Les recherches menées au cours de cette thèse de Doctorat s'inscrivent dans les activités du laboratoire commun OPERA (OPtique EmbaRquée Active) impliquant ESSILOR-LUXOTTICA et le CNRS. L’objectif est de contribuer au développement des “lunettes du futur” intégrant des fonctions d'obscurcissement, de focalisation ou d'affichage qui s’adaptent en permanence à la scène et au regard de l’utilisateur. Ces nouveaux dispositifs devront être dotés de capacités de perception, de décision et d’action, et devront respecter des contraintes d'encombrement, de poids, de consommation énergétique et de temps de traitement. Ils présentent par conséquent des connexions évidentes avec la robotique. Dans ce contexte, les recherches ont consisté à investiguer la structure et la construction de tels systèmes afin d’identifier leurs enjeux et difficultés. Pour ce faire, la première tâche a été de mettre en place des émulateurs de divers types de lunettes actives, qui permettent de prototyper et d’évaluer efficacement diverses fonctions. Dans cette phase de prototypage et de test, ces émulateurs s’appuient naturellement sur une architecture logicielle modulaire typique de la robotique. La seconde partie de la thèse s'est focalisée sur le prototypage d’un composant clé des lunettes du futur, qui implique une contrainte supplémentaire de basse consommation : le système de suivi du regard, aussi appelé oculomètre. Le principe d’un assemblage de photodiodes et d’un traitement par réseau de neurones a été proposé. Un simulateur a été mis au point, ainsi qu’une étude de l'influence de l'agencement des photodiodes et de l’hyper-paramétrisation du réseau sur les performances de l'oculomètre. / The research carried out during this doctoral thesis takes place within the OPERA joint laboratory (OPtique EmbaRquée Active) involving ESSILOR-LUXOTTICA and the CNRS. The aim is to contribute to the development of "glasses of the future", which feature obscuration, focus or display capabilities that continuously adapt to the scene and the user gaze. These new devices will be endowed with perception, decision and action capabilities, and will have to respect constraints of space, weight, energy consumption and processing time. They therefore show obvious connections with robotics. In this context, the structure and building of such systems has been investigated in order to identify their issues and difficulties. To that end, the first task was to set up emulators of various types of active glasses, which enable the prototyping and effective testing of various functions. In this prototyping and testing phase, these emulators naturally rely on a modular software architecture typical of robotics. The second part of the thesis focused on the prototyping of a key component which implies an additional constraint on low consumption, namely the eye tracking system, also known as gaze tracker. The principle of a photodiode assembly and of a neural network processing has been proposed. A simulator has been developed, as well as a study of the influence of the arrangement of photodiodes and the hyper-parametrization of the network on the performance of the oculometer.

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

Cette étude s'intéresse particulièrement à l'essai de produits de beauté et d'esthétique en ligne à l'aide d'une application de réalité augmentée (RA). Dans cette étude, la RA utilisée prend la forme de l'essayage de produits de beauté et d'esthétique à l'aide du miroir virtuel (virtual try-on ou VTO). Il s'agit d'examiner les effets de ces miroirs, particulièrement les effets du flux de l'expérience de RA et des émotions ressenties lors de cette expérience sur la satisfaction des consommatrices ainsi que sur l'intention de recommander et l'intention de revivre l'expérience de RA. Cette étude examine l'effet du flux de l'expérience de RA sur les réactions émotionnelles des consommatrices. À leur tour, les réactions émotionnelles influencent la satisfaction avec l'expérience de RA. Enfin, la satisfaction influence l'intention de recommander l'expérience et l'intention de revivre (réutiliser) l'expérience de RA. Afin de tester ce cadre conceptuel, un sondage en ligne a été mené auprès de 661 répondantes s'identifiant comme des femmes provenant des États-Unis qui avaient essayé, dans les deux derniers mois au moins, une des applications suivantes: Sephora, L'Oréal, Ulta Beauty ou MakeupPlus App. Les résultats de l'analyse des données montrent que le flux de l'expérience de RA influence positivement les émotions ressenties pendant l'expérience de RA, qui, à leur tour, influencent positivement la satisfaction avec l'expérience de RA. Cette dernière influence l'intention de recommander et l'intention de revivre l'expérience de RA des participantes. Les données recueillies dans le cadre de cette étude appuient les résultats des recherches précédentes en ce qui concerne l'effet positif du flux d'une expérience sur les émotions ressenties et de l'effet positif des émotions ressenties lors de l'expérience de RA sur la satisfaction avec l'expérience de RA qui, par la suite, exerce une influence positive sur l'intention des participantes de recommander et de revivre l'expérience de RA. Cette étude se différencie des autres, car ces variables sont appliquées dans le contexte spécifique qu'est celui des applications d'essai virtuel de produits de beauté et d'esthétique. Les résultats de cette étude aideront les gestionnaires et les équipes de distribution et de vente dans le domaine à comprendre les besoins des consommatrices en matière d'expérience d'essai virtuel de produits de beauté et d'esthétique. Ceux-ci pourront explorer les effets observés dans cette recherche et inclure le rôle des émotions dans leurs expériences de RA. / This study focuses on online beauty and aesthetics product trial using an augmented reality (AR) application. In this study, the AR used takes the form of trying on beauty and aesthetic products using virtual try-on (VTO). The aim is to examine the effects of these mirrors, particularly the flow effects of the AR experience and of the emotions felt during this experience on the satisfaction of consumers as well as on their behavioral intentions. This study examines the effect of the flow of the AR experience on consumers' emotional reactions. In turn, emotional reactions influence satisfaction with the AR experience. Finally, satisfaction influences the intention to recommend the experience and the intention to re-experience (reuse) the experience. In order to test this conceptual framework, an online survey was conducted with 661 self-identified female respondents from the United States who had tried at least one of the following apps in the past two months: Sephora, L'Oreal, Ulta Beauty, or MakeupPlus App. The results of the data analysis show that the flow of the AR experience influences the emotions felt during the AR experience, which in turn positively influences the satisfaction with participants' behavioral intentions. The data collected in the AR experience. The latter influences this study supports previous research findings regarding the positive effect of the flow of an experience on the emotions felt and the positive effect of the emotions felt during the AR experience on satisfaction with the AR experience, which in turn positively influences the participants' behavioral intentions. This study differs from others in that these variables are applied in the specific context of virtual trial applications for beauty and aesthetic products. The findings of this study will allow managers, distribution and sales teams in the field to understand the needs of consumers in terms of the virtual trial experience of beauty and aesthetic products. They will be able to use the data from this study strategically to meet the AR experience needs of female consumers, thereby ensuring a lasting relationship with the company and brand and increasing their customer base.

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023) / Ce travail présente une approche méthodologique innovante pour construire un dispositif de thérapie alternative intégrant un vêtement intelligent dans un contexte de réalité alternée. Il montre les perspectives et les limites des potentialités de ce type de conception. Ici, le choix du processus du body mapping fut privilégié puisqu'il est considéré aujourd'hui comme une alternative thérapeutique pertinente pour les patients atteints de dépression. En effet, le processus d'art thérapie sur lequel repose cette approche permet d'exprimer ses maux à travers une représentation de son propre corps tout en utilisant des modalités non-verbales. Dans ce travail, nous explorerons les potentialités des réalités alternées et en particulier de la réalité augmentée afin de conceptualiser un dispositif de body mapping dans un espace virtuel en vue d'exploiter les effets de corporéités, des effets 3D et des animations. L'objectif est ici également de rendre plus tangibles ces effets considérés bien souvent comme abstraits. Pour cela, nous avons conçu un vêtement permettant de créer un lien entre cet espace virtuel et le monde réel. Nous avons pareillement renforcé ce lien en utilisant un récit de science-fiction permettant de plonger l'utilisateur dans une expérience immersive sensible lui offrant la possibilité d'explorer son propre imaginaire. / This work presents an innovative methodological approach to build an alternative therapy device integrating a smart garment in an alternate reality context. It shows the perspectives and the limits of the potentialities of this type of design. Here, the choice of the body mapping process was chosen since it is considered today a relevant therapeutic alternative for patients suffering from depression. Indeed, the art therapy process on which this approach is based makes it possible to express one's ailments through a representation of one's own body while using non-verbal expressive modalities. In this work, we will explore the potential of alternate realities and in particular augmented reality in order to design a body mapping device in a virtual space in order to exploit the effects of embodiment, 3D effects and animations. The objective here is also to make these effects, which are often considered abstract, more tangible. For this, we designed a garment to create a link between this virtual space and the real world. We have similarly reinforced this link by using a science fiction story to immerse users in a sensitive immersive experience, allowing them to explore their own imagination.

"Thèse en cotutelle, Doctorat en philosophie: Université Laval, Québec, Canada, Philosophiæ doctor (Ph. D.) et École Normale Supérieure de Lyon, Lyon, France". / Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017 / Concept éminemment polysémique, le sens commun a été déprécié par un vaste pan de la philosophie occidentale, qui y a vu au mieux l’expression de croyances infondées, au pire la manifestation de croyances erronées et naïves. Là où bon nombre de commentateurs ont repéré dans les pensées mêmes d’Henri Bergson, Stanley Cavell et Gilles Deleuze, trois grandes figures de la philosophie du cinéma, des critiques adressées au sens commun, nous nous efforçons ici de tirer au clair la conception positive qu’ils développent de cette notion, en dépit des soupçons occasionnels qu’ils font peser sur elle. Plus précisément, nous tâchons d’expliquer jusqu’à quel point certaines acceptions du sens commun permettent de satisfaire l’ambition de connaître le réel lui-même. En premier lieu, nous passons en revue l’argumentation élaborée par certains réalistes spéculatifs (en particulier Quentin Meillassoux et Graham Harman) afin de clarifier d’une part des réflexions qui feront l’objet de discussions et de répliques dans les chapitres subséquents et, d’autre part, de montrer que la dépréciation philosophique du sens commun se prolonge jusque dans les débats les plus actuels sur l’objectivité. Nous faisons ressortir par la suite les angles sous lesquels le sens commun est susceptible de nous rapprocher du réel d’après Bergson, Cavell et Deleuze. En second lieu, nous entrons de plain-pied dans le domaine du cinéma et examinons en quoi différentes oeuvres du renouveau du cinéma québécois (Denis Côté, Stéphane Lafleur, Sébastien Pilote, Rafaël Ouellet, Xavier Dolan, Anne Émond, Rodrigue Jean, le collectif Épopée, Mathieu Denis et Simon Lavoie) viennent à leur manière compléter, radicaliser ou critiquer les réflexions développées dans la première partie autour du sens commun et du réel. À l’encontre de ceux qui qualifient ces oeuvres de « mimétiques », « peu songées » et « esthétisantes », nous mettons donc en évidence la façon dont ces films, attentifs à la profondeur de l’expérience ordinaire et à l’exigence de trouver un certain équilibre entre le devenir incessant et la stabilité constante, parviennent à nuancer et à raffiner la philosophie. Mots-clés : sens commun, réel, ordinaire, chose en soi, objectivité, subjectivité, surinterprétation, culture populaire, actuel, virtuel, devenir, intensité, concrétude, cinéma, Henri Bergson, Stanley Cavell, Gilles Deleuze, Quentin Meillassoux, Graham Harman, Tristan Garcia, renouveau du cinéma québécois. / The eminently polysemic concept of common sense was depreciated by a vast segment of Western philosophy, which saw at best in it the expression of unwarranted beliefs, at worst the manifestation of erroneous and naïve beliefs. Where many commentators have pinpointed critiques of common sense in the thoughts of Henri Bergson, Stanley Cavell and Gilles Deleuze, three prominent figures of the philosophy of cinema, we strive here to bring out the positive conception they develop of that concept, notwithstanding the occasional suspicion they may cast on it. To put it in more precise terms, we seek to explain to what extent certain meanings of common sense are apt to satisfy the ambition of knowing reality itself. In the first place, we review the argument elaborated by certain speculative realists (specifically Quentin Meillassoux and Graham Harman) in order to clarify, on the one hand, reflections which will be the object of discussions and replies in the subsequent chapters, and, on the other hand, to show that the philosophical depreciation of common sense goes on even in the most contemporary debates on objectivity. We then bring out the angles under which, according to Bergson, Cavell and Deleuze, common sense is apt to bring us closer to reality itself. In the second place, we enter fully into the field of cinema and examine in what way different works associated with the revival of Quebec cinema (Denis Côté, Stéphane Lafleur, Sébastien Pilote, Rafaël Ouellet, Xavier Dolan, Anne Émond, Rodrigue Jean, the collective Épopée, Mathieu Denis and Simon Lavoie) end up completing, radicalizing or criticizing in their way the reflections developed in the first part around common sense and the real. In opposition to those who characterize those works as « mimetic », « thoughtless » and « aestheticizing », we thus bring to the fore the way in which those films, paying attention to the depth of ordinary experience and to the requirement of finding a certain balance between incessant becoming and constant stability, do succeed in nuancing and refining philosophy. Keywords: common sense, real, ordinary, thing-in-itself, objectivity, subjectivity, over-interpretation, popular culture, actual, virtual, becoming, intensity, concreteness, cinema, Henri Bergson, Stanley Cavell, Gilles Deleuze, Quentin Meillassoux, Graham Harman, Tristan Garcia, revival of Quebec cinema.

Ce mémoire de recherche explore les relations entre le réalisme cinématographique et les implications esthétiques liées à l’utilisation des diverses technologies d’imagerie de synthèse au cinéma. Notre approche est orientée dans une perspective historique ayant rapport avec certains moyens picturaux et photographiques de fabrication d’images afin d’en dégager des aspects esthétiques liés au réalisme visuel. Cette visée prend ancrage dans la critique sémiotique de l’index, soit une image-signe prédéterminée par une relation causale de contingence physique qui est mise en question par la simulation virtuelle. Alors que l’infographie s’intègre aux domaines des arts, la production traditionnelle d’effets visuels subit une transformation qui est à l’origine du cinéma hybride. Devenue la norme pour la réalisation de films voués à l’imaginaire fantastique, l’image composite amalgame la prise de vue réelle et l’image générée par ordinateur, formes de représentation hétéroclites où prolifèrent des univers et des personnages féeriques entièrement façonnés à l’aide de l’image de synthèse. En regard d’une esthétique de simulation virtuelle consacrée paradoxalement au réalisme et à l’illusionnisme, une dimension anthropologique est introduite pour aborder la création de créatures humanoïdes métissées au bestiaire lesquelles occupent un rôle marquant, voire de premier plan au sein des récits filmiques. L’acteur de synthèse se trouve désormais au coeur des techniques qui cherchent à solliciter l’expérience perceptuelle et sensorielle du spectateur. Vis-à-vis l’apparence physique et le langage corporel en tant que moyen d’expression dramatique, « le réalisme perceptuel » de Stephen Prince (1996) et « la reconnaissance d’aspects » de Dominic McIver Lopes (2014) offrent un cadre conceptuel qui sert de fondement à la logique du réalisme de synthèse, régime qui cherche continuellement à combler l’écart entre la simulation virtuelle et le réel, dans le but d’augmenter « l’impression de réalité » énoncée par Christian Metz (2003) et l’effet immersif du cinéma spectaculaire et narratif. / This research dissertation explores the relationship between cinematic realism and the aesthetic implications related to the use of various synthetic imaging technologies in cinema. Our approach is oriented towards a historical perspective relating to certain pictorial and photographic means of image making in order to identify aesthetic aspects linked to visual realism. This aim is anchored in the semiotic critique of the index, a sign-image predetermined by a causal relationship of physical contingency that is challenged by virtual simulation. While computer graphics fits into the realm of the arts, the production of visual effects, traditionally pictorial and photographic, undergoes a transformation that is at the origin of hybrid cinema. Became the standard for the production movies dedicated to the fantastic imaginary, the composite image blends shooting of live action and the computer-generated image (CGI), heteroclites forms of representation in which proliferate magical worlds and characters entirely shaped using the computer image. Next to an aesthetic of virtual simulation paradoxically devoted to realism and illusionism, an anthropological dimension is set up to address the creation of humanoid creatures mixed with bestiary which occupy a prominent role, even leading in narratives films. The synthetic actor is now at the heart of techniques that seek to solicit the perceptual and sensory experience of the viewer. In terms of physical appearance and body language as a means of dramatic expression, Stephen Prince's (1996) "perceptual realism" and Dominic McIver Lopes’ (2014) "aspects recognition" provide a conceptual framework that serves as the foundation for the logic of synthetic realism, a regime that continually seeks to bridge the gap between virtual simulation and reality, in order to increase the "impression of reality" stated by Christian Metz (2003) and the immersive effect of spectacular and narrative cinema.

L’informatique affective vise à développer des systèmes informatiques capables de reconnaître et de recréer en réalité virtuelle certains états internes de l’humain. La douleur est un de ces états internes qui est décrit comme une expérience subjective à la fois sensorielle et affective. Pour communiquer aux autres notre douleur, les expressions faciales sont un moyen adaptatif. Si la composition en termes de mouvements faciaux est bien connue pour la douleur, le décours temporel de ces mouvements a peu été abordé. L’objectif du mémoire est de comparer le niveau de réalisme de différents décours temporels de l’expression faciale de la douleur chez des avatars et d’évaluer leur effet sur la douleur observée. Une étude empirique a été réalisée auprès de 45 adultes (22 femmes). Six ordres d’apparition de mouvements faciaux de la douleur et une apparition synchronisée ont été présentés aux participants par le biais de quatre avatars (deux femmes). Les participants ont jugé le niveau de réalisme des mouvements faciaux, ainsi que l’intensité et le niveau de désagrément de la douleur. Les résultats révèlent que les expressions de douleur sont perçues comme plus réalistes lorsque les mouvements autour des yeux apparaissent avant ceux autour du nez et de la bouche, comme plus intensément douloureuses lorsque les mouvements des sourcils sont les derniers à apparaître, et avec un niveau de désagrément plus élevé lorsque les mouvements autour du nez et de la bouche apparaissent avant ceux des sourcils. La séquence « Yeux, Nez/Bouche et Sourcils » était la seule qui était perçue comme étant la plus élevée au niveau du réalisme et de la douleur. Ce mémoire soulève l’importance de l’ordre d’apparition des mouvements faciaux dans la perception d’expressions de douleur, contribuant ainsi à l’avancement des connaissances sur le décodage et la production d’expressions de douleur en réalité virtuelle. / Affective computing aims to develop computer-based systems that can recognize and recreate some human internal states through virtual reality. Pain is one such internal states described as both a sensory and an affective subjective experience. To communicate our pain to others, facial expressions are an adaptive mean. Although the still pain facial expression is well defined, the sequential order of movements that compose it has rarely been addressed in research. The objective of this thesis is to compare the various levels of realism as well as pain intensity and unpleasantness level attributed to different sequential orders of avatars’ facial expressions of pain. An empirical study has been conducted with 45 adults (22 women), who rated seven orders of appearance of different facial pain movements (six sequences and one synchronized apparition) of four avatars (two women). The results showed that pain expressions were perceived: 1) as more realistic when the eye-related movements appeared before the nose- and mouth- related movements; 2) as more intensely painful when browsrelated movements were the last to appear; 3) as depicting higher unpleasantness level when the noseand mouth-related movements appeared before the brows-related movements. In fact, the sequence “Eyes, Nose/Mouth, Brows” was the only one that was perceived as the highest on both realism and pain level. The results of this study raise the importance of the order of appearance of facial movements in the perception of pain expressions. Thus, this thesis contributes to the field of affective computing through the advancement of knowledge on decoding and producing pain expressions in virtual reality.

La réalité augmentée (R.A.) est un domaine de recherche qui vise la combinaison d'environnements réels et virtuels en temps réel de façon à ce que ceux-ci semblent co-exister. De façon à obtenir un rendu réaliste, les interactions entre les deux environnements doivent être modélisées et gérées. Nous nous sommes intéressés à la gestion des occultations des objets virtuels par les objets réels. Cette gestion nécessite une acquisition d'informations 3D sur la scène réelle. Le projet du castelet électronique fournit un contexte applicatif approprié à cette étude. Deux approches d'acquisition sont présentées et analysées : une approche monoscopique basée sur une pré-modélisation approximative des objets réels et une approche stéréoscopique effectuant l'acquisition d'informations 3D en temps réel selon le point de vue

Ce mémoire présente le développement de l’architecture et des algorithmes de commande d’une interface de locomotion utilisant un mécanisme parallèle à câbles. Cette interface de locomotion permet d’améliorer l’expérience de la réalité virtuelle en recréant la topologie du monde virtuel. Tout d’abord, une revue de littérature sur les interfaces de locomotion est présentée. Par la suite, l’architecture globale du système est présentée. Les définitions de base sous-jacentes à la compréhension des algorithmes de commande ainsi que l’analyse cinématique du mécanisme sont ensuite présentées. L’architecture logicielle et les algorithmes de commande sont enfin présentés. Des améliorations au point de vue des mécanismes à câbles sont aussi présentées. Ces améliorations permettent d’améliorer la précision de la commande en position des mécanismes à câbles. Enfin, les résultats présentent l’aboutissement des travaux en montrant le fonctionnement d’un prototype à trois degrés de liberté de l’interface de locomotion réalisé. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2019

L'un des plus grands défis de la réalité augmentée consiste à aligner parfaitement les informations réelles et virtuelles pour donner l'illusion que ces informations virtuelles font partie intégrante du monde réel. Pour ce faire, il faut estimer avec précision la position et l'orientation de l'utilisateur, et ce, en temps réel. L'augmentation de scènes extérieures est particulièrement problématique, car il n'existe pas de technologie suffisamment précise pour permettre d'assurer un suivi de la position de l'utilisateur au niveau de qualité requis pour des applications en ingénierie. Pour éviter ce problème, nous nous sommes attardés à l'augmentation de panoramas omnidirectionnels pris à une position fixe. L'objectif de ce projet est de proposer une méthode robuste et automatique d'initialisation permettant de calculer la pose de panoramas omnidirectionnels urbains pour ainsi obtenir un alignement parfait des panoramas et des informations virtuelles. / One of the greatest challenges of augmented reality is to perfectly synchronize real and virtual information to give the illusion that virtual information are an integral part of real world. To do so, we have to precisely estimate the user position and orientation and, even more dificult, it has to be done in real time. Augmentation of outdoor scenes is particularly problematic because there are no technologies accurate enough to get user position with the level of accuracy required for application in engineering. To avoid this problem, we focused on augmenting panoramic images taken at a fixed position. The goal of this project is to propose a robust and automatic initialization method to calculate the pose of urban omnidirectional panoramas to get a perfect alignment between panoramas and virtual information.