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Main Activities Summary

Fully-Immersive Virtual Reality Simulator for Retinal Surgery Training

( #réalité virtuelle, #infographie, #simulations physiques )

High-fidelity virtual reality (VR) simulation provides a safe environment to learn vitreoretinal surgery. The high cost and limited mobility of current surgical simulators hinder their worldwide adoption. By leveraging on the powerful processors, cameras and sensors of commercially-available VR headsets, we aim to build a low-cost, fully-immersive, VR simulator for vitreoretinal surgery.

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1-chirurgie.webp  2-oeil.png  3-billes.webp 

Conception and Evaluation of Airplane Virtual Cockpits

( #réalité augmentée, #réalité virtuelle )

Objective: to develop an immersive VR and AR environment for the virtual airplane cockpits design and evaluation (some kind of "Holodeck") to enable various specialists to design, prototype, implement, evaluate and operate user interfaces and cockpits in an immersive environment.

This Holodeck aims to improve the fidelity of the simulation of [...]
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3-ms-hololens2.jpg  AirbusXV2_12.jpg  AirbusXV2_3.jpg 

Neurosurgery Simulations on GPU with Haptic Feedback

( #simulations physiques, #calculGPU, #réalité virtuelle )

Medical errors can have serious health implications patients, as well as significant financial and financial consequences. The use of health care simulators can improve the patient safety and the results of the interventions. The approaches used in surgical operations are more and more likely to move away from invasive procedures to limit patient discomfort and the risks. Reducing the number of open transactions means however a decrease [...]
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SimGenou2.jpg  high_res_surface.png  liver_b.png  liver_mapping_cropped.png  surface_cut_0.jpg 

Scientific Visualization and Storytelling

( #simulations physiques, #calculGPU, #infographie )

Scientific visualization is more and more interested in the structure of communication and is inspired by storytelling to determine the important elements of a successful communication. However, there are still gaps to be filled in order to automate, even partially, the production of such stories with the language of scientific visualization.

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cuisine2.png  smoke.jpg 

Tracking of the Orchestra Conductor Movements

( #repérage, #infographie, #images de synthèse, #réalité virtuelle )

Un chef d'orchestre dirige un ensemble de musiciens. Il doit bien sûr coordonner le jeu des musiciens en battant la mesure, mais il doit aussi diriger l'interprétation de l'oeuvre au programme. Un assistant chef virtuel (en réalité virtuelle) pourrait, par exemple, s'occuper de la partie technique de battre la mesure tout en permettant au réel chef d'orchestre de consacrer plus de temps à la partie purement artistique.

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chef.jpg  louis-006.png 

An IoT Platform for Disaster Response

( #réalité augmentée, #réalité virtuelle, #interfaces )

With the use of artificial intelligence and autonomous system, it is now possible to remotely control drones to carry out reconnaissance operations and supervise critical missions (firefighters, rescue, etc.) without endangering humans. The management of this system using a 2D screen limits the display possibilities and can cause confusion in human understanding [...]
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1-menu.png  3-ms-hololens2.jpg  4-magic-leap.jpg  6-batiment_en_feu.png  6-personne_blesses.png  detection4.png 

Adjustment of stereoscopic display by evaluating the vergence of the eyes in virtual reality

( #réalité virtuelle, #infographie )

Ce projet de recherche, défini dans le cadre d'une collaboration avec le laboratoire Applications de la Réalité VIrtuelle en Psychiatrie Légale (ARVIPL) de l'Institut Philippe-Pinel de Montréal, s'inscrit dans le domaine de l'application de la réalité virtuelle à la psychiatrie légale. Il s'agit de fournir aux cliniciens de cet Institut un outil leur permettant d'analyser le comportement des patients dans un environnement virtuel à des fins de recherche, d'évaluation diagnostique et [...]
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comparaison0.png  comparaison1.png  flou.png 

Augmented Reality for Training on Healthcare Simulators

( #infographie, #images de synthèse, #réalité augmentée )

Current simulators provide all the vital signs and react to the actions of the students. However, it lacks a sense of presence that it should be possible to add with augmented reality, especially in collaboration environments.

Learning techniques should adapt to technological advances and to the [...]
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Hololens_mannequin.jpg  Hololens_regardAmelioree2.jpg  Mannequin.jpg  ms-hololens.jpg 

Augmented Reality Guide for Operators in Forestry

( #infographie, #réalité augmentée, #images de synthèse )

Ce projet s'intéresse aux technologies de réalité augmentée, appliquées en particulier au domaine de la foresterie. Le défi est d'être capable de fournir à un opérateur travaillant dans une cour à bois toutes les informations nécessaires relatives aux différents paquets de bois stockés dans cette cour. On cherche à déterminer le meilleur moyen de connaître la position de l'opérateur dans la cour, ainsi que relativement aux différents [...]
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cap1.png  cap2.png  cap3.png  ms-hololens.jpg 

Software Tools for the Video Game Industry

( #simulations physiques, #calculGPU, #infographie )

The video game industry still needs to improve its game cycle production of upcoming games by optimizing its development stages and adding new possibilities. For example, ongoing projects, in collaboration with industry, focus on modeling human faces and the terrain simulation.

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face.png  terrain2.png  terrain3.png 

GPU Acceleration of Dose Deposition Calculation for Radiotherapy and Brachytherapy

( #simulations physiques, #calculGPU )

This research in computer engineering, undertaken since 2008, focuses on dose calculation when developing a treatment plan in radiotherapy. The quality of the calculations depends on various quantities which, among other things, the actual density of the patient to be treated (previously acquired by axial tomography medical imaging) and the modeling of the irradiation apparatus used to evaluate the behavior of the photon beam at the [...]
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01-Axesse_Radiotherapy.png  02-Linac_radiotherapy.png  03-Dose_Radiotherapy.png 

Haptic Feedback for Scoliotic Spine Instrumentation

( #réalité virtuelle )

Le projet a pour sujet le développement d'une application logicielle pour la simulation de l'instrumentation du rachis scoliotique.

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omni1.png  omni2.png 

System for Translating Text Into Animation

( #infographie, #images de synthèse )

From January 2009 to January 2011, the Gitan research group was working to develop a new technology for knowledge representation and communication based on animations. More specifically, the project aimed to develop a grammar linking textual content and animations in order to allow the transition from linguistic to graphic representation. This grammar is composed of a set of primitives of objects, actions and other categories, [...]
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Scene_06.jpg  Scene_07.jpg  girl_crossing_road_city.jpg  pomme_tombe.jpg  scene4.png 

Collaborative Simulator of Scoliosis Surgery in Virtual Reality

( #réalité virtuelle, #simulations physiques, #images de synthèse )

Depuis 2001, dans le cadre d'une collaboration continue avec l'hôpital Sainte-Justine et le laboratoire de modélisation biomécanique et de chirurgie assistée par ordinateur (LMBCAO), nous avons conçu et développé trois versions successives d'un logiciel pour la simulation de chirurgie de la colonne vertébrale pour les patients scoliotiques: développement des algorithmes nécessaires pour la gestion de l'environnement virtuel et des [...]
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CS3_derotation.png  cvrs3Pic1Low.jpg  essaidecal_vue2.png 

Virtual Reality Journey of a Radiation Therapy Patient

( #infographie, #images de synthèse, #réalité virtuelle )

In collaboration with the Radiation Oncology Department of the Centre hospitalier universitaire de Montréal (CHUM/Notre-Dame) in 2008 and 2009, this project aimed to create a 3D modeling of a treatment room in oncology. We have thus constructed a virtual reproduction of a patient's journey in radiotherapy. The goal is to use a Head-mounted display (HMD) and virtual reality techniques to present a visual environment that will reduce [...]
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RealPhoto.jpg  RenderedScene.jpg 

Effects of Indirect Illumination in Real Time

Plusieurs travaux ont été faits afin de faire le pont entre les techniques d'illumination globale et le rendu temps réel. Par exemple, le transfert de radiance précalculé consiste à découpler l'illumination de la réaction des surfaces à la lumière, pour ensuite encoder ces deux termes en harmoniques sphériques, permettant ainsi certaines opérations sans avoir à faire un recalcul de l'éclairage. Un autre exemple, le tampon [...]
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PRT-Buddha.png  ShadingCache-Example.png 

Collaborative Virtual Environments

De 2004 à 2006, ce projet a mis en place une architecture de réseaux facilitant la conception d'environnements virtuels de collaboration (EVC). Un EVC est un environnement virtuel permettant la collaboration à distance entre plusieurs personnes travaillant ou non sur des équipements et des plateformes différents. L'utilisation habituelle d'architectures de réseaux fixes (poste à poste ou client/serveur) ne permet pas d'avoir une [...]
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Ecdi-010.png  Ecdi-011.png  Ecdi-012.png  Ecdi-013.png 

Sketching Environments

De 2003 à 2005, le but de ce projet était de concevoir et développer des logiciels pour la conversion des dessins (sketchs) en géométrie projective faits par des ingénieurs-concepteurs vers des modèles 3D B-rep qui puissent être manipulés par des logiciels de modélisation géométriques standards. La compagnie SGDL Systems Inc. a participé à ce projet.

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ScanImage001.png  ScanImage002.png 

Advanced Modelization and Visualization of Flames and Fire

De 2002 à 2005, nos travaux ont permis de développer une méthode rapide pour la simulation et la visualisation du feu en reproduisant l'effet d'un gaz brûlant sur des objets et sur son milieu environnant. Cette approche est basée sur des méthodes de mécanique des fluides, sur des techniques d'animation en infographie et sur un ensemble de caractéristiques observées dans des phénomènes de turbulence et de combustion. La méthodologie [...]
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dube-051.png  dube-054.png  maison.png 

Exposition grand public at Expo-Québec

En 2003, notre équipe interdisciplinaire de l'École polytechnique et du CERCA a mis en place une voûte d'immersion dans le cadre de la foire Expo-Québec 2003. Cette exposition grand public à Québec à permis de présenter une expérience d'immersion en réalité virtuelle dans le monde parallèle des fantômes. L'environnement fut monté, très rapidement et à un coût réduit, en utilisant un réseau d'ordinateurs personnels. Nous avons [...]
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bibliotheque.jpg  interieur.jpg  manoir.jpg 

Shared Visualization Environments in Virtual Reality

Entre 2000 et 2003, un projet de recherche et développement financé par le Laboratoire universitaire Bell (LUB) a permis de créer un environnement logiciel distribué qui permet une interaction de personne à personne aussi bien par l'audio, la vidéo, et la communication tactile, que par la visualisation et la manipulation d'objets synthétiques.

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Distributed Environments and Data Transfer Protocols

La communication entre chercheurs est primordiale pour assurer le développement d'un projet de recherche particulier. Afin de collaborer efficacement, les chercheurs doivent pouvoir partager des données numériques distribuées et accéder à des ressources informatiques distantes. Ils seront alors à même de discuter conjointement de leurs résultats en dépit de la distance géographique. Le but est de fournir des environnements répartis [...]
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Generic Computations on Modern Graphics Processor (GPU)

Notre objectif est de proposer un outil de calcul sur GPU simple à utiliser, extensible à plusieurs problèmes, et efficace par rapport à son équivalent sur le CPU. La motivation principale derrière notre travail est la volonté de démocratiser l'utilisation du GPU comme engin de calcul, qui est aujourd'hui encore réservé à un public très spécialisé. Le résultat consiste en une bibliothèque de fonctions réutilisables et simples, dédiées [...]
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INF6802 - Virtual reality: principles and applications

Le cours INF6802 - Réalité virtuelle: principes et applications familiarise les étudiants aux techniques de la réalité virtuelle. Les travaux de ces étudiants aux études supérieures illustrent la variété [...]
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Billard-screenshot.png  Lassonde-capture5.png  Microscope-screenshot.jpg  PingPong-screenshot.jpg  Pyramides-screenshot.jpg 

Laboratory of Immersive Virtual Reality

Since 2000, the LIRV has the first reality environment virtual immersion Automatic Cave Virtual Environment (CAVE) installed in Quebec. This equipment is used for research with my students, for teaching and for research and development.

The increasing complexity and size of 3D computing domains have [...]
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Scientific Visualization and Linguistics

From 1992 to 1999, in the context of a generic interdisciplinary activity in the field of scientific visualization, this project developed a configurable environment for scientific visualization based on a formal linguistic paradigm. Coupled with a large set of functions for data manipulation and and representation of data, this software has established itself as a flexible tool for solution analysis in engineering and in [...]
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Vug001.png  cuisine2.png  sallevisu_hommebin.png  sp2.png 

Conception, Optimisation and Multidisciplinairy Design

Le domaine de la conception et du design multidisciplinaire (MDO) constitue une discipline de recherche récente et en pleine expansion au niveau national et international. Les divers travaux de recherche en MDO visent le développement de méthodes mathématiques et numériques et d'outils logiciels permettant d'attaquer les grands défis de l'intégration multidisciplinaire en conception virtuelle de produits. Bien que les résultats de la recherche [...]
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Usage of Graphics Librairies for Mesh Discretisation

La bibliothèque graphique OpenGL a été utilisée pour mettre en place un logiciel pour la décomposition de domaines 3D et la génération de maillages 2D dans un contexte industriel. L'encapsulation des fonctions standard d'OpenGL offre ainsi la puissance requise par l'application, tout en préservant l'efficacité des algorithmes de discrétisation bien connus en infographie. Ceci s'est avéré être non seulement une méthode très rapide de [...]
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