The perception of indoor scenes in virtual reality

La perception de scènes intérieures en réalité virtuelle

Research project description

Many factors affect the perception of built environments. The scene layout (geometric arrangements of walls, panels, etc.), the types of materials used (e.g. light to dark wood, concrete, etc.), and the lighting (natural and artificial) are combined together to create a physical space that can be perceived in various ways by its inhabitants. Often times, specific goals need to be achieved: a classroom should lend itself to focus and concentration, whereas a bedroom should be relaxing and soothing.

We are interested in exploring how humans perceive indoor built environments in virtual reality, based on their geometric configurations, the set of building materials used, and the lighting conditions. To do so, we will first implement a virtual reality (VR) system that will allow viewers to evaluate their preference without having to rely on physical models. To establish the validity of the approach, results obtained with VR will be correlated to those obtained with real models.

Some of the technical challenges of this project are: 1) establish a faithful data capture system which allows the accurate recording of lighting, surface properties, and scene geometry, which will then be used to generate realistic renderings of the scenes; 2) generate accurate renderings of virtual scenes which match the real world; and 3) determine a suitable way to compare results obtained with virtual and real data.

This is a multidisciplinary research project involving the following departments: electrical and computer engineering (Prof. Jean-François Lalonde), architecture (Prof. Claude Demers), and medicine (Prof. Marc Hébert).

Interested? Please contact Jean-François Lalonde directly with the subject line "PhD lighting VR", and send your CV, transcript, and short description of your experience and research interests related to this project.

Description du projet de recherche

Plusieurs facteurs peuvent influencer la façon dont les environnements urbains sont perçus. L'emplacement et la configuration des éléments de la scène (murs, panneaux, fenêtres, etc.), le type de matériaux de constructions employés (bois sombre ou clair, béton, etc.) et l'illumination (naturelle et artificielle) sont combinés ensemble pour créer un espace physique pouvant être perçu de différentes façons par ses habitants. Plusieurs effets peuvent être désirés: par exemple, une salle de classe doit encourager la concentration tandis qu'une chambre à coucher se doit d'être relaxante.

Nous voulons explorer comment les humains perçoivent les environnements intérieurs en réalité virtuelle, selon les différentes configurations géométriques, les matériaux de construction utilisés ainsi que l’éclairage. Pour ce faire, nous développerons un système de réalité virtuelle qui permettra aux observateurs d’évaluer leur préférence d’entre ces différentes configurations sans avoir à les construire. Pour déterminer la validité d’expérimenter en réalité virtuelle, ces résultats seront validés en les comparant avec des expérimentations réelles faites sur de vraies maquettes.

Les défis techniques de ce projet sont: 1) l’élaboration d’un système de capture permettant de mesurer les conditions d’éclairage, les propriétés de surface, et la géométrie de la scène de façon précise; 2) la génération d’images simulant les scènes réelles de façon réaliste; et 3) l’élaboration d’une méthodologie de comparaison entre les résultats obtenus sur les scènes réelles et virtuelles.

Il s’agit d’une activité de recherche interdisciplinaire impliquant les départements de génie électrique et de génie informatique (Prof. Jean-François Lalonde), d’architecture (Prof. Claude Demers) et de médecine (Prof. Marc Hébert).

Intéressé(e)s? SVP contactez Jean-François Lalonde directement avec titre « PhD lighting VR », et envoyez votre CV, relevé de notes, ainsi qu'une courte description de votre expérience et intérêts de recherche en lien avec ce projet.

About the research group

Prof. Lalonde has established a research group in computer vision and artificial intelligence that has garnered international recognition. He regularly publishes in top conferences (CVPR, ICCV) and journals (Transactions on Graphics), and collaborates with numerous companies and universities in Canada and internationally. More information available here: www.jflalonde.ca.

The CVSL, in the Department of Electrical and Computer Engineering at Laval University, hosts the activities of 8 professors and close to 60 graduate students and research professionals, working together on the central theme of computer vision and its applications. The CVSL provides a dynamic and stimulating environment with an outstanding infrastructure complete with a CAVE room, mocap system, 3-D scanners and a direct access to high-performance computing facilities.

À propos du groupe de recherche

Prof. Lalonde a mis sur pied un groupe de recherche de pointe en vision et intelligence artificielle reconnu internationalement. Il publie régulièrement dans les meilleures conférences (CVPR, ICCV) et journaux (ACM Transactions on Graphics), et collabore avec plusieurs entreprises et universités au Canada et à l’international. Des informations additionnelles sont disponibles ici: www.jflalonde.ca.

Le Laboratoire de vision et systèmes numériques (LVSN)regroupe 8 professeurs et de près de 100 étudiants gradués et professionnels de recherche autour du thème de la vision artificielle et de ses applications. Le LVSN constitue un environnement de recherche dynamique et stimulant, bénéficiant d'une infrastructure très développée, incluant une salle de réalité virtuelle, des systèmes de capture de mouvement, des capteurs 3-D et un accès privilégié à des installations de calcul de haute performance.

About Université Laval and Québec City

More than a school, Université Laval is an entire community in the heart of Quebec City, Canada, a complete university recognized for its leadership and its culture of excellence both in teaching and research.

With its half a million inhabitants, Québec City boasts a lively cultural scene and vibrant nightlife. In addition to its bars, cafes, bistros, museums, theatres and cinemas, the capital is host to several major festivals, including the Festival d'été, New France Festival and its famous Winter Carnival.

À propos de l'Université Laval et Québec

Milieu de vie privilégié au coeur de la ville de Québec, Canada, l'Université Laval est une grande université complète reconnue pour sa culture de l’excellence en enseignement et en recherche.

Ville au charme européen bordée par le fleuve Saint-Laurent et riche d’une grande histoire, Québec a été nommée joyau du patrimoine de l’UNESCO. Offrant une qualité de vie exceptionnelle, elle trône au sommet des villes les plus sécuritaires au Canada. Avec sa vitalité culturelle et économique, la ville de Québec présente tous les avantages d’une métropole tout en étant entourée d’une nature spectaculaire.

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