Viện Cơ sinh học Dẫn đầu Dự án Tự động Hóa Tạo Nhân vật Kỹ thuật số Siêu thực bằng Quét 4D

Viện Cơ sinh học (Instituto de Biomecánica - IBV) tại Valencia đang thúc đẩy sự đổi mới trong lĩnh vực tạo hình nhân vật kỹ thuật số thông qua dự án Metavatar. Dự án này tập trung vào việc chuyển đổi quy trình tạo ra các hình đại diện (avatar) có độ chân thực cao bằng cách tích hợp ghi hình khối (volumetric video) thông qua công nghệ quét 4D. Mục tiêu là đảm bảo các nhân vật được hoạt hình hóa có nguồn gốc từ ghi hình thực tế, vượt xa các mô phỏng đơn thuần.

Trọng tâm kỹ thuật của dự án là công nghệ quét cơ thể động độc quyền của IBV, được gọi là MOVE4D. Công nghệ này là một bước tiến cốt lõi, có khả năng ghi lại các chuỗi 4D với tần số cao và duy trì cấu trúc lưới (mesh topology) nhất quán giữa các khung hình. MOVE4D hoạt động như một máy quét chuyển động cơ thể 4D tự động và không cần điểm đánh dấu (markerless), có thể xử lý đám mây hơn 4 triệu điểm 3D. Hệ thống này chuyển đổi dữ liệu thành lưới kín với độ chính xác 1 milimet, một cải tiến đáng kể so với các hệ thống phân tích dáng đi truyền thống.

David Garrido, người đứng đầu bộ phận Đánh giá Cơ sinh học về Đổi mới tại IBV, nhận định rằng MOVE4D đại diện cho một bước tiến vượt bậc trong số hóa hình dáng cơ thể, công thái học và cơ sinh học. Ứng dụng rộng rãi của công nghệ này bao gồm lĩnh vực lâm sàng và công thái học nâng cao, nơi nó được sử dụng để đo lường chính xác các vòng quay khớp và định lượng khối lượng phân đoạn cơ thể. Độ chính xác của hệ thống trong việc tính toán mô-men khớp và khối lượng phân đoạn, ví dụ trong bệnh viêm xương khớp đầu gối, có thể chính xác hơn tới 30% so với các hệ thống dựa trên bảng tiêu chuẩn.

Dự án Metavatar giải quyết nhu cầu ngày càng tăng về các hình đại diện siêu thực trong các thế giới ảo và metaverse, vốn trước đây đòi hỏi các quy trình phức tạp và tốn kém. Điểm đột phá chính là việc tự động hóa quá trình chuyển đổi cấu trúc hình học, bộ xương ảo và hoạt ảnh sang các định dạng cần thiết cho nhiều nền tảng sản xuất 3D khác nhau. Carmelo Lizarraga từ IBV nhấn mạnh rằng phương pháp chuyển đổi tiên tiến này cho phép các bản sao kỹ thuật số từ MOVE4D nhập trực tiếp vào các công cụ đồ họa lớn mà không cần can thiệp thủ công, giúp tối ưu hóa thời gian tạo ra sản phẩm xuống còn một nửa.

Sự phát triển này là kết quả của sự hợp tác chặt chẽ giữa IBV với các công ty tại Valencia như Play&Go Experience, Aumenta Vilanova, Nunsys và Innoarea Projects, đồng thời nhận được sự hỗ trợ từ chính quyền khu vực Valencia thông qua nguồn tài trợ IVACE+i. Công nghệ quét 4D của IBV, thông qua các dự án như ANT4SPORT, còn được áp dụng để nghiên cứu kỹ thuật thể thao, cho phép phân tích định lượng các thay đổi hình thái học với độ chính xác milimet mà không làm ảnh hưởng đến chuyển động của vận động viên. Khả năng thu thập hình ảnh 3D kết cấu với độ phân giải không gian và thời gian siêu cao lên đến 180 khung hình mỗi giây (fps) mở ra các ứng dụng đa dạng từ nghiên cứu khoa học đến giải trí.