De nos jours, la notion d’immersion est largement utilisée, voire galvaudée, par l’industrie du jeu vidéo pour décrire les nouvelles expériences de jeu vécues par les joueurs, notamment lorsqu’ils utilisent des contrôleurs de mouvement. Il est donc intéressant de comprendre comment cette notion s’insère dans le processus de conception des jeux vidéo et comment les concepteurs de jeux vidéo mobilisent cette notion. Pour essayer de comprendre comment les concepteurs de jeux vidéo conçoivent leurs expériences de jeu dans ce contexte, nous avons réalisé une série de cinq entrevues avec des concepteurs de la région montréalaise. Nous avons porté une attention particulière à recueillir le discours de concepteurs indépendants et de concepteurs œuvrant dans de grands studios afin d’obtenir une diversité dans le type d’approches. Nous avons relevé que les concepteurs de jeux vidéo sont loin de partager la même définition de la notion d’immersion. Qui plus est, cette notion n’est souvent pas directement mobilisée par les concepteurs. En effet, les résultats de notre recherche ont démontré que les concepteurs recherchent plutôt à intéresser les joueurs par des stratégies d’engagements plutôt que de les « immerger ». Selon nos concepteurs, un joueur engagé signifie qu’il éprouve un plaisir sincère dans l’acte même de jouer. / Nowadays, the concept of immersion is widely used or overused by the video game industry to describe new gaming experiences for players, especially when using motion controllers. It is therefore interesting to understand how this concept fits into the process of designing video games and how game developers mobilize this notion. To try to understand how video game designers design their gameplay experiences in this context, we conducted a series of five interviews with designers in the Montreal area. We paid particular attention to interview independent developers and designers working in major studios to obtain a diversity of approaches. We found that game developers are far from sharing the same definition of immersion. Furthermore, this notion is often not directly mobilized by the designers themselves. Indeed, the results of our research have shown that designers use strategies of engagement rather than "immersion". According to our designers, an engaged player means he feels a sincere pleasure in the act in itself of playing.

Cette recherche propose une analyse du jeu de stratégie en temps réel StarCraft (Blizzard Entertainment, 1998). Il s’agit de questionner le concept de stratégie dans le jeu sans s’en tenir à ce qu’on peut voir et entendre. Ce mémoire débute sur une description du jeu en détails afin de faire ressortir comment la stratégie joue un rôle dans l’ensemble des compétences qui y sont mobilisées. Ensuite, le cercle heuristique du processus stratégique offre une modélisation du fonctionnement de la stratégie en tant que processus cognitif, basé sur les états du jeu inférés chez le joueur et sur ses plans stratégiques. Ce modèle et les concepts qui en découlent sont consolidés par des analyses de parties spécifiques de StarCraft. / This thesis offers an analysis of the Real-Time Strategy game StarCraft (Blizzard Entertainment, 1998). Its goal is to explore beyond the visible and audible part of the game to elucidate the concept of strategy into play. Following a description of the game and its constraints, it demonstrates how strategy plays a major role within the skills needed to play. Then, our “heuristic circle of the strategic process” describes how strategy works as a cognitive process, and how it interacts with both the game states inferred by the player and his or her strategic plans. Finally, this model and its underlying concepts are supported by close analyses of StarCraft game sequences. / Pour respecter les droits d’auteur, la version électronique de ce mémoire a été dépouillée de ses documents visuels et audio‐visuels. La version intégrale du mémoire a été déposée au Service de la gestion des documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal / Pour respecter les droits d'auteur, la version électronique de cette thèse ou ce mémoire a été dépouillée, le cas échéant, de ses documents visuels et audio-visuels. La version intégrale de la thèse ou du mémoire a été déposée au Service de la gestion des documents et des archives de l'Université de Montréal.

Cette thèse propose un nouveau paradigme de représentation d'applications pour les machines virtuelles, capable d'abstraire l'architecture des systèmes informatiques. Les machines virtuelles actuelles reposent sur un modèle unique de représentation d'application qui abstrait les instructions des machines et sur un modèle d'exécution qui traduit le fonctionnement de ces instructions vers les machines cibles. S'ils sont capables de rendre les applications portables sur une vaste gamme de systèmes, ces deux modèles ne permettent pas en revanche d'exprimer la concurrence sur les instructions. Or, celle-ci est indispensable pour optimiser le traitement des applications selon les ressources disponibles de la plate-forme cible. Nous avons tout d'abord développé une représentation " universelle " d'applications pour machine virtuelle fondée sur la modélisation par graphe flux de données. Une application est ainsi modélisée par un graphe orienté dont les sommets sont des unités de calcul (les acteurs) et dont les arcs représentent le flux de données passant au travers de ces sommets. Chaque unité de calcul peut être traitée indépendamment des autres sur des ressources distinctes. La concurrence sur les instructions dans l'application est alors explicite. Exploiter ce nouveau formalisme de description d'applications nécessite de modifier les règles de programmation. A cette fin, nous avons introduit et défini le concept de " Représentation Canonique et Minimale " d'acteur. Il se fonde à la fois sur le langage de programmation orienté acteur CAL et sur les modèles d'abstraction d'instructions des machines virtuelles existantes. Notre contribution majeure qui intègre les deux nouvelles représentations proposées, est le développement d'une " Machine Virtuelle Universelle " (MVU) dont la spécificité est de gérer les mécanismes d'adaptation, d'optimisation et d'ordonnancement à partir de l'infrastructure de compilation Low-Level Virtual Machine. La pertinence de cette MVU est démontrée dans le contexte normatif du codage vidéo reconfigurable (RVC). En effet, MPEG RVC fournit des applications de référence de décodeurs conformes à la norme MPEG-4 partie 2 Simple Profile sous la forme de graphe flux de données. L'une des applications de cette thèse est la modélisation par graphe flux de données d'un décodeur conforme à la norme MPEG-4 partie 10 Constrained Baseline Profile qui est deux fois plus complexe que les applications de référence MPEG RVC. Les résultats expérimentaux montrent un gain en performance en exécution de deux pour des plates-formes dotées de deux cœurs par rapport à une exécution mono-cœur. Les optimisations développées aboutissent à un gain de 25% sur ces performances pour des temps de compilation diminués de moitié. Les travaux effectués démontrent le caractère opérationnel et universel de cette norme dont le cadre d'utilisation dépasse le domaine vidéo pour s'appliquer à d'autres domaine de traitement du signal (3D, son, photo...)

Ce travail doctoral se propose de prendre pour objet un jeu vidéo très connu du grand public paradoxalement ignoré par la communauté scientifique alors que son premier opus fut distribué dès l’an 2000. Alors que les études précédemment réalisées sur les jeux vidéo portent principalement sur une pratique en ligne, nous avons voulu nous consacrer à un jeu hors-ligne afin de nous questionner sur la relation que le joueur entretient avec ses avatars dans cette configuration. En effet, quelle est la nature de cette relation entre le joueur et ses personnages ? Que se passe-t-il durant le jeu ? Que font les joueurs et pourquoi ? En étudiant les joueurs de Les Sims ainsi que leurs pratiques, nous avons pu mettre en évidence la présence d’une socialisation spécifique, la socialisation vidéo-ludique, via un processus particulier comportant différentes étapes. L’adolescence nous est apparue comme un moment de la vie à la charnière entre des temporalités socialisatrices favorisant la richesse de l’expérience de simulation et un âge de la vie où le jeu est encore socialement permis et même encouragé. Dans le but d’améliorer notre interprétation, nous avons dessiné un modèle théorique prenant la forme d’un voyage que le joueur effectue durant son activité. Ce voyage identitaire véhicule le processus de socialisation vidéo-ludique advenant au cours de la pratique de simulation de vie. En prenant du recul, et en ajoutant les résultats d’une enquête menée en parallèle de la recherche doctorale, nous avons complété notre modèle avec des explications relevant d’un niveau macro social. Notre objectif a été d’inscrire la pratique vidéo-ludique dans la globalité de la vie sociale du joueur. / In many books, articles, conferences, we can read, hear, notice that gaming is helping the socialization process, that games are socializing tools and that is the reason why video games could be “good” for individuals (Greenfield, 1994 ; Taylor, 2002 ; Gee, 2003). But what is that socialization? What does this specific socialization is bringing to the overall understanding of the evolution of individuals in our societies? In one word: what is the video-ludological socialization? The concept of socialization is widely used by many disciplines such as Sociology, Social Psychology, Communication Sciences, Media Studies, Game Studies and Educational Studies and so forth. Socialization, which is the social process that makes a subject become a social being, is a key concept for understanding society and its functioning. That is why I scrutinize video-ludological socialization in this dissertation. To cast light on benefits of this specific socialization, no game is better than one simulating life which is also very popular: The Sims. For my research I overlooked praxis of teenagers gaming and how they utilize the gameplay to experiment social behaviours. In this thesis, I propose to explain what video gaming is bringing more than usual play by presenting findings of this study carried out in two steps with 180 teenagers from 12 to 16 years old.This video-ludological socialization, befalling through interacting, is part of the main socialization process which lasts during all the lifespan of individuals (Berger & Luckmann, 1966). In my research, I demonstrated that gaming with The Sims channels the video-ludological socialization process and that gaming plays an active role in gamers’ social lives.

Du soulèvement survenu en Birmanie en 2007 aux révoltes qui ont traversé les pays de la Méditerranée en 2011, les usages de la vidéo partagée sur internet n’ont cessé de se développer au cœur des manifestations et des émeutes. À partir d’observations menées sur internet et d’une enquête de terrain en Tunisie, la thèse s’attache à décrire l’évolution des usages de l’image animée sur le temps long du processus révolutionnaire tunisien entre 2008 et 2014, et à questionner la place et le rôle de ces pratiques dans un monde social en ébullition. L’analyse des contenus mais aussi des tensions socio-politiques qui ont présidé et succédé au moment insurrectionnel, suggère que la prise d’images n’est pas seulement une pratique utilitaire et stratégique destinée à sensibiliser ou à produire une information alternative, mais qu’elle sert des objectifs complexes traversés par les enjeux de lutte qui ont animé les différentes périodes. Des premiers usages en période autoritaire aux productions en plan-séquence dans le temps de l’urgence insurrectionnelle, des montages et mises en scènes accompagnant les mobilisations pour la reconnaissance des acteurs de la révolte à ceux réaffirmant les revendications des populations marginalisées, la vidéo partagée s’est affirmée comme le langage vernaculaire de la contestation. / From the Burma uprising in 2007 to the revolutions of the Arab world in 2011, the uses of digital video have continued to grow, from the heart of demonstrations and riots to the internet. Based on observations conducted on the internet and on a field survey in Tunisia, the thesis describe the evolution of moving image uses in the Tunisian revolutionary process between 2008 and 2014, and interrogates the place and role of these practices in a social world in turmoil. Content analysis combined with analysis of the socio-political tensions that led and succeeded the uprising, suggests that taking pictures is not only a strategic utility practice to raise awareness or to produce alternative information, but that it serves complex objectives marked by the struggle issues of the different periods. From the first uses in authoritarian period to the uses during riots weeks, from edited clips for recognition of revolutionary actors to productions for the recognition of marginalized populations, shared videos revealed as the vernacular language of protest.

Cette thèse a pour objectif la conception de méthodes pour la reconnaissance automatique des activités chirurgicales. Cette reconnaissance est un élément clé pour le développement de systèmes réactifs au contexte clinique et pour des applications comme l’assistance automatique lors de chirurgies complexes. Nous abordons ce problème en utilisant des méthodes de Vision puisque l’utilisation de caméras permet de percevoir l’environnement sans perturber la chirurgie. Deux types de vidéos sont utilisées : des vidéos laparoscopiques et des vidéos multi-vues RGBD. Nous avons d’abord étudié les résultats obtenus avec les méthodes de l’état de l’art, puis nous avons proposé des nouvelles approches basées sur le « Deep learning ». Nous avons aussi généré de larges jeux de données constitués d’enregistrements de chirurgies. Les résultats montrent que nos méthodes permettent d’obtenir des meilleures performances pour la reconnaissance automatique d’activités chirurgicales que l’état de l’art. / The main objective of this thesis is to address the problem of activity recognition in the operating room (OR). Activity recognition is an essential component in the development of context-aware systems, which will allow various applications, such as automated assistance during difficult procedures. Here, we focus on vision-based approaches since cameras are a common source of information to observe the OR without disrupting the surgical workflow. Specifically, we propose to use two complementary video types: laparoscopic and OR-scene RGBD videos. We investigate how state-of-the-art computer vision approaches perform on these videos and propose novel approaches, consisting of deep learning approaches, to carry out the tasks. To evaluate our proposed approaches, we generate large datasets of recordings of real surgeries. The results demonstrate that the proposed approaches outperform the state-of-the-art methods in performing surgical activity recognition on these new datasets.

Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour objectif d’extraire les différents segments informatifs au sein de séquences vidéo, plus particulièrement aériennes. L’interprétation manuelle de telles vidéos dans une optique de renseignement se heurte en effet au volume des données disponibles. Une assistance algorithmique fondée sur diverses modalités d’indexation est donc envisagée, dans l’objectif de repérer les "segments d’intérêt" et éviter un parcours intégral de la vidéo. Deux approches particulières ont été retenues et respectivement développées au sein de chaque partie. La partie 1 propose une utilisation des conditions de prise de vue (CPDV) comme modalités d’indexation. Une évaluation de la qualité image permet ainsi de filtrer les segments temporels de mauvaise qualité et donc inexploitables. La classification du mouvement image apparent directement lié au mouvement caméra, fournit une indexation de séquences vidéo en soulignant notamment les segments potentiels d’intérêt ou au contraire les segments difficiles présentant un mouvement très rapide ou oscillant. La partie 2 explore le contenu dynamique de la séquence vidéo, plus précisément la présence d’objets en mouvement. Une première approche locale en temps est présentée. Elle filtre les résultats d’une première classification par apprentissage supervisé en exploitant les informations de contexte, spatial puis sémantique. Différentes approches globales en temps sont par la suite explorées. De telles approches permettent de garantir la cohérence temporelle des résultats et réduire les fausses alarmes. / The objective of this thesis is to extract the informative temporal segments from video sequences, more particularly in aerial video. Manual interpretation of such videos for information gathering faces an ever growing volume of available data. We have thus considered an algorithmic assistance based on different modalities of indexation in order to locate "segments of interest" and avoid a complete visualization of the video. We have chosen two methods in particular and have respectively developed them in each part of this thesis. Part 1 describes how viewing conditions can be used as a method of indexation. The assessment of image quality enables to filter out the temporal segments for which the quality is low and which can thus not be exploited. The classification of global image motion, which is directly linked to camera motion, leads to a method of indexation for video sequences. Indeed, it emphasizes possible segments of interest or, conversely, difficult segments for which motion is very fast or oscillating. Part 2 focuses on the dynamic content of video sequences, especially the presence of moving objects. We first present a local (in time) approach. This approach refines the results obtained after a first classification by supervised learning by using contextual information, spatial then semantic information. We have then investigated several methods for moving object detection which are global in time. Such approaches aim to enforce the temporal consistency of the detected objects and to reduce false detections.

Les schémas de Codage Vidéo Linéaire (CVL) inspirés de SoftCast ont émergé dans la dernière décennie comme une alternative aux schémas de codage vidéo classiques. Ces schémas de codage source-canal conjoint exploitent des résultats théoriques montrant qu’une transmission (quasi-)analogique est plus performante dans des situations de multicast que des schémas numériques lorsque les rapports signal-à-bruit des canaux (C-SNR) diffèrent d’un récepteur à l’autre. Dans ce contexte, les schémas de CVL permettent d’obtenir une qualité de vidéo décodée proportionnelle au C-SNR du récepteur.Une première contribution de cette thèse concerne l’optimisation de la matrice de précodage de canal pour une transmission de type OFDM de flux générés par un CVL lorsque les contraintes de puissance diffèrent d’un sous-canal à l’autre. Ce type de contrainte apparait en sur des canaux DSL, ou dans des dispositifs de transmission sur courant porteur en ligne (CPL). Cette thèse propose une solution optimale à ce problème de type multi-level water filling et nécessitant la solution d’un problème de type Structured Hermitian Inverse Eigenvalue. Trois algorithmes sous-optimaux de complexité réduite sont également proposés. Des nombreux résultats de simulation montrent que les algorithmes sous-optimaux ont des performances très proches de l’optimum et réduisent significativement le temps de codage. Le calcul de la matrice de précodage dans une situation de multicast est également abordé. Une seconde contribution principale consiste en la réduction de l’impact du bruit impulsif dans les CVL. Le problème de correction du bruit impulsif est formulé comme un problème d’estimation d’un vecteur creux. Un algorithme de type Fast Bayesian Matching Pursuit (FBMP) est adapté au contexte CVL. Cette approche nécessite de réserver des sous-canaux pour la correction du bruit impulsif, entrainant une diminution de la qualité vidéo en l'absence de bruit impulsif. Un modèle phénoménologique (MP) est proposé pour décrire l’erreur résiduelle après correction du bruit impulsif. Ce modèle permet de d’optimiser le nombre de sous-canaux à réserver en fonction des caractéristiques du bruit impulsif. Les résultats de simulation montrent que le schéma proposé améliore considérablement les performances lorsque le flux CVL est transmis sur un canal sujet à du bruit impulsif. / SoftCast based Linear Video Coding (LVC) schemes have been emerged in the last decade as a quasi analog joint-source-channel alternative to classical video coding schemes. Theoretical analyses have shown that analog coding is better than digital coding in a multicast scenario when the channel signal-to-noise ratios (C-SNR) differ among receivers. LVC schemes provide in such context a decoded video quality at different receivers proportional to their C-SNR.This thesis considers first the channel precoding and decoding matrix design problem for LVC schemes under a per-subchannel power constraint. Such constraint is found, e.g., on Power Line Telecommunication (PLT) channels and is similar to per-antenna power constraints in multi-antenna transmission system. An optimal design approach is proposed, involving a multi-level water filling algorithm and the solution of a structured Hermitian Inverse Eigenvalue problem. Three lower-complexity alternative suboptimal algorithms are also proposed. Extensive experiments show that the suboptimal algorithms perform closely to the optimal one and can reduce significantly the complexity. The precoding matrix design in multicast situations also has been considered.A second main contribution consists in an impulse noise mitigation approach for LVC schemes. Impulse noise identification and correction can be formulated as a sparse vector recovery problem. A Fast Bayesian Matching Pursuit (FBMP) algorithm is adapted to LVC schemes. Subchannels provisioning for impulse noise mitigation is necessary, leading to a nominal video quality decrease in absence of impulse noise. A phenomenological model (PM) is proposed to describe the impulse noise correction residual. Using the PM model, an algorithm to evaluate the optimal number of subchannels to provision is proposed. Simulation results show that the proposed algorithms significantly improve the video quality when transmitted over channels prone to impulse noise.

Ce mémoire vise à établir les bases d’une théorie des mondes possibles vidéoludiques qui soit à même de rendre compte des particularités du jeu vidéo, soit de sa nature artéfactuelle, interactive et ludique. Le premier chapitre offrira un aperçu des théories telles qu’elles ont été développées en philosophie et en littérature et, de la même manière, sur les concepts de monde alternatif (ou historique) et de monde fictionnel. Au second chapitre, il sera question de bien définir la notion de monde vidéoludique afin de cerner les mécanismes par lesquels la joueuse pourra interagir avec celui-ci. Au troisième chapitre, nous nous concentrerons sur les différents modes d’existence des éléments qui composent ces mondes du jeu vidéo, ainsi que sur l’impact qu’auront ces « états d’être » sur la relation entre la joueuse et le système de jeu. Nous terminerons, toujours au troisième chapitre, en définissant la notion de parcours exploratoire pour désigner l’ensemble des éléments nécessaires, possibles et virtuels tels qu’ils se manifestent (et se sont manifestés) au travers de sa pratique de jeu : ils sont l’état du monde tel qu’elle l’a actualisé en tant qu’agente au sein du système. C’est en appliquant ce modèle à divers jeux vidéo, dont Undertale (Toby Fox, 2015) et FTL: Faster Than Light (SubsetGames, 2012), que nous montrerons sa pertinence afin de décrire et d’analyser l’expérience vidéoludique de la joueuse. / This master’s thesis mobilizes the possible worlds theoretical framework in order to develop the core notions of a videoludic possible worlds theory which would account for the medium’s artifactuality, interactivity and ludicity. The first chapter offers an overview of possible worlds theory both in the philosophical and literary traditions, thus defining the notions of alternative (or historical) worlds and fictional worlds. The second chapter is centered around the notion of videogame worlds: we will both define videoludic worlds and examine the mechanisms through which the player can interact with it. The third chapter is dedicated to these ontological states in which the main components of the videogame worlds exist, as well as on their impact on the relationship between the player and the system. We end this third chapter by defining the notion of a player’s “exploratory journey”, that is, all of the necessary, possible and virtual elements as they have manifested themselves throughout her gaming experience. The player’s exploratory journey, thus, represents a state of the videoludic world as it was actualized by a specific player.