Peinture de lumière incidente dans des scènes 3D

Le design d'éclairage est une tâche qui est normalement faite manuellement, où les artistes doivent manipuler les paramètres de plusieurs sources de lumière pour obtenir le résultat désiré. Cette tâche est difficile, car elle n'est pas intuitive. Il existe déjà plusieurs systèmes permettant de dessiner directement sur les objets afin de positionner ou modifier des sources de lumière. Malheureusement, ces systèmes ont plusieurs limitations telles qu'ils ne considèrent que l'illumination locale, la caméra est fixe, etc. Dans ces deux cas, ceci représente une limitation par rapport à l'exactitude ou la versatilité de ces systèmes. L'illumination globale est importante, car elle ajoute énormément au réalisme d'une scène en capturant toutes les interréflexions de la lumière sur les surfaces. Ceci implique que les sources de lumière peuvent avoir de l'influence sur des surfaces qui ne sont pas directement exposées. Dans ce mémoire, on se consacre à un sous-problème du design de l'éclairage: la sélection et la manipulation de l'intensité de sources de lumière. Nous présentons deux systèmes permettant de peindre sur des objets dans une scène 3D des intentions de lumière incidente afin de modifier l'illumination de la surface. De ces coups de pinceau, le système trouve automatiquement les sources de lumière qui devront être modifiées et change leur intensité pour effectuer les changements désirés. La nouveauté repose sur la gestion de l'illumination globale, des surfaces transparentes et des milieux participatifs et sur le fait que la caméra n'est pas fixe. On présente également différentes stratégies de sélection de modifications des sources de lumière. Le premier système utilise une carte d'environnement comme représentation intermédiaire de l'environnement autour des objets. Le deuxième système sauvegarde l'information de l'environnement pour chaque sommet de chaque objet.

Calibration de systèmes de caméras et projecteurs dans des applications de création multimédia

Ce mémoire s'intéresse à la vision par ordinateur appliquée à des projets d'art technologique. Le sujet traité est la calibration de systèmes de caméras et de projecteurs dans des applications de suivi et de reconstruction 3D en arts visuels et en art performatif. Le mémoire s'articule autour de deux collaborations avec les artistes québécois Daniel Danis et Nicolas Reeves. La géométrie projective et les méthodes de calibration classiques telles que la calibration planaire et la calibration par géométrie épipolaire sont présentées pour introduire les techniques utilisées dans ces deux projets. La collaboration avec Nicolas Reeves consiste à calibrer un système caméra-projecteur sur tête robotisée pour projeter des vidéos en temps réel sur des écrans cubiques mobiles. En plus d'appliquer des méthodes de calibration classiques, nous proposons une nouvelle technique de calibration de la pose d'une caméra sur tête robotisée. Cette technique utilise des plans elliptiques générés par l'observation d'un seul point dans le monde pour déterminer la pose de la caméra par rapport au centre de rotation de la tête robotisée. Le projet avec le metteur en scène Daniel Danis aborde les techniques de calibration de systèmes multi-caméras. Pour son projet de théâtre, nous avons développé un algorithme de calibration d'un réseau de caméras wiimotes. Cette technique basée sur la géométrie épipolaire permet de faire de la reconstruction 3D d'une trajectoire dans un grand volume à un coût minime. Les résultats des techniques de calibration développées sont présentés, de même que leur utilisation dans des contextes réels de performance devant public.

Spectro-imagerie optique à faible flux et comparaison de la cinématique Ha et HI d'un échantillon de galaxies proches

Un nouveau contrôleur de EMCCD (Electron multiplying Charge Coupled Device) est présenté. Il permet de diminuer significativement le bruit qui domine lorsque la puce EMCCD est utilisé pour du comptage de photons: le bruit d'injection de charge. À l'aide de ce contrôleur, une caméra EMCCD scientifique a été construite, caractérisée en laboratoire et testée à l'observatoire du mont Mégantic. Cette nouvelle caméra permet, entre autres, de réaliser des observations de la cinématique des galaxies par spectroscopie de champ intégral par interférométrie de Fabry-Perot en lumière Ha beaucoup plus rapidement, ou de galaxies de plus faible luminosité, que les caméras à comptage de photon basées sur des tubes amplificateurs. Le temps d'intégration nécessaire à l'obtention d'un rapport signal sur bruit donné est environ 4 fois moindre qu'avec les anciennes caméras. Les applications d'un tel appareil d'imagerie sont nombreuses: photométrie rapide et faible flux, spectroscopie à haute résolution spectrale et temporelle, imagerie limitée par la diffraction à partir de télescopes terrestres (lucky imaging), etc. D'un point de vue technique, la caméra est dominée par le bruit de Poisson pour les flux lumineux supérieurs à 0.002 photon/pixel/image. D'un autre côté, la raie d'hydrogène neutre (HI) à 21 cm a souvent été utilisée pour étudier la cinématique des galaxies. L'hydrogène neutre a l'avantage de se retrouver en quantité détectable au-delà du disque optique des galaxies. Cependant, la résolution spatiale de ces observations est moindre que leurs équivalents réalisés en lumière visible. Lors de la comparaison des données HI, avec des données à plus haute résolution, certaines différences étaient simplement attribuées à la faible résolution des observations HI. Le projet THINGS (The HI Nearby Galaxy Survey a observé plusieurs galaxies de l'échantillon SINGS (Spitzer Infrared Nearby Galaxies Survey). Les données cinématiques du projet THIGNS seront comparées aux données cinématiques obtenues en lumière Ha, afin de déterminer si la seule différence de résolution spatiale peut expliquer les différences observées. Les résultats montrent que des différences intrinsèques aux traceurs utilisées (hydrogène neutre ou ionisé), sont responsables de dissemblances importantes. La compréhension de ces particularités est importante: la distribution de la matière sombre, dérivée de la rotation des galaxies, est un test de certains modèles cosmologiques.

Exploitation de contraintes photométriques et géométriques en vision : application au suivi, au calibrage et à la reconstruction

Cette thése a été réalisée dans le cadre d'une cotutelle avec l'Institut National Polytechnique de Grenoble (France). La recherche a été effectuée au sein des laboratoires de vision 3D (DIRO, UdM) et PERCEPTION-INRIA (Grenoble).

Le cinéma omnistéréo ou l'art d'avoir des yeux tout le tour de la tête

Cette thèse s'intéresse à des aspects du tournage, de la projection et de la perception du cinéma stéréo panoramique, appelé aussi cinéma omnistéréo. Elle s'inscrit en grande partie dans le domaine de la vision par ordinateur, mais elle touche aussi aux domaines de l'infographie et de la perception visuelle humaine. Le cinéma omnistéréo projette sur des écrans immersifs des vidéos qui fournissent de l'information sur la profondeur de la scène tout autour des spectateurs. Ce type de cinéma comporte des défis liés notamment au tournage de vidéos omnistéréo de scènes dynamiques, à la projection polarisée sur écrans très réfléchissants rendant difficile l'estimation de leur forme par reconstruction active, aux distorsions introduites par l'omnistéréo pouvant fausser la perception des profondeurs de la scène. Notre thèse a tenté de relever ces défis en apportant trois contributions majeures. Premièrement, nous avons développé la toute première méthode de création de vidéos omnistéréo par assemblage d'images pour des mouvements stochastiques et localisés. Nous avons mis au point une expérience psychophysique qui montre l'efficacité de la méthode pour des scènes sans structure isolée, comme des courants d'eau. Nous proposons aussi une méthode de tournage qui ajoute à ces vidéos des mouvements moins contraints, comme ceux d'acteurs. Deuxièmement, nous avons introduit de nouveaux motifs lumineux qui permettent à une caméra et un projecteur de retrouver la forme d'objets susceptibles de produire des interréflexions. Ces motifs sont assez généraux pour reconstruire non seulement les écrans omnistéréo, mais aussi des objets très complexes qui comportent des discontinuités de profondeur du point de vue de la caméra. Troisièmement, nous avons montré que les distorsions omnistéréo sont négligeables pour un spectateur placé au centre d'un écran cylindrique, puisqu'elles se situent à la périphérie du champ visuel où l'acuité devient moins précise.

Détection des chutes par calcul homographique

La vidéosurveillance a pour objectif principal de protéger les personnes et les biens en détectant tout comportement anormal. Ceci ne serait possible sans la détection de mouvement dans l’image. Ce processus complexe se base le plus souvent sur une opération de soustraction de l’arrière-plan statique d’une scène sur l’image. Mais il se trouve qu’en vidéosurveillance, des caméras sont souvent en mouvement, engendrant ainsi, un changement significatif de l’arrière-plan; la soustraction de l’arrière-plan devient alors problématique. Nous proposons dans ce travail, une méthode de détection de mouvement et particulièrement de chutes qui s’affranchit de la soustraction de l’arrière-plan et exploite la rotation de la caméra dans la détection du mouvement en utilisant le calcul homographique. Nos résultats sur des données synthétiques et réelles démontrent la faisabilité de cette approche.

Détection de chute à l'aide d'une caméra de profondeur

Les chutes chez les personnes âgées représentent un problème important de santé publique. Des études montrent qu’environ 30 % des personnes âgées de 65 ans et plus chutent chaque année au Canada, entraînant des conséquences néfastes sur les plans individuel, familiale et sociale. Face à une telle situation la vidéosurveillance est une solution efficace assurant la sécurité de ces personnes. À ce jour de nombreux systèmes d’assistance de services à la personne existent. Ces dispositifs permettent à la personne âgée de vivre chez elle tout en assurant sa sécurité par le port d'un capteur. Cependant le port du capteur en permanence par le sujet est peu confortable et contraignant. C'est pourquoi la recherche s’est récemment intéressée à l’utilisation de caméras au lieu de capteurs portables. Le but de ce projet est de démontrer que l'utilisation d'un dispositif de vidéosurveillance peut contribuer à la réduction de ce fléau. Dans ce document nous présentons une approche de détection automatique de chute, basée sur une méthode de suivi 3D du sujet en utilisant une caméra de profondeur (Kinect de Microsoft) positionnée à la verticale du sol. Ce suivi est réalisé en utilisant la silhouette extraite en temps réel avec une approche robuste d’extraction de fond 3D basée sur la variation de profondeur des pixels dans la scène. Cette méthode se fondera sur une initialisation par une capture de la scène sans aucun sujet. Une fois la silhouette extraite, les 10% de la silhouette correspondant à la zone la plus haute de la silhouette (la plus proche de l'objectif de la Kinect) sera analysée en temps réel selon la vitesse et la position de son centre de gravité. Ces critères permettront donc après analyse de détecter la chute, puis d'émettre un signal (courrier ou texto) vers l'individu ou à l’autorité en charge de la personne âgée. Cette méthode a été validée à l’aide de plusieurs vidéos de chutes simulées par un cascadeur. La position de la caméra et son information de profondeur réduisent de façon considérable les risques de fausses alarmes de chute. Positionnée verticalement au sol, la caméra permet donc d'analyser la scène et surtout de procéder au suivi de la silhouette sans occultation majeure, qui conduisent dans certains cas à des fausses alertes. En outre les différents critères de détection de chute, sont des caractéristiques fiables pour différencier la chute d'une personne, d'un accroupissement ou d'une position assise. Néanmoins l'angle de vue de la caméra demeure un problème car il n'est pas assez grand pour couvrir une surface conséquente. Une solution à ce dilemme serait de fixer une lentille sur l'objectif de la Kinect permettant l’élargissement de la zone surveillée.

Paule Baillargeon : cinéaste et féministe : parcours d'émancipation et de subjectivation d'une femme en robe rouge

Ce mémoire est consacré aux œuvres de fiction de la cinéaste Paule Baillargeon. Il s'agit d'examiner le processus de subjectivation, en retraçant son parcours cinématographique par l'entremise de ses longs métrages de fiction, et de voir comment elle utilise le langage cinématographique de façon singulière en permettant une prise de parole alternative devant et derrière la caméra. Alors que le cinéma dominant persiste à catégoriser les œuvres des réalisatrices québécoises de "films de femmes" ou de "cinéma de femmes", un bref survol de l'évolution générale des femmes en fiction, et de l'expérience de Baillargeon en particulier, permet de rendre compte des difficultés d'accessibilité qui persistent pour elles dans ce secteur d'activités. Par la suite, l'analyse des quatre principales œuvres de la réalisatrice - Anastasie oh ma chérie (1977), La cuisine rouge (1980), Le sexe des étoiles (1993), Trente tableaux (2011) - témoigne de la nécessité de cette prise de parole alternative, mais aussi de l'interaction entre chacun des films et une théorie féministe spécifique, issue entre autres des travaux de Luce Irigaray et Judith Butler.

La caméra catalytique : du transfert d’affects du corps-filmant au corps-regardant dans les films de John Cassavetes et de Philippe Grandrieux

Cette étude a pour principal objectif d’examiner l’usage de la caméra à l’épaule dans les films de fiction Faces de John Cassavetes et La Vie nouvelle de Philippe Grandrieux. Loin d’associer la caméra portée à la vision subjective d’un personnage, ces cinéastes semblent plutôt inscrire la caméra et son tremblé comme un tiers autonome qui entre néanmoins dans la zone fictionnelle. Par la position similaire qu’ils attribuent à la caméra et par l’importance qu’ils accordent à l’improvisation au tournage, ces deux cinéastes créent une proximité entre le personnage et la caméra, qui a un impact sur l’esthétique visuelle de leurs films. De par cette esthétique affectée, l’expérience vécue par le spectateur devant le film est intensifiée. En interrogeant le processus de création, l’esthétique de la caméra à l’épaule ainsi que la réception spectatorielle, nous verrons comment un tel transfert d’affect est rendu possible par cette tripartition. Pour faire l’analyse de ce transfert affectif, phénomène causé par ce que nous pourrons appeler la caméra catalytique, nous nous appuierons sur quelques philosophies choisies.

Les musiques tziganes mises en scène : construction mémorielle et réappropriation de soi

Ce mémoire de maîtrise porte principalement sur la question de la réappropriation historique et musicale des Tziganes dans le docu-fiction Latcho Drom (1993) de Tony Gatlif. Dans un premier chapitre, il s’agit de comparer l’histoire écrite sur les Tziganes avec leur mise en image afin de déterminer comment le cinéaste apporte dans le langage audiovisuel de Latcho Drom un total renouveau dans le discours dominant. Dans cette perspective, l’appareil cinématographique se révèle être un médium de revendication et de réappropriation de l’être tzigane et de son histoire. Dans un deuxième chapitre, il est question de démontrer avec des études basées sur l’ethnomusicologie comment les musiques tziganes, sont rapidement assimilées au patrimoine culturel des sociétés européennes. Latcho Drom qui traduit avec justesse des expressions musicales très encrées de la vie de ces communautés, s’inscrit en contradiction avec la conception territorialiste de musicologues et ethnomusicologues qui refusent d’accorder à la musique tzigane légitimité et autonomie. Dans un troisième chapitre, il s’agit de déterminer comment le cinéaste cherche à faire entrer son spectateur dans un rapport de proximité avec les communautés de Latcho Drom afin de susciter en lui reconnaissance et empathie.

Multi-view 3D reconstruction using virtual cameras

Ce mémoire s'intéresse à la reconstruction d'un modèle 3D à partir de plusieurs images. Le modèle 3D est élaboré avec une représentation hiérarchique de voxels sous la forme d'un octree. Un cube englobant le modèle 3D est calculé à partir de la position des caméras. Ce cube contient les voxels et il définit la position de caméras virtuelles. Le modèle 3D est initialisé par une enveloppe convexe basée sur la couleur uniforme du fond des images. Cette enveloppe permet de creuser la périphérie du modèle 3D. Ensuite un coût pondéré est calculé pour évaluer la qualité de chaque voxel à faire partie de la surface de l'objet. Ce coût tient compte de la similarité des pixels provenant de chaque image associée à la caméra virtuelle. Finalement et pour chacune des caméras virtuelles, une surface est calculée basée sur le coût en utilisant la méthode de SGM. La méthode SGM tient compte du voisinage lors du calcul de profondeur et ce mémoire présente une variation de la méthode pour tenir compte des voxels précédemment exclus du modèle par l'étape d'initialisation ou de creusage par une autre surface. Par la suite, les surfaces calculées sont utilisées pour creuser et finaliser le modèle 3D. Ce mémoire présente une combinaison innovante d'étapes permettant de créer un modèle 3D basé sur un ensemble d'images existant ou encore sur une suite d'images capturées en série pouvant mener à la création d'un modèle 3D en temps réel.

Les vidéos de gay bashing : des agresseurs à YouTube

La recherche portera sur la montée des vidéos de gay bashing depuis 2013. Par vidéo de gay bashing, nous entendons des vidéos documentant l’abus physique ou verbal d’individus perçus par les agresseurs comme étant gais, lesbiennes, bisexuels, transgenres ou queer, mais nous nous concentrerons spécifiquement sur des vidéos montrant des agressions envers des hommes. Ces vidéos peuvent être enregistrées par les agresseurs eux-mêmes ou par des témoins de la scène. Il s’agira de situer cette montée dans un contexte politique de retour de lois et sentiments anti-LGBT dans les pays d’où proviennent certaines des vidéos étudiées et par rapport aux différentes théories anthropologiques et socio-historiques concernant les sources et motivations derrière les actes de violence homophobe. Le corpus se composera de trois vidéos venant de Russie («Putin’s Crackdown on LGBT Teens un Russia»), de Lybie («Gay torture and violent in Lybia») et des États-Unis («Attack at gay pride event in Detroit»). L’analyse du corpus se fera en trois temps : d’abord l’analyse de la forme et du contenu des vidéos en tant que tels, ensuite, l’analyse de leur circulation et des différents utilisateurs qui distribuent les vidéos en ligne, et, finalement, l’analyse de la réception des vidéos en portant attention aux commentaires des utilisateurs. Il s’agira de montrer comment les vidéos de gay-bashing effectuent une rupture par rapport à une vision de YouTube, et autres médias sociaux, comme libérateurs et comme lieux d’expression de soi (particulièrement pour les membres des communautés LGBT) et les transforment en lieux d’une humiliation triplée par l’enregistrement de l’humiliation physique et sa diffusion sur le web. Il s’agira ensuite de voir comment la circulation et la redistribution de ces vidéos par différents groupes et utilisateurs les instrumentalisent selon différents agendas politiques et idéologiques, pour finalement se questionner, en s’inspirant du triangle de l’humiliation de Donald Klein, sur le rôle ambivalent du témoin (physique ou virtuel) dont la présence est nécessaire pour qu’il y ait humiliation. Finalement, nous nous intéresserons aux vidéos de témoignages de gay-bashing, vidéos faites par les victimes elles-mêmes, racontant leur traumatisme à la caméra, renouant ainsi avec les vidéos de coming out sous la forme de l’aveu et de la spectacularisation du soi. La présente recherche sera également l’occasion de développer des outils théoriques et méthodologiques propres aux nouveaux médias et aux nouvelles formes et contenus qui s’y développent.

Dance and the colonial body : re-choreographing postcolonial theories of the body

Cette dissertation traite la danse comme une catégorie d’analyse permettant de réorienter ou de ré-chorégraphier les théories postcoloniales du corps. Mon étude montre qu’ Edward Said, par exemple, décrit la danse seulement à travers le regard impérial, et que Homi Bhabha et Gayatri Spivak négligent complètement le rôle de la dance dans la construction de la subjectivité postcoloniale. Mon étude explique que Stavros Karayanni récemment explore la danse masculine et féminine comme espaces de résistance contre la domination coloniale. Toutefois, l’analyse de Karayanni met l’accent seulement sur le caractère insaisissable de la danse qui produit une ambigüité et une ambivalence dans le regard du sujet impériale. Contrairement aux approches de Said et de Karayanni, ma dissertation explore la danse comme un espace ou le corps du sujet colonisé chorégraphie son histoire collective que l’amnésie coloniale ne cesse de défigurer au moyen de l’acculturation et de marchandisation. Je soutiens que la danse nous offre la possibilité de concevoir le corps colonisé non seulement dans son ambiguïté, comme le souligne Karayanni, mais aussi dans son potentiel de raconter corporellement sa mémoire collective de l’intérieur de la domination impériale. Ma dissertation soutient que les catégories de l’ambiguïté et de l’insaisissabilité mystifient et fétichisent le corps dansant en le décrivant comme un élément évasif et évanescent. Ma dissertation inclut plusieurs traditions culturelles de manière à réorienter la recherche ethnographique qui décrit la dance comme articulation codée par une culture postcoloniale spécifique. Mon étude montre comment le corps colonisé produit un savoir culturel à partir de sa différence. Cette forme de savoir corporelle présente le corps colonisé en tant que sujet et non seulement objet du désir colonial. Méthodologiquement, cette dissertation rassemble des théories occidentales et autochtones de la danse. Mon étude considère aussi les théories postcoloniales du corps dansant à partir des perspectives hétérosexuelles et homosexuelles. En outre, mon étude examine les manières dont les quelles les théories contemporaines de la danse, postulées par Susan Foster et André Lepecki par exemple, peuvent être pertinentes dans le contexte postcolonial. Mon étude explore également le potentiel politique de l’érotique dans la danse à travers des représentations textuelles et cinématographiques du corps. L’introduction de ma dissertation a trois objectifs. Premièrement, elle offre un aperçu sur les théories postcoloniales du corps. Deuxièmement, elle explique les manières dans lesquelles on peut appliquer des philosophies contemporaines de la danse dans le contexte postcoloniale. Troisièmement, l’introduction analyse le rôle de la dance dans les œuvres des écrivains postcoloniales célèbres tels que Frantz Fanon, Wole Soyinka, Arundhati Roy, et Wilson Harris. Le Chapitre un remet en question les théories de l’ambiguïté et de l’insaisissabilité de la danse à partir de la théorie de l’érotique postulé par Audre Lorde. Ce chapitre examine le concept de l’érotique dans le film Dunia de Jocelyne Saab. Le Chapitre deux ouvre un dialogue entre les théories occidentales et autochtones de la danse à partir d’une étude d’un roman de Tomson Highway. Le Chapitre trois examine comment l’écrivain Trinidadien Earl Lovelace utilise la danse de carnaval comme espace culturel qui reflète l’homogénéité raciale et l’idéologie nationaliste à Trinidad et en les remettant également en question.

Esprit du don, dispositifs et reconnaissance : de "Diaries, Notes and Sketches : Also Known as Walden" (1969) à "The First Forty" (2006) de Jonas Mekas.

Après avoir passé plus de 4 ans dans des camps de travail forcé, Jonas Mekas, lituanien, est déporté avec son frère par les Nations-Unies en 1949 aux États-Unis. Les deux rescapés de la seconde guerre mondiale dédient alors leur temps au cinéma. Dès leur arrivée, ils se procurent une caméra 16 mm bolex et se tournent vers le cinéma expérimental, grâce, entre autre, à une de ces cinéastes pionnières américaine Maya Deren. En marge de l'industrie cinématographique hollywoodienne, Jonas Mekas participe à l'édification de structures - coopératives, associations, magazines, journaux - afin de rendre accessible ce genre filmique, de lui obtenir une reconnaissance publique et de, ultimement, le préserver. En 1969, il réalise un film intitulé "Diaries, Notes and Sketches : Also Known as Walden". Mekas réalise ensuite des films qui réemploient des séquences qui se trouvent dans cette première ébauche filmique. Ce processus se retrace au sein de son « premier essai » numérique qu'il réalise à l'ère cybériste intitulé "The First Forty" (2006), composé de vidéos et de descriptions textuelles. Tout comme il l’avait fait avec Walden, Mekas présente explicitement celui-ci à un public, en l’occurrence son nouveau public d'internautes, qui en prend connaissance sur son site web officiel. La présentation numérique et la table des matières papier accompagnant "Diaries, Notes and Sketches : Also Known as Walden" rédigée par l'artiste en 1969 ont une fonction similaire au sens où, par elles, Jonas Mekas donne ces deux créations aux spectateurs. Nous avons choisi d'employer le terme de dispositif pour parler de ces « objets » qui font appel à diverses formes énonciatives afin de créer un effet spécifique chez le spectateur. En explorant la théorie sociologique moderne du don développée par Jacques T. Godbout, notre projet a été de relever « l'esprit de don » qui se retrace au sein de ces dispositifs. Cette étude nous permet de constater que les dispositifs audiovisuels / cinématographiques que développa Mekas sont des « objets » qui peuvent être reçus tel des dons suscitant le désir de donner chez les spectateurs. Ils sont le ciment symbolique personnel et collectif nécessaire à l’accomplissement du processus de « reconnaissance » qu’implique le don.