十分鐘內的虛擬雙胞胎

化身 - 虛擬人 - 是比勒費爾德大學卓越認知交互技術(CITEC)虛擬健身和運動環境ICSpace的核心元素。該系統通過實時提供個性化反饋，可以練習和改進運動序列。該系統由充當教練的虛擬人體現。此外，用戶將自己視為化身 - 虛擬房間鏡像中的虛擬副本。這種個性化頭像的創建過去需要幾天時間，但CITEC研究人員現在已經開發了一個加速過程。

為了創建ICSpace系統的化身，研究人員“掃描”了人們。計算機科學家使用40個DSLR相機的圓形陣列從各個方向拍攝相應的人，并使用這些圖像計算人體上數百萬個三維樣本點。通用虛擬人體模型以這樣的方式擬合到該數據，即它對應于被掃描人的形狀和外觀。“我們的虛擬人體模型是通過一百多次3D掃描生成的，包含有關人體形狀和運動的統計知識，”計算機圖形和幾何處理研究小組負責人兼協調員之一Mario Botsch教授說。 ICSpace項目。“只有通過這種模式，我們才能快速自動地創建頭像。”

由此產生的虛擬人可以進行詳細的動畫制作：他們可以移動所有關節，甚至是單個手指，并通過面部表情，語音和手勢進行交流。“但最重要的特征是它們以照片般的方式反映用戶，”Botsch說。這是至關重要的，因為個性化的頭像更容易被用戶接受。比勒費爾德的計算機圖形研究人員與維爾茨堡大學的Marc Latoschik教授合作進行的一項研究表明了這一點。該研究表明，用戶可以更好地識別這種定制的個性化身，而不是與不具有相似性的化身，即使它看起來同樣逼真，“Latuschik說道，他在維爾茨堡擔任人機交互主席。

“幾個月前，創建頭像的各個處理步驟幾乎不會自動化，”Botsch說。新流程改變了這一點。

對于目前的研究，他的團隊開發了一些算法，可以加速照片數據的完整處理，直至動畫化身。“這樣，我們現在可以在十分鐘內生成任何人的化身，”由此產生的出版物的第一作者Jascha Achenbach說。“我們以一種也被電腦游戲行業使用的格式創建虛擬化身，”Thomas Bratemate說道，他和Achenbach一樣，在Botsch的研究小組工作。這使得化身一代也對商業用途感興趣。

研究人員在一個月前在哥德堡(瑞典)舉行的“ACM虛擬現實軟件和技術研討會”上介紹了他們加速化身生成的發展。關于個性化頭像如何被用戶接受的研究將在2018年春季舉行的IEEE虛擬現實和3D用戶界面會議上展示，這是世界領先的虛擬現實會議。

虛擬培訓環境ICSpace由Excellence Cluster CITEC的六個研究小組聯合開發。ICSpace代表“智能教練空間”。該系統分析運動員和康復患者的運動并幫助糾正他們。它基于一個帶有兩個投影墻(前部和地板)的開放空間，稱為洞穴自動虛擬環境(CAVE)。CAVE可以模擬步入式計算機生成的虛擬環境。測試對象佩戴類似于電影院中佩戴的3D眼鏡。它是全球第一個模擬完整培訓流程并靈活適應用戶行為的系統。Mario Botsch與計算機科學家Stefan Kopp教授和體育與認知科學家Thomas Schack教授共同完成了該項目。

ICSpace是CITEC的四個大型項目之一。Excellence Cluster CITEC為該項目提供了總計160萬歐元的資金，直到2017年底。其他項目是機器人服務公寓，步行機器人Hector和自學習系統“Famula”。CITEC將由德國研究基金會(DFG)代表德國聯邦和州政府(EXC 277)資助，作為卓越計劃的一部分，直至2018年底。在聯邦和州政府的新卓越戰略中，比勒費爾德大學正在申請基于當前卓越集群CITEC研究的集群。