Marburg, Universiẗat, Diss., 2000.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 2002.

Konstanz, Univ., Diplomarb., 2005.

Cette thèse examine l'influence de la tâche sur la représentation en mémoire de scènes visuelles complexes. Dans un premier temps, elle étudie comment sont représentées les informations visuelles portées par une scène naturelle, selon qu'elles sont pertinentes par rapport à une tâche de recherche visuelle ou d'intérêt sémantique pour la compréhension et l'interprétation de la scène. Les résultats de plusieurs expériences montrent que les informations visuelles pertinentes par rapport à une tâche de recherche visuelle sont extraites de la scène, traitées, et représentées de manière plus précise que les autres informations de la scène. Ils suggèrent également que ces informations sont codées au sein d'un haut niveau de représentation visuelle, quel que soit leur intérêt sémantique, c'est-à-dire leur implication dans la compréhension et l'interprétation de la tâche. Dans un second temps, cette thèse étudie les modalités de la représentation fonctionnelle de ces informations visuelles en mémoire. Les résultats de plusieurs expériences révèlent que le niveau fonctionnel de nos représentations est de nature transitoire, et qu'il ne code à chaque instant que le détail des informations visuelles qui sont immédiatement requises par la tâche. Enfin, cette thèse propose un modèle multinomial de l'influence de la tâche sur la perception et la représentation d'une scène visuelle complexe. Mis à l'épreuve à partir de données expérimentales recueillies auprès de sujets humains dont la perception d'une scène visuelle est assujettie à la réalisation d'une tâche complexe, le modèle prouve son adéquation aux données. Ce faisant, il valide l'hypothèse selon laquelle les représentations visuelles stockées en mémoire contiennent majoritairement des informations pertinentes par rapport aux exigences de la tâche, avec une priorité représentationnelle allouée aux éléments de la scène qui sont directement et immédiatement pertinents pour la réalisation de cette tâche.

Techn. Universiẗat, Diss., 2006--Darmstadt.

Frankfurt (Main), University, Diss., 2008.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

L’enjeu de la recherche est d’analyser les usages scolaires des objets écrits que conçoivent et réalisent les enseignants de dernière année de maternelle pour familiariser les élèves au « monde de l’écrit ». Les formes les plus fréquentes peuvent être collectives telles que des affiches, des listes d’élèves, des séries de mots utilisés dans des activités ritualisées, ou individuelles telles que des étiquettes comportant diverses unités de la langue : lettre, syllabe, mot, groupe de mots. L’analyse des supports écrits intègre leur description et le relevé des schèmes langagiers et gestuels qu’ils permettent. Globalement, une surface écrite comprend des signes alphabétiques qui renvoient au langage et une organisation spatiale qui recourt à des techniques visuelles muettes. Les éléments de l’organisation spatiale sont des constituants signifiants de l’écrit dont J. Goody (1979) a étudié la capacité heuristique. Nous montrons que l’école maternelle fait un grand usage des objets écrits pour enseigner et pour organiser la vie de la classe. Nous constatons que des élèves ont des difficultés de lecture dues à une naturalisation (Chevallard : 1982) chez les enseignants des techniques visuelles muettes. Les enseignants présupposent que les savoirs utiles pour lire ne concernent que les signes alphabétiques et négligent d’expliquer ce qui concerne la surface où s’organise l’écrit. Nous préconisons un apprentissage dirigé des procédés muets qui veille à les nommer et à en observer les fonctions / The purpose of this research is the analysis of the use, at school, of the written items conceived by teachers in the last year of kindergarten (children aged 4 to 5) in order to familiarise children with « the world of writing ». The most common form can be collective ones, such as posters, lists of pupils’ names, of series of words used in ritualized activities, or individual ones, such as tags reading various units of language: letter, syllable, word, group of words. Analysing written material means describing it and to taking down the schemes of body language that they give. On the whole, a written surface is composed of alphabetical signs related to language, and a spatial organization using silent visual techniques. The elements of the spatial organization are meaningful constituents of writing, whose heuristic capacity was studied by J. Goody (1979). We will show that, in kindergarten, many written items are used to teaching and organize the class life. We can establish that pupils have reading difficulties due to the naturalization (Chevallard : 1982) by their teachers of the silent visual techniques. Teachers assume that the useful knowledge pupils need to learn to read is related to the alphabetical signs only ; as a consequence, they do not explain how writing is spatially organized. We recommend a guided learning process of those silent practices, which would be named and whose functions would be clearly explained

Die visuellen Systeme von Vertebraten und Invertebraten weisen Ähnlichkeiten in den ersten Schritten visueller Informationsverarbeitung auf. Im menschlichen Gehirn werden zum Beispiel die Modalitäten Farbe, Form und Bewegung separat in parallelen neuronalen Pfaden verarbeitet. Dieses grundlegende Merkmal findet sich auch bei der Fliege Drosophila melanogaster, welche eine ähnliche Trennung in farbsensitive und (farbenblinde) bewegungssensitive Pfade aufweist, die durch zwei verschiedene Gruppen von Photorezeptoren (dem R1-6 und dem R7/8 System) determiniert werden. Fliegen haben ein hoch organisiertes visuelles System, welches durch die repetitive, retinotope Organisation von vier Neuropilen charakterisiert ist: Dies sind die Lamina, die Medulla, die Lobula und die Lobulaplatte. Jedes einzelne besteht aus Kolumnen, die denselben Satz von Nervenzellen enthalten. In der Lamina formen Axonbündel von sechs Photorezeptoren R1-6, die auf denselben Bildpunkt blicken, Säulen, die als Cartridges bezeichnet werden. Diese sind die funktionellen visuellen „sampling units“ und sind mit vier Typen von Interneuronen erster Ordnung assoziiert, die von R1-6 den gleichen Input erhalten: L1, L2, L3 und die Amakrinzellen (amc, mit ihrem postsynaptischen Partner T1). Diese stellen parallele Pfade dar, die auf anatomischer Ebene im Detail untersucht wurden; jedoch ist wenig über ihre funktionelle Rolle bei der Verarbeitung für das Verhalten relevanter Information bekannt, z.B. hinsichtlich der Blickstabilisierung, der visuellen Kurskontrolle oder der Fixation von Objekten. Die Verfügbarkeit einer Vielfalt von neurogenetischen Werkzeugen für die Struktur-Funktionsanalyse bei Drosophila ermöglicht es, erste Schritte in Richtung einer genetischen Zerlegung des visuellen Netzwerks zu unternehmen, das Bewegungs- und Positionssehen vermittelt. In diesem Zusammenhang erwies sich die Wahl des Effektors als entscheidend. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass das clostridiale Tetanus-Neurotoxin die Photorezeptorsynapsen adulter Drosophila Fliegen nicht blockiert, hingegen irreversible Schäden bei Expression während deren Entwicklung verursacht. Aus diesem Grund wurde das dominant-negative shibire Allel shits1, welches sich als geeigneter erwies, zur Blockierung der Lamina Interneurone verwendet, um die Notwendigkeit der jeweiligen Pfade zu analysieren. Um festzustellen, ob letztere auch hinreichend für das gleiche Verhalten waren, wurde für die umgekehrte Strategie die Tatsache ausgenutzt, daß die Lamina Interneurone Histaminrezeptoren exprimieren, die vom ort Gen kodiert werden. Die spezifische Rettung der ort Funktion in definierten Pfaden im mutanten Hintergrund ermöglichte festzustellen, ob sie für eine bestimmte Funktion hinreichend waren. Diese neurogenetischen Methoden wurden mit der optomotorischen Reaktion und dem objektinduzierten Orientierungsverhalten als Verhaltensmaß kombiniert, um folgende Fragen innerhalb dieser Doktorarbeit zu beantworten: (a) Welche Pfade stellen einen Eingang in elementare Bewegungsdetektoren dar und sind notwendig und/oder hinreichend für die Detektion gerichteter Bewegung? (b) Gibt es Pfade, die spezifisch Reaktionen auf unidirektionale Bewegung vermitteln? (c) Welche Pfade sind notwendig und/oder hinreichend für das objektinduzierte Orientierungsverhalten? Einige grundlegende Eigenschaften des visuellen Netzwerks konnten dabei aufgedeckt werden: Die zwei zentralen Cartridge Pfade, die von den großen Monopolarzellen L1 und L2 repräsentiert werden, haben eine Schlüsselfunktion bei der Bewegungsdetektion. Über ein breites Spektrum von Reizbedingungen hinweg sind die beiden Subsysteme redundant und können Bewegung unabhängig voneinander verarbeiten. Um eine Beeinträchtigung des Systems festzustellen, wenn nur einer der beiden Pfade intakt ist, muß dieses an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit gebracht werden. Bei niedrigem Signal/Rauschverhältnis, d.h. bei geringem Musterkontrast oder geringer Hintergrundbeleuchtung, hat der L2 Pfad eine höhere Sensitivität. Bei mittlerem Musterkontrast sind beide Pfade auf die Verarbeitung unidirektionaler Bewegung in entgegengesetzten Reizrichtungen spezialisiert. Im Gegensatz dazu sind weder der L3, noch der amc/T1 Pfad notwendig oder hinreichend für die Detektion von Bewegungen. Während der erstere Positionsinformation für Orientierungsverhalten zu verarbeiten scheint, nimmt der letztere eine modulatorische Rolle bei mittlerem Kontrast ein. Es stellte sich heraus, daß das Orientierungsverhalten noch robuster als das Bewegungssehen ist und möglicherweise auf einem weniger komplizierten Mechanismus beruht, da dieser keinen nichtlinearen Vergleich der Signale benachbarter visueller „sampling units“ benötigt. Die Fixation von Objekten setzt nicht grundsätzlich das Bewegungssehen voraus, allerdings verbessert die Detektion von Bewegung die Fixation von Landmarken, im besonderen, wenn diese schmal sind oder einen geringen Kontrast aufweisen. / Vertebrate and invertebrate visual systems exhibit similarities in early stages of visual processing. For instance, in the human brain, the modalities of color, form and motion are separately processed in parallel neuronal pathways. This basic property is also found in the fly Drosophila melanogaster which has a similar division in color- sensitive and (color blind) motion-sensitive pathways that are determined by two distinct subsets of photoreceptors (the R1-6 and the R7/8 system, respectively). Flies have a highly organized visual system that is characterized by its repetitive, retinotopic organization of four neuropils: the lamina, the medulla, the lobula and the lobula plate. Each of these consists of columns which contain the same set of neurons. In the lamina, axon bundles of six photoreceptors R1-6 that are directed towards the same point in space form columnar structures called cartridges. These are the visual sampling units and are associated with four types of first-order interneuron that receive common input from R1-6: L1, L2, L3 and the amacrine cells (amc, together with their postsynaptic partner T1). They constitute parallel pathways that have been studied in detail at the anatomical level. Little is known, however, about their functional role in processing behaviorally relevant information, e.g. for gaze stabilization, visual course control or the fixation of objects. The availability of a variety of neurogenetic tools for structure-function analysis in Drosophila allowed first steps into the genetic dissection of the neuronal circuitry mediating motion and position detection. In this respect, the choice of the effector turned out to be crucial. Surprisingly, it was found that the clostridial tetanus neurotoxin failed to block mature Drosophila photoreceptor synapses, but caused irreversible damage when expressed during their development. Therefore, the dominant-negative shibire allele shits1 which turned out to be better suited was used for blocking lamina interneurons and thereby analyzing the necessity of the respective pathways. To determine whether the latter were also sufficient for the same behavioral task, the inverse strategy was developed, based on the fact that lamina interneurons express histamine receptors encoded by the ort gene. The specific rescue of ort function in defined channels in an otherwise mutant background allowed studying their sufficiency in a given task. Combining these neurogenetic methods with the optomotor response and object induced orientation behavior as behavioral measures, the aim of the present thesis was to answer the following questions: (a) Which pathways feed into elementary motion detectors and which ones are necessary and/or sufficient for the detection of directional motion? (b) Do pathways exist which specifically mediate responses to unidirectional motion? (c) Which pathways are necessary and/or sufficient for object induced orientation behavior? Some basic properties of the visual circuitry were revealed: The two central cartridge pathways, represented by the large monopolar cells L1 and L2, are key players in motion detection. Under a broad range of stimulatory conditions, the two subsystems are redundant and are able to process motion independently of each other. To detect an impairment when only one of the pathways is intact, one has to drive the system to its operational limits. At low signal to noise ratios, i.e. at low pattern contrast or low background illumination, the L2 pathway has a higher sensitivity. At intermediate pattern contrast, both pathways are specialized in mediating responses to unidirectional motion of opposite stimulus direction. In contrast, neither the L3, nor the amc/T1 pathway is necessary or sufficient for motion detection. While the former may provide position information for orientation, the latter has a modulatory role at intermediate pattern contrast. Orientation behavior turned out to be even more robust than motion vision and may utilize a less sophisticated mechanism, as it does not require a nonlinear comparison of signals from neighboring visual sampling units. The position of objects is processed in several redundant pathways, involving both receptor subsystems. The fixation of objects does not generally require motion vision. However, motion detection improves the fixation of landmarks, especially when these are narrow or have a reduced contrast.

Le standard UML est un langage visuel de modélisation pour spécifier, construire et documenter des systèmes logiciels. Une des faiblesses importantes d’UML identifiées par les études de la pratique réelle d’UML concerne la difficulté à spécifier le contexte pour un diagramme donnée ou à l’enrichir pour améliorer sa valeur communicationnelle. En effet, UML ne dispose pas de mécanismes efficaces pour exprimer ce genre de données (exp. les indicateurs de gestion de projets, les indicateurs de qualité). Pour les exprimer dans un langage visuel donné, le framework des dimensions cognitives propose d’utiliser sa notation secondaire : les variables visuelles que le langage n’emploie pas. Malheureusement pour UML, cette notation secondaire n’est pas régulée. La première contribution de la thèse a montré - à travers une étude empirique - que ceci résulte en une grande variété d’utilisation de ces variables et, dans de nombreux cas, de manière non efficace. Elle a aussi montré l’importance de la notation secondaire dans le quotidien des experts UML tout en confirmant leur manque de connaissance sur les bonnes pratiques associées. Dans cette thèse, nous nous basons sur la sémiologie graphique afin de viser une utilisation optimale de la notation secondaire d’UML. Le framework SoG-UML est le résultat de notre adaptation de la sémiologie à UML via 61 directives pour l’utilisation de variations visuelles dans ce langage. Nous avons réalisé une première expérimentation pour valider une partie de ces directives. Enfin, nous proposons Fliplayers et la légende interactive, deux plugins Papyrus proposant respectivement un mécanisme de calques et la construction de légendes "efficaces". / UML is a visual modeling language for specifying, constructing, and documenting software intensive systems. UML diagrams play a central role in the whole software engineering process, starting from early analysis, through implementation, to maintenance. One of the main weaknesses of UML, pointed out by surveys of UML use in industry, is the difficulty to express the context of a particular diagram or to enrich it to enhance its communication value. In fact, UML does not specify effective ways to express contextual information (e.g., project management indicators, quality indicators). To express this kind of information in a particular visual language, the Cognitive Dimensions framework proposes to use its secondary notation: the visual variables that are not used by the language. Unfortunately, in UML, this secondary notation is not controlled. The first contribution of this thesis showed - via an empirical study - that this results in a big variety of usages of these visual variables and mostly, in not effective ways. It also showed that UML practitioners acknowledge the importance of the secondary notation in their practice while confirming their lack of knowledge about the associated effective practices. In this thesis, we refer to the Semiology of Graphics (SoG) in order to target an optimal use of the UML secondary notation. The framework SoG-UML is the result of our adaptation of the SoG to UML via 61 guidelines about the use of the visual variables in this language. We have realized a first experiment to validate a part of these guidelines. Finally, we propose Fliplayers and an interactive keys, two Papyrus plug-ins that respectively implement the layers mechanism and the construction of "effective" keys.