $MSP$ est une extension du problème célèbre du "Strip Packing" consistant à placer des rectangles dans un nombre fixé de boîtes, en minimisant la hauteur atteinte. Nous avons fourni plusieurs algorithmes/schémas d'approximation pour différentes variantes de ce problème, dans lesquelles les boîtes ont des largeurs égales/différentes, ou les rectangles doivent être placés de façon "continue" ou non (correspondant alors à un problème classique d'ordonnancement de tâches parallèles). D'une manière générale l'utilisation de l'interactivité permet d'isoler la difficulté des problèmes, et donc de les étudier différemment.

Accessible, consultable, lisible, maniable, jouable, opérable, décodable, malléable, toutes ces qualités dessinent en filigrane le film de ces " utopies d'un cinéma interactif ", film aux multiples temporalités, qui se lit, se monte en cours de lecture. Il s'explore, se visite, il est un territoire virtuel, où le spectateur se promène, se déplace, accède à toutes les images, qui viennent à lui comme des souvenirs. Ce film est aussi un grand réservoir, une liste gigantesque de séquences, dont on peut disposer de différentes manières. Le lecteur le met dans sa poche ou le visionne dans son salon transformé en home cinema. L'auteur décide comment en jouer et l'indique au spectateur. Celui-ci est connecté, interfacé. Il chemine mentalement dans l'œuvre constituée d'un réseau de liens, de connexions et en découvre les associations. Il habite pour un temps l'histoire du film et fait aussi son propre cinéma, avec sa machine. Un cinéma qu'il partage ensuite avec d'autres.

Le papier est un matériau très commun que l'on manipule quotidiennement. Pourtant on ne le trouve que rarement dans les environnements 3d. En effet, à cause de sa structure fibreuse, le papier, de même que le son qu'il produit, présente un comportement complexe qui se révèle difficile à reproduire avec les méthodes habituelles. En particulier, la surface du papier reste constamment isométrique à son patron 2D et peut se froisser ou se déchirer, créant ainsi de fins détails géométriques. Lorsqu’il se déforme, le papier produit également un son très caractéristique qui dépend fortement de la géométrie adoptée par la surface.Dans cette thèse, nous proposons de combiner une simulation physique usuelle avec de nouvelles méthodes, procédurales ou géométriques, de façon à tirer parti de connaissances préalables afin de modéliser la surface et le son d'une feuille de papier manipulée virtuellement. Plutôt que d'obtenir des résultats précis au sens physique, nous cherchons à reproduire un comportement plausible du papier, permettant ainsi à un utilisateur de créer interactivement des animations de papier virtuel.Nous nous concentrons dans un premier temps sur le cas du papier froissé. Pour cela, nous entrelaçons une étape de simulation physique avec une étape de remaillage géométrique qui adapte le maillage aux plis du papier froissé, exploitant pour cela la dévelopabilité du papier.Nous tirons ensuite profit de ce modèle pour développer une méthode permettant de déchirer du papier virtuelle en temps réel. Nous utilisons les informations sur la géométrie fournie par l'étape de remaillage pour trouver les points pouvant potentiellement être les points de départ d'une déchirure. Nous proposons aussi une nouvelle approche hybride, à la fois physique et géométrique, pour déterminer la direction général de propagation tout en créant de façon procédurale les détails du tracé d'une déchirure en utilisant une texture représentant la répartition des fibres.Enfin, nous proposons une génération de sons de papier, à la fois plausible, dépendant de la forme de la surface et qui s'opère en temps réel. Nous analysons les informations, géométriques et dynamiques, données par le modèle d'animation pour détecter les événements produisant du son et calculer les régions dans lesquelles le son résonne. Le son résultant est synthétisé à l'aide de sons pré-enregistrés et d'une génération procédurale, de façon à tenir compte de géométrie de la surface et sa dynamique. / Although paper is a very common material in our every-day life, it can hardly be found in 3d virtual environments. Indeed, due to its fibrous structure, paper material exhibits complex deformations and sound behaviour which are hard to reproduce efficiently using standard methods. Most notably, the deforming surface of a sheet of paper paper is constantly isometric to its 2D pattern, and may be crumpled or torn leading to sharp and fine geometrical features. During deformation, paper material also has very characteristic sound, which highly depends on its complex shape.In this thesis, we propose to combine usual physics-based simulation with new procedural, geometric methods in order to take advantage of prior knowledge to efficiently model the geometry and the sound of a deforming sheet of paper. Our goals are to reproduce a plausible behaviour of paper rather than an entirely physically accurate in order to enable a user to interactively deform and create animation of virtual paper.We first focus on the case of paper being crumpled. We use the developability property of the paper to interleave the physics-based simulation with a geometric remeshing step that adapts the mesh with the fold and the sharp creases of crumpling paper. We obtain an interactive model able to reproduce the main features of crumpling paper.We then take advantages of this model to develop of method for tearing paper in real-time. We use the geometric information provided by the remeshing step of the model to detect potential starting points of tears, and propose a new hybrid, geometric and physical, method to find their general direction of propagation while creating procedurally the details of the tearing path using a fibres' texture.Finally, we propose to generate a plausible shape-dependant sound of the paper at run-time. We analyse the geometric and dynamic information provided by the model to detect sound-producing events and compute the regions in which the sound resonate. The resulting sound is synthesized from both pre-recorded sounds and procedural generation taking into account the geometry of the surface and its dynamics.