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PEOPLE@HES-SO - Verzeichnis der Mitarbeitenden und Kompetenzen
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Gobron Stéphane

Gobron Stéphane

Professeur-e HES associé

Hauptkompetenzen

Geometric modelling

Computer Graphics

Mixed Realities (XR)

Industrial gamification

Serious game

General Purpose GPU

Data visualization

  • Kontakt

  • Lehre

  • Publikationen

Hauptvertrag

Professeur-e HES associé

Telefon-Nummer: +41 32 930 15 80

Haute Ecole Arc - Ingénierie
Espace de l'Europe 11, 2000 Neuchâtel, CH
DING

Nach meinem Studium in verschiedenen Ländern — den Vereinigten Staaten (B.Sc.), Frankreich (M.Sc.) und Japan (Ph.D.) — habe ich eine akademische Laufbahn in Forschung und Lehre eingeschlagen, mit einem besonderen Fokus auf Informatik und Computergrafik. Meine frühen Arbeiten von 2002 bis 2008 wurden in Zusammenarbeit mit INRIA, der Universität Henri Poincaré und dem CNRS in Frankreich durchgeführt. Von 2008 bis 2011 leitete ich ein Forschungs- und Entwicklungsteam für das FP7-EU-Projekt CyberEmotions, das sich der Integration emotionaler Modelle in virtuelle Realitätsanwendungen widmete. Dieses Projekt dauerte fast drei Jahre an der EPFL (Lausanne, Schweiz).

Seit 2012 bin ich Dozent in der Forschungsgruppe Image Processing & Computer Graphics an der HE-Arc, Hochschule für Angewandte Wissenschaften und Künste Westschweiz (HES-SO) in Neuenburg und Lausanne. Meine Forschungsinteressen umfassen Extended Reality (XR), insbesondere virtuelle, gemischte und erweiterte Realität, sowie industrielle Gamifizierung, Serious Games und Datenstruktur und -visualisierung. Zudem bin ich stark in der Taxonomie digitaler Interaktionsfelder engagiert, insbesondere in der Unterscheidung zwischen Serious Games, Gamification und Gamifizierte Simulation.

Diese Klassifikation klärt, dass Serious Games mit Bildungs- oder Trainingszielen entwickelt werden, Gamification spielerische Elemente auf nicht-spielerische Kontexte anwendet und Gamifizierte Simulationen realistische Szenarien mit Spieldynamiken kombinieren, um Lernen und Engagement zu fördern. Diese Forschungsinteressen werden hauptsächlich in den Bereichen Gesundheit (Notfallmedizin, Rehabilitation, Onkologie, Thanatologie), Bildung (digitale und hybride Pädagogik) und Raumfahrt (Satellitendatenübertragung, -kompression und -visualisierung) angewendet. Eine Übersicht über meine jüngsten Arbeiten, einschließlich F&E-Projekte, wissenschaftliche Veröffentlichungen und Engagements in akademischen Komitees, ist auf dieser Website verfügbar. Zu diesen Aufgaben gehört auch die Leitung der internationalen Konferenz Gamification & Serious Games (GSGS). Bisher habe ich mehr als 100 Veröffentlichungen verfasst, darunter das Buch WebGL par la pratique (PPUR, "WebGL in der Praxis"), und war Herausgeber der GSGS-Reihe, die sich von Symposiums (GSGS'16 bis GSGS'20) zu internationalen Konferenzen (GSGS'21 und GSGS'23) entwickelt hat [gsgs.ch].

Über die akademische Welt hinaus hege ich eine tiefe Bewunderung für die japanische Kultur. Sushi zu kochen und die Kampfkünste Karate, Aikido und Kyudo auszuüben, ist eine Leidenschaft, die ich seit 40 Jahren ausübe. Die Begegnung mit Großmeister Moriteru Ueshiba, dem Enkel des Aikido-Gründers, war eine tiefe Erfahrung. Drei Stunden Beobachtung, in denen ich sogar eine persönliche Korrektur erhielt, zeigten mir, was ich noch zu lernen habe: alles! Diese Balance zwischen Strenge, Respekt und Harmonie prägt weiterhin mein Leben und meine Arbeit.

BSc HES-SO en Industrial Design Engineering - Haute Ecole Arc - Ingénierie
  • Design Patterns
  • Modèles d'infographie
  • Langage C
  • Langage JavaScript (Master of Advanced Studies)
  • Langage Python
  • Algorithmes et structures des données
MA BFH/HES-SO en Architecture - HES-SO Master
  • Game Design and Development
  • Academic Writing and Presentation
  • Rhétorique épistémique : l'art de convaincre par les faits

2022

Real-time Renderings of Multidimensional Massive DataCubes on Jupyter Notebook
Wissenschaftlicher Artikel

Gobron Stéphane

Springer (peer-reviewed full paper in press), 2022

Zusammenfassung:

This paper is about visualizing large matrices, also called datacubes,
in real time (RT) using Web technologies and the power of either
CPU-based or dedicated graphic processor unit (GPU). The aim is to
propose a convenient palette of volume-rendering models for the scientific
community and especially data scientists. Therefore, we have oriented our
approach to a Python Toolbox and Jupyter Notebook deployment. These
models are developed in JavaScript using the WebGL 1.0 graphics API.
We realized the rendering of these datacubes thanks to an improved
raycasting algorithm that allows dimensions of 16^3, 64^3, 256^3, and up to
1024^3, corresponding to a billion cells. The toolbox allows three rendering
types: (1) X-Ray for 3D datacubes in a (x, y, z) space; (2) a model simulating
the implicit surfaces for 3D datacubes in a (x, y, z) space; (3) and
last, an original model, we named Derived-rendering, for 3D datacubes
in a (x, y, t) space where t represents time. We also introduce solutions
to reduce the memory footprint and load on the GPU side. Tested with
a nowadays hardware configuration, our proposal demonstrates we can
even reach RT rendering for a billion cells datacube.

Keywords: Massive Data · 3D visualization · Datacube · Raycasting ·
Real-time · WebGL · GPU · GPGPU · Jupiter notebook · Python.

Implicit Curves: from discrete extraction to applied formalism
Wissenschaftlicher Artikel

Gobron Stéphane

Springer (peer-reviewed full paper in press), 2022

Zusammenfassung:

This paper addresses the issue of visualizing the right information
among large data sets by proposing to represent the raw data as a
set of mathematically-based implicit curves. Implicit curves are proving
to be a powerful yet underused tool. The methodology we propose not
only allows more relevant visualization of information, but also faster
and efficient access to it: (1) since curves are extracted and compressed
during precomputation, real-time rendering is possible on the end-user’s
computer, even for very large datasets; (2) this property can be extended
by enabling real-time data access and transfer at the server level – i.e.
simultaneously saving local storage costs and increasing raw data security.
Our proposal also achieved a high compression ratio (3%) while
maintaining the visual significance of the data and reducing discrete artifacts
such as curve gaps and pixel aliasing. We based our tests using
two-dimensional height maps but extending it to more dimensions is not
a problem since we can consider any two-dimensional slice in these data.

Keywords: Information visualization · Datacube · Earth observation ·
GPGPU · WebGL · Fourier series · Splines.

Earth observation datacubes multi-visualization toolkits
Wissenschaftlicher Artikel

Muller Christophe, Lestrade Antoine, Mathias Marty, Sadiku Artan, Joep Neijt, Yann Voumard, Gobron Stéphane

(peer-reviewed full paper currently in press), 2022 , vol.  The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, no  XLVIII-4/W1-2022, pp.  321-328

Link zur Publikation

Zusammenfassung:

Too much information often kills information. With the increasing number of satellites and their ever-increasing performance, new
tools must be made available to deal with this onslaught of data. We noticed that a number of computer graphics tools were largely
under-exploited to help scientists better interpret and find relevant information in large sets of data. A modern approach to run large
processes efficiently is the use of GPUs, but nowadays the emphasis is often put on the parallel processing of geospatial datasets
rather than focusing on their visualization. The main contributions of this paper is to consider geospatial data using GPU resources
for intermediate computation and visualization. Considering the increasing interest to interact with this data directly using Web
pages or Notebooks, this article presents tools allowing a program to run on the GPU and display the desired datacubes using the
WebGL API. The end goal is to display even large (i.e. 1024^3) datacubes rendered on the fly in real time on a PC. This paper
presents a range of models applicable to datacubes deployed in the context of terrestrial observation. Results show our models can
process large amounts of data and render them in real-time. All of these highly efficient rendering models are assembled together in
a toolbox dedicated to datacube visualization. In this paper we demonstrate an example of application using this toolbox to retrieve
raw data from a server, format it for local use with GPGPU, and render it with several innovative models.

KEY WORDS: Data Visualization, Data Cube, Earth Observation, Raycasting, 3D Rendering, WebGL, GLSL, Toolbox.

 

 

AUTHOR = {Muller, C. and Lestrade, A. and Marty, M. and Sadiku, A. and Neijt, J. and Voumard, Y. and Gobron, S.},
 

 

2021

GSGS'21
Wissenschaftlicher Artikel
6th International Conference on Gamification and Serious Games 2021

Gobron Stéphane, Yassin Rekik

Livre, Delémont : HE-Arc, HES-SO, 2021 , vol.  Livre, no  p104

Link zur Publikation

Zusammenfassung:

Corresponding event has held in Lausanne, 

Towards an e-class stimulating social interactivity based on digitized and gamified brainstorming
Wissenschaftlicher Artikel

Gobron Stéphane, Barman Corentin, Sadiku Artan, Xavier Lince, Isabelle Capron-Puozzo

The Gamevironments Journal, 2021 , vol.  15, no  15, pp.  19-55

Link zur Publikation

Zusammenfassung:

How do we strengthen the social bond in the case of a situation where we have to conduct a distance-learning course? Since we can no longer do without digital tools, this article proposes to use of digital media where young audiences may wish to actively participate. The idea is to set up an e-class where everyone can contribute and be stimulated. In this context, we propose to set up digital brainstorming, based on the best products on the market and adding gamification attributes. Being careful not to make it a serious game, we developed a gamified online application that allows working out issues creatively and collectively. To study positive or negative impacts of gamification, we organised multiple user-tests comparing professional tools and our proposal. This led to a thinking on the type of gamification assets and when to use them within the creative process.

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