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Come Facebook e Oculus creano avatar realistici per Realtà Virtuale e Realtà Aumentata

Sul blog ufficiale di Oculus, Michael Abrash, Chief Scientist di Facebook Reality Labs, ha annunciato la pubblicazione di una serie di post che ripercorreranno le fasi dello sviluppo delle più recenti tecnologie dietro Realtà Virtuale e Realtà Aumentata. Abrash è il programmatore di videogiochi (tra gli altri, ha lavorato su Quake) molto famoso come uno dei pionieri della Realtà Virtuale, avendo contribuito ai primi prototipi per Valve prima di approdare in Oculus VR nel marzo del 2014.

Il primo post della serie riguarda il lavoro svolto dal team FRL di Pittsburgh, incentrato su come Facebook lavora alla creazione di avatar realistici per Realtà Virtuale e Realtà Aumentata. Con questo, si intende la capacità degli avatar di rappresentare fedelmente l’aspetto delle persone. Utilizzando la tecnologia Codec Avatar, il team di ricerca ha creato oltre una dozzina di volti di avatar realistici che permettono alle persone di avere conversazioni in tempo reale. A differenza degli effetti visivi o dei videogiochi, dove gli sviluppatori hanno creato avatar estremamente realistici in post-produzione, la Realtà Virtuale social impone di farlo automaticamente e, appunto, in tempo reale. L’applicazione di questa tecnologia potrà permettere di avere esperienze di realtà virtuale insieme ad altre persone ancora più realistiche e immersive.

Al momento si è ancora lontani dallo sviluppo di un vero e proprio prodotto, ma si può immaginare uno scenario futuro in cui le persone saranno in grado di creare avatar realistici di se stessi con pochi scatti dal proprio cellulare e utilizzarli tramite i loro visori di realtà virtuale.

“L’elemento più importante è la misurazione” dice Tomas Simon, Research Scientist dei FRL. “Il realismo dipende dalla disponibilità di dati accurati, che a loro volta discendono da buone misurazioni. La chiave per costruire veri e propri avatar, quindi, è trovare un modo per misurare i dettagli fisici dell’espressione umana, quindi, ad esempio, il modo in cui una persona strizza gli occhi o arriccia il naso”.

Al laboratorio di Pittsburgh, Codec Avatar misura l’espressione umana attraverso due funzioni principali: un codificatore e un decodificatore. Innanzitutto, l’encoder utilizza un sistema di telecamere e microfoni sul visore per catturare ciò che il soggetto sta facendo e dove lo sta facendo. Una volta acquisito, il codificatore assembla un codice univoco, ovvero una rappresentazione numerica dello stato del corpo e dell’ambiente in cui si trova. Il decoder quindi traduce questo codice in segnali audio-visivi che per il ricevente corrispondono a una rappresentazione perfetta del soggetto.

Codec Avatar, dunque, è un grosso database di caratteristiche fisiche delle persone al fine di produrre automaticamente una rappresentazione digitale fedele di una persona. La fotocamera dello smartphone utilizza milioni di sensori di luce per creare immagini vivide. Utilizzando i dati acquisiti e il software di intelligenza artificiale, poi, uno smartphone può regolare automaticamente la luce ambientale, il campo visivo e altri fattori per migliorare le foto. Con lo stesso principio, Codec Avatar sfrutta una combinazione di dati fisici e software sofisticati per riprodurre le espressioni di soggetti reali.

I laboratori di ricerca di Facebook non vogliono ripetere tutte le volte le acquisizioni, quanto utilizzare l’enorme database per addestrare i sistemi di intelligenza artificiale e renderli capaci di costruire velocemente e facilmente l’Avatar Codec con pochi scatti o video. L’obiettivo finale, infatti, è quello di rendere questa tecnologia disponibile tramite i più semplici e leggeri visori di Realtà Virtuale e Realtà Aumentata del futuro, in modo che l’acquisizione dei dati avvenga nella casa stessa dell’utente e possa essere usata alla base di trasmissioni complesse, senza compromettere il realismo degli Avatar e migliorando il risultato finale con i dati raccolti in precedenza.

La fedeltà è molto importante, e il sistema deve essere in grado di fornire avatar sufficientemente realistici da indurre le persone a fidarsi immediatamente. Una grande parte di questo dipende dalla capacità di catturare con precisione le espressioni, anche se sono impercettibili come lo può essere lo sbattere le palpebre. Inoltre i team di Facebook devono assicurare la sicurezza degli Avatar, e lo fanno attraverso una combinazione di procedure di autenticazione dell’utente, autenticazione del dispositivo e crittografia hardware. Lavorano, infatti, con esperti di privacy, sicurezza e IT per assicurarsi che si stia seguendo il protocollo, implementando le ultime e più rigorose misure di sicurezza.

Riuscirà Facebook a fornire Avatar realistici e a cambiare l’esperienza del social network? Se si, il merito sarà principalmente di studi come questi.