A difícil busca pelos óculos do metaverso

Em outubro do ano passado, o Facebook mudou o nome para Meta para refletir a aposta no metaverso, ideia que une elementos virtuais ao mundo real. Desde então, a companhia mostrou pouco sobre como pretende avançar – enquanto isso, a divisão da companhia responsável pelos projetos (a Reality Labs) vem registrando seguidos prejuízos (foram US$ 3 bilhões no vermelho em cada dos últimos dois trimestres).

Recentemente, o presidente e fundador da empresa, Mark Zuckerberg, mostrou a veículos de diferentes países, incluindo o Estadão, como pretende construir óculos de realidade virtual (RV) avançados, ferramenta fundamental para tirar o metaverso do papel.

Para determinar se os óculos atingiram a capacidade de enganar os olhos, a Reality Labs criou um teste chamado de “teste visual de Turing”. A inspiração é clara: o teste de Turing, criado em 1950 por Alan Turing para avaliar se um computador poderia passar como “humano”. O teste visual de Turing, portanto, se refere a como máquinas conseguem exibir conteúdo que passe como “real”. “É um teste subjetivo, porque o importante nele é a percepção humana do que está sendo visto. É um teste no qual nenhuma tecnologia de RV passa hoje”, afirmou durante a apresentação Michael Abrash, cientista-chefe do Reality Labs.

As pesquisas indicaram quatro áreas em que é necessário avançar para passar no teste visual de Turing: resolução, foco, distorção e brilho.

Resolução

Esse é o quesito básico de quem planeja produzir painéis realistas. Sem o volume necessário de pixels, a imagem fica distorcida, o que alerta os nossos olhos (e cérebro) de que a imagem não é “real”. Em telas 2D, como de TVs e celulares, isso já foi resolvido há algum tempo. Porém, em óculos de RV, que tem ângulo de visão muito maior, isso ainda não aconteceu.

“Para obter uma visão 20/20 (parâmetro médico que indica visão saudável) em todo o campo de visão humano, seria necessário alcançar mais de 8K de resolução”, afirmou Zuckerberg. Para enganar os olhos, a empresa estima que são necessários 60 pixels por grau do campo de visão.

Assim, a companhia produziu uma lente híbrida compatível com a resolução mais alta, pela qual foi possível atingir a resolução de 55 pixels por grau. Ela faz parte de um dos protótipos mostrados. Chamado de Butterscotch, os óculos têm uma série de circuitos e placas expostos, o que mostra que ainda há um longo caminho. Além disso, ele tem outra limitação: o campo de visão foi reduzido para cerca de 60 graus, metade do apresentado do Quest 2, comercializado pelo Facebook.

Foco

Outro problema detectado pelo Reality Labs é como óculos de RV trabalham contra o funcionamento padrão dos olhos. “Os olhos mudam de formato constantemente para focar aquilo que olhamos. Assim, eles captam adequadamente a luz. Isso não acontece na RV”, falou Abrash.

“Isso significa que o ponto de foco é fixo nesses aparelhos. Geralmente, esse ponto fica em torno de 1,5 a 1,8 metro à nossa frente. O problema é que objetos virtuais a uma distância muito mais próxima do que essa enviam sinais conflitantes ao sistema ocular”, completou Zuckerberg. A luta para encontrar foco a partir de um ponto fixo é um dos responsáveis pela fadiga que óculos de RV causam nas pessoas – para uma companhia que planeja imersão total no metaverso, é um grande obstáculo.

A solução do Facebook foi criar lentes que rastreiam os olhos e se movem de forma dinâmica, como o foco automático de uma câmera de celular. A tecnologia, batizada de varifocal, altera a profundidade focal para corresponder ao ponto que olhamos.

Assim, a equipe mostrou uma sequência de protótipos, batizada de Half Dome, que mostrou melhorias na tecnologia varifocal, além do tamanho e do peso do aparelho. Na versão mais recente, o Half Dome 3 ampliou o campo de visão da tecnologia para 140 graus, reduziu o peso em 200 gramas e substituiu as partes mecânicas por lentes de cristal líquido.

Distorção

Segundo o Facebook, o rastreamento ocular é importante para resolver outro problema de imagens em RV: distorções dos objetos virtuais. “A distorção muda conforme o olho se move para focar em direções diferentes. Os nossos algoritmos (de otimização de imagem) são muito estáticos. Isso significa que eles não funcionam perfeitamente quando alguém olha ao redor de uma cena”, diz Zuckerberg.

“A correção que fazemos precisa ser dinâmica conforme o olho se move e funcionar em todas as diferentes profundidades de foco possíveis para a tecnologia varifocal”, disse o fundador do Facebook.

Para estudar os efeitos da distorção em RV e tentar encontrar soluções, o Reality Labs construiu um simulador de distorção, um equipamento que simula diferentes tipos de distorção quando algum design de óculos é testado. O equipamento reduz custo porque dispensa a necessidade de construir óculos no mundo real

Brilho

O último grande problema encontrado pelas equipes de Abrash já vem sendo enfrentado pelos fabricantes de TV e celulares: o nível de brilho dos painéis, conhecido pela sigla HDR e medido em nits. Segundo os estudos da companhia, o ideal é que os painéis tenham pico de 10 mil nits para que os olhos sejam enganados, mas óculos de RV estão muito longe disso. O Quest 2 tem pico de meros 100 nits.

Na apresentação, Zuckerberg exibiu um protótipo chamado Starburst com uma lâmpada de alto brilho atrás do painel de LCD, que atinge pico de 20 mil nits. Porém, ele é um trambolho tão grande e pesado que tem alças para ser segurado.

Laser

Uma das tentativas da empresa em apresentar designs mais próximos do que as pessoas estariam dispostas a usar foi o protótipo batizado Holocake 2. Embora não tenha detalhado quais pontos relacionados ao teste visual de Turing o dispositivo ataca, o Facebook afirmou que ele reuniu alguns dos aprendizados

Ele conseguiu reduzir sistemas ópticos. “Na maioria dos óculos de RV, as lentes são grossas e precisam ser posicionadas a alguns centímetros da tela, para que possam focar de maneira correta e direcionar a luz diretamente para os olhos. É por isso que a parte frontal dos aparelhos parece muito pesada”, disse Zuckerberg.

Segundo o executivo, o Holocake 2 usa duas novas tecnologias. A primeira reduz o espaço entre o painel e as lentes e a segunda reduz as próprias lentes, substituindo lentes curvadas por lentes planas, batizadas de lentes holográficas.

“Enviamos luz por meio de uma holografia de lente, não por uma lente. Holografias são gravações do que acontece quando a luz atinge alguma superfície. Assim como a holografia é muito mais plana do que o objeto que representa, a ótica holográfica é mais plana a”, explicou o executivo.

Para reduzir o espaço entre painel e lente, o Facebook diz que precisou usar fontes alternativas de iluminação ao Led. “O Holocake precisa de lasers específicos, que são bem diferentes dos Leds usados nos óculos RV atuais. Embora os lasers não sejam tão raros hoje em dia, eles não costumam aparecer em produtos com o tamanho de desempenho e o preço necessários para aparelhos comerciais”, disse Abrash.

Futuro

Com tudo isso, o Facebook apresentou um projeto chamado Mirror Lake, que pretende incluir as tecnologias varifocal e de rastreamento de olhos – parece ser a aposta da companhia para o futuro. Não é possível saber se esse projeto um dia verá a luz do dia, pois só foi mostrada uma representação gráfica do aparelho.

Mesmo que consiga avançar em todos os quesitos relacionados à imagem, o Facebook ainda tem diversas questões para que o seu projeto de RV saia do papel. Um deles é a autonomia das baterias – já que equipamentos do tipo não fazem sentido se exigem de alimentação por cabo. “O processamento computacional que eles querem está longe do que temos hoje em dia. E o consumo de energia já é alto”, afirma Paulo Sérgio Rodrigues, coordenador do projeto de pesquisa RV da FEI. Outro ponto é a necessidade de resposta tátil, tecnologia que dá a sensação de tato em objetos virtuais. “Não enxergamos só com os olhos”, diz Rodrigues.

Por fim, especialistas lembram que será necessário convencer as pessoas da utilidade dessa classe de equipamentos. “É preciso se concentrar na aplicação desses novos dispositivos. Para as necessidades atuais, aquilo que já temos funciona bem. Será preciso que as pessoas vejam valor na nova geração”, diz Marcos Barreto, professor de robótica da Fundação Vanzolini/Poli-USP.

As respostas do Facebook precisam chegar logo. Em breve, a companhia não será a única com óculos voltados para o metaverso. O Google demonstrou no mês passado o seu projeto. E rumores dão conta de que a Apple se prepara para entrar na disputa em 2023.

Estadão Conteúdo