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Meta define "Teste de Turing Visual" e discute futuro do VR

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Em evento realizado à imprensa nesta semana, a Meta (antigo Facebook) discutiu o futuro da Realidade Virtual e como tem trabalhado para proporcionar uma imersão tridimensional verdadeiramente completa, definindo o "Teste de Turing Visual" e discutindo as tecnologias em desenvolvimento para superá-lo.

Ainda que haja múltiplos aspectos que precisariam ser aprimorados para atingir esse objetivo, a apresentação focou neste momento nos avanços feitos em display, com a apresentação de 4 protótipos munidos de recursos que visam proporcionar realismo na exibição.

Meta define o "Teste de Turing Visual" para VR

Um dos principais agentes no desenvolvimento e aperfeiçoamento do Metaverso e das Realidades Virtual, Aumentada e Mista, a Meta destacou sua missão de "conectar pessoas" e como acredita que a sensação de presença física é um dos pontos mais importantes para que essa conexão possa ocorrer no mundo virtual.

A companhia revelou ter um amplo roadmap de tecnologias em múltiplos segmentos que considera essenciais para atingir o objetivo de criar a sensação de presença, mas decidiu concentrar a apresentação desta semana nos displays dos óculos.

Nesse segmento, a companhia acredita que o realismo é necessário para que a imersão perfeita seja atingida, vislumbrando um futuro em que pessoas poderiam conversar à distância tendo a sensação de estarem presentes em um mesmo espaço físico, por exemplo — objetivo similar ao do Project Starline do Google, um conceito de "janela virtual" apresentado pela gigante das buscas durante o Google I/O de 2021.

Com o "Teste de Turing Visual", a Meta estabeleceu quatro dimensões de pesquisa destinados a entregar uma experiência de VR realista (Imagem: Meta)
Com o "Teste de Turing Visual", a Meta estabeleceu quatro dimensões de pesquisa destinados a entregar uma experiência de VR realista (Imagem: Meta)

A primeira etapa para atingir esse realismo foi a definição do "Teste de Turing Visual". Idealizado em 1950 pelo matemático e cientista da computação britânico Alan Turing, o Teste de Turing tem basicamente a intenção de avaliar se uma máquina apresenta comportamento inteligente o suficiente para ser similar ou até mesmo capacidade de se passar por um humano

O "Teste de Turing Virtual" emprega um conceito similar mas, como seu nome sugere, refere-se à experiência visual de um dispositivo — o objetivo de um visor de Realidade Virtual neste caso é apresentar uma exibição realista o suficiente para ser praticamente indistinguível da própria realidade.

A Meta estabeleceu então "quatro grandes dimensões de pesquisa" que levariam às soluções para os obstáculos que impedem os óculos de Realidade Virtual atuais de entregarem o realismo desejado. A primeira delas é a resolução, que deveria alcançar o nível de "Retina", quando a densidade é elevada o suficiente para que cada pixel individual se torne quase impossível de ser enxergado.

O objetivo do pilar de resolução é atingir a "resolução retinal", quando a densidade de pixels é grande o suficiente para que seja impossível distinguir os pixels individualmente (Imagem: Meta)
O objetivo do pilar de resolução é atingir a "resolução retinal", quando a densidade de pixels é grande o suficiente para que seja impossível distinguir os pixels individualmente (Imagem: Meta)

Apesar de parecer um ponto com solução simples, a resolução em displays de Realidade Virtual é diretamente ligada ao campo de visão. Quanto maior o campo, mais pixels são necessários para manter uma alta densidade. A gigante estabeleceu que a densidade ideal para entregar o nível Retina é de 60 pixels por grau, ou o equivalente a uma visão 20/20, em que o usuário consegue enxergar a uma distância de 20 pés (~6 metros) exatamente algo que deveria ser enxergado a 20 pés.

A segunda é o foco, hoje limitado pelas lentes de foco fixo integradas a praticamente todos os visores, e um dos motivos pelos quais muitos desenvolvedores evitam implementar objetos a curta distância em apps e games VR. Nossos olhos atuam de maneira diferente, adaptando-se constantemente ao expandir ou contrair as pupilas para ajustar o foco, algo impossível com as lentes fixas.

A aposta da gigante neste caso são as lentes varifocais, já amplamente discutidas pela Oculus e, posteriormente, pela própria Meta. Essas lentes são ajustadas eletronicamente à visão do usuário, por meio de rastreamento ocular, garantindo que mesmo os objetos virtuais mais próximos sejam mantidos em foco. Sua efetividade foi comprovada por um estudo realizado pela companhia, em que dezenas de voluntários teriam sentido maior conforto com o uso das varifocais.

Para o foco, a Meta aposta nas lentes varifocais — que ajustam mecanicamente a distância focal — cuja eficácia foi comprovada em testes internos (Imagem: Meta)
Para o foco, a Meta aposta nas lentes varifocais — que ajustam mecanicamente a distância focal — cuja eficácia foi comprovada em testes internos (Imagem: Meta)

Outro campo essencial é o de distorção, também resultante da maneira como os olhos e as lentes dos óculos atuam, em que pode haver distorções na exibição da imagem e artefatos como a aberração cromática (em que a luz é decomposta em múltiplas cores) caso correções não sejam feitas. Um dos campos de estudo da Meta, essas correções precisam ser feitas rapidamente e de maneira dinâmica para não serem percebidas pelo usuário.

Por fim, o alcance dinâmico — relacionado à intensidade dos pontos mais claros e mais escuros da imagem, bem como das cores — é tido pela empresa como a área de maior importância dentre as dimensões discutidas. A luz e as sombras são as responsáveis pela percepção de profundidade, com um amplo alcance dinâmico sendo essencial na jornada do VR pelo realismo.

Segundo a companhia, a intensidade de brilho ideal para isso deveria atingir os 10 mil nits. Em comparação, o Meta/Oculus Quest 2, atual modelo intermediário da empresa disponível para o público, entrega apenas 100 nits.

Com o desenvolvimento do Teste de Turing Visual, a Meta quer deixar bem claro que a resolução não é o único aspecto que requer evolução para que a experiência da Realidade Virtual seja melhorada, sendo necessário avaliar e aprimorar outros aspectos que compõem nossa percepção visual.

Butterscotch, Starburst e Holocake 2: os primeiros passos

A Meta explica que ainda há muito trabalho a ser feito para que o Teste de Turing Visual seja superado, mas garante já ter tecnologias que resolvem algumas das limitações atuais dos óculos de Realidade Virtual. Para comprovar esses pontos, a empresa apresentou três protótipos: o Butterscotch, o Starburst e o Holocake 2.

O Meta Butterscotch conseguiu atingir resolução próxima à Retina, mas precisou sacrificar o campo de visão para isso (Imagem: Meta)
O Meta Butterscotch conseguiu atingir resolução próxima à Retina, mas precisou sacrificar o campo de visão para isso (Imagem: Meta)

Dedicado à busca da resolução Retina, o Butterscotch lembra bastante um Rift tradicional, contendo adaptações que o permitiram atingir uma densidade de 55 pixels por grau, muito próxima à ideal de 60 pixels por grau. O aparelho conseguiu apresentar resolução 2,5 vezes maior que a do Meta/Oculus Quest 2, apresentando uma definição respeitável mesmo em textos pequenos. Sacrifícios tiveram de ser feitos, no entanto: para obter a alta densidade, o modelo tem a metade do campo de visão do Quest 2.

Enquanto isso, o Starburst busca meios de entregar o amplo alcance dinâmico intensificando o brilho de maneira significativa ao empregar retroiluminação a laser, substituindo os LEDs tradicionais, atingindo picos de 20 mil nits. O ponto negativo está na construção, já que o projeto é muito grande e pesado para se tornar um vestível, sendo usado pelos engenheiros no momento como binóculos.

Focado no HDR, o Meta Starburst conseguiu entregar pico de brilho de 20 mil nits, mas é extremamente grande e pesado (Imagem: Meta)
Focado no HDR, o Meta Starburst conseguiu entregar pico de brilho de 20 mil nits, mas é extremamente grande e pesado (Imagem: Meta)

O desenvolvimento de ambos levou à criação de uma plataforma que une os benefícios: o Holocake 2. Óculos de Realidade Virtual "mais fino do mundo", o protótipo traz as tecnologias do Butterscotch e do Starburst, ao mesmo tempo em que utiliza recursos adicionais para atingir as dimensões reduzidas e a leveza necessárias para ser vestido com conforto.

O destaque vai para as lentes polarizadas, que possibilitam a redução do grande espaço ao "dobrar" a luz emitida pelo painel LCD. Os raios são refletidos no interior dos próprios óculos, e então redirecionados para as pupilas do usuário. Essa tecnologia é conhecida como "pancake optics", ou componente óptico panqueca, em tradução livre.

Diferente das lentes curvadas refrativas, utilizadas atualmente em visores VR, as lentes Holographic Pancakes reduzem o espaço ocupado ao refletir a luz do display, permitindo que os óculos sejam mais compactos (Imagem: Meta)
Diferente das lentes curvadas refrativas, utilizadas atualmente em visores VR, as lentes Holographic Pancakes reduzem o espaço ocupado ao refletir a luz do display, permitindo que os óculos sejam mais compactos (Imagem: Meta)

Os pancake optics são apoiados por lentes holográficas, planas e muito mais finas que as soluções curvadas usadas nos visores atuais, cujo funcionamento se baseia no princípio de difração — o fenômeno de interrupção ou direcionamento de ondas para espaços específicos — para gerar imagens holográficas, e poderiam ser ainda mais aprimoradas para tornar o acessório mais fino, de acordo com a Meta.

Unindo as tecnologias do Butterscotch e do Starburst com as lentes Holocake, o Meta Holocake 2 é um protótipo plenamente funcional que servirá de base para o futuro da Meta com VR (Imagem: Meta)
Unindo as tecnologias do Butterscotch e do Starburst com as lentes Holocake, o Meta Holocake 2 é um protótipo plenamente funcional que servirá de base para o futuro da Meta com VR (Imagem: Meta)

A combinação resulta no conjunto Holographic Pancakes, ou Holocake, de onde se origina o nome do protótipo. O projeto já está plenamente funcional e seria compatível com qualquer aplicação VR disponível no momento, mas ainda não passa de um protótipo e não deve ser disponibilizado ao público.

Isso não significa que essas tecnologias serão perdidas — todas estão servindo de base para o Mirror Lake, a visão dos óculos de Realidade Virtual ideais para superar o Teste de Turing Virtual e entregar o realismo almejado pela Meta.

Unificando as soluções do futuro com Mirror Lake

Todos os campos de estudo da Meta convergem em um futuro projeto da empresa: o Mirror Lake. Baseado no Holocake 2, o dispositivo quer entregar uma experiência de Realidade Virtual realista, equipando as lentes holocake, a capacidade de exibir HDR intenso e o display de resolução Retina em um corpo similar ao de um óculos tradicional, ainda que o conceito exibido seja um pouco mais robusto.

O Mirror Lake é a visão da Meta para visores de Realidade Virtual ideais, unindo as tecnologias de lentes varifocais holocake, displays com amplo alcance dinâmico, corpo compacto e outras (Imagem: Meta)
O Mirror Lake é a visão da Meta para visores de Realidade Virtual ideais, unindo as tecnologias de lentes varifocais holocake, displays com amplo alcance dinâmico, corpo compacto e outras (Imagem: Meta)

A gigante reforça que a iniciativa ainda está em fase de conceito e não possui prazo para se tornar um produto real, ainda estando suscetível à maioria dos desafios, incluindo o processamento restrito ao corpo compacto e o preço para o consumidor, já que elementos como a retroiluminação a laser do painel ainda exigem componentes caros demais para se aplicar a um produto fabricado em massa.

Dito isso, a companhia de Mark Zuckerberg está fortemente empenhada em revolucionar a Realidade Virtual, especialmente considerando o foco da empresa no Metaverso.

[...] Uma das razões pelas quais essa área é tão empolgante para se trabalhar é que envolve uma tecnologia genuinamente nova. Não estamos apenas aprimorando as telas de telefones, TVs ou monitores de computador que já existem há décadas. Estamos explorando novos caminhos para os sistemas físicos trabalharem juntos e como o nosso sistema visual percebe o mundo. Acredito que a realidade aumentada, mista e virtual serão tecnologias importantes, principalmente para dar a sensação de presença e melhorar as nossas interações sociais. [...]
Mark Zuckerberg, fundador e CEO da Meta

Fonte: Canaltech

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