Personalizzare un controller VR: da Tatooine all’officina sotto casa

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Il 2016 è stato l’anno zero per la Realtà Virtuale. I kit che consentono di utilizzarla, come Oculus Rift o HTC VIVE si basano su due componenti fondamentali: un visore (headset) VR per consentire l’esperienza immersiva, e un controller VR per poter interagire con lo scenario virtuale creato dall’applicazione.

Se immersione e interazione sono le chiavi del successo di una tecnologia 3D come la realtà virtuale, ciò che fa la differenza è il realismo dell’esperienza. Ciò che rende tangibile il controllo dei vari elementi presenti in una scena, ancor prima della qualità tecnica ed estetica del mondo virtuale.

htc vive kit VR

La famiglia di componenti di HTC VIVE comprende il visore, i controller e i diffusori audio (credits Steam VR)

Il controller fisico dispone di una serie di comandi con cui l’utente interagisce con il mondo virtuale, proiettato all’interno del visore. Il controller fisico, tuttavia, non coincide con quello visualizzato nella controparte virtuale. Questo consente la possibilità di personalizzare il controller VR, assegnandogli per ogni applicazione le sembianze opportune.

Immaginate ad esempio di essere uno Jedi, cosa ci sarebbe di meglio che impugnare una Lightsabre e provare le stesse emozioni vissute dalla giovane Rey contro il perfido cugino Kylo Ren? E’ quanto hanno pensato alla ILM (Industrial Light and Magic) nello sviluppare il progetto sperimentale Trials on Tatooine.

Chi ha visto Star Wars: il Risveglio della Forza, sa benissimo di cosa stiamo parlando.

TRIALS ON TATOOINE: LA REALTA’ VIRTUALE TARGATA ILM

I numeri non mentono. Se Disney, colosso che ha rilevato da George Lucas sia la ILM che la Lucasfilm, proprietaria dell’intero franchise di Star Wars, ha deciso di investire in un’intera divisione come ILMxLAB decine di milioni di dollari, emerge un segnale evidente: il potenziale della VR nel settore Media & Entertainment promette ritorni di investimento assolutamente rilevanti.

Esordire con Star Wars è si è oltretutto rivelata una scelta fortunata quanto azzeccatissima, anche per la notevole analogia tra i sistema di controllo di HTC Vive e la leggendaria Lightsabre, un’icona con cui tutti noi siamo cresciuti guardando al cinema i capolavori firmati da George Lucas. Alcuni critici, nel recensire Trials on Tatooine hanno focalizzato la questione con un “La VR sembra sia stata creata apposta per consentire di utilizzare la Lightsabre“. Un claim che Rob Bredow, CTO di ILM, non ha tardato a fare suo. Difficile dargli torto, del resto.

Trials on Tatooine al momento non è ancora paragonabile con un film intero o l’esperienza totale di un videogame della serie Star Wars. Ad essere un po’ spietati nell’analisi, è poco più che una demo, un esperimento tuttavia perfettamente riuscito, in grado di far intuire il coinvolgimento e la portata creativa che questo genere di progetti esercita sui consumatori. E’ sufficiente indossare un HTC VIVE e far partire l’applicazione per diventare protagonisti in ogni aspetto dell’esperienza virtuale. Il gioco consente di poter esplorare il leggendario Millennium Falcon sia all’esterno che all’interno ed è caratterizzato da una fase in cui, una volta attivata la spada laser, con l’adrenalina derivante dal suo inconfondibile ronzio, il giocatore deve parare i proiettili laser degli stormtroopers, quel tanto che basta per consentire al Falcon di volare via.

Trials on Tatooine, come spiega il direttore creativo John Gaeta, è nato concettualmente proprio durante le riprese del settimo episodio di Star Wars: “Abbiamo sviluppato una sorta di adorazione nei confronti del Millennium Falcon, da li ci è venuta l’idea. Volevamo percepire le sue dimensioni, ricrearlo per provare la sensazione di essere davvero lì. Questo è stato l’inizio, poi ci siamo detti: ma perché non rendiamo possibile a tutti interagire con il mondo, riparando un oggetto o combattendo?” E così ha preso il via.

Tornando ad un contesto, per così dire, più terreno, per provare le emozioni della realtà virtuale non è necessario essere uno Jedi. Anzi, gli stessi concetti e i medesimi strumenti utilizzati da ILMxLAB per portarci su Tatooine sono utilizzabili anche per sviluppare applicazioni in ambito professionale. Si pensi alla varietà di possibilità in ambito medicale, oppure ai programmi di predictive maintenance per la gestione di un impianto industriale. Anche soltanto per formare gli specialisti circa il funzionamento di ogni apparecchiatura che lo compone.

Utilizzando la realtà virtuale, qualsiasi addetto potrebbe svolgere in piena sicurezza delle simulazioni di intervento, immedesimandosi in una situazione del tutto analoga rispetto a quella reale, godendo inoltre di tutte le istruzioni didattiche e manualistiche implementate direttamente all’interno del software.

COME NASCE LA VERSIONE DIGITALE DI UN CONTROLLER VR?

Togliamoci ora una curiosità dal punto di vista tecnico. Sulla base di una recente esperienza sviluppata in Protocube Reply, vediamo come è possibile creare un modello 3D e quali sono le fasi necessarie per implementarlo in una applicazione per la realtà virtuale. Il caso in questione è rappresentato da un utensile, nella fattispecie un avvitatore industriale, utilizzato per alcune operazioni di manutenzione su un impianto Oil & Gas.

montaggio 3d custom tool e htc vive controller VR

STEP 1 – Il concept del modello personalizzato (in basso) deve corrispondere nei pulsanti principali al modello di default del controller di HTC VIVE (in alto) (credits Protocube Reply)

Il processo di creazione è stato coordinato dal direttore creativo di Protocube Reply, Valerio Fissolo: “La creazione di un modello 3D per la VR – analizza Valerio – non è concettualmente così diversa da quella dei videogiochi. In fondo si tratta sempre di creare modelli con livelli di dettaglio gestibili da un game engine, come Unity o Unreal Engine. Ciò che rende specifico la VR è l’interattività attraverso i controller del kit che la gestisce. Nel nostro caso HTC VIVE. Qualsiasi controller personalizzato, per essere realistico e funzionale, deve essere gestibile con le stesse funzioni del controller fisico del Vive“.

3d Tool Blender 01 controller VR

STEP 2 – Il modello 3d è stato definito con Blender, software 3D open source tra i più diffusi nella CG Industry. Nel quadro di destra è visualizzato il modello generale dell’utensile, mentre a sinistra è ritratto lo sviluppo delle sue parti. Questo processo, definito Unwrapping, è fondamentale per poter mappare correttamente le texture sull’oggetto. Quanto è visualizzato nel quadro di sinistra è il risultato di un baking, un rendering che di per sè genera una semplice immagine in 2D, modificabile con un tool interno di painting o essere esportata in altri software. (credits Protocube Reply)

3d custom tool quixel 01 controller VR

STEP 3 – i tagli vengono esportati da Blender come una semplice immagine, modificata con Adobe Photoshop tramite l’utilizzo del plugin Quixel Tools (credits Protocube Reply)

3d custom tool quixel 02 controller VR

STEP 4 – Quixel dispone di un’ampia libreria di materiali fisicamente corretti (PBR – phisically based render), catalogati per tipologia. E’ dunque possibile scegliere le plastiche ed i metalli da utilizzare come base di partenza per la definizione dei materiali che compongono l’utensile. Successivamente ogni materiale viene affinato nei dettagli per corrispondere in modo esatto alle proprietà richieste dal progetto (credits Protocube Reply)

3d custom tool quixel 03 controller VR

STEP 5 – I materiali PBR come quelli definiti con Quixel sono composti da una serie di mappe che definiscono tutti i colori e gli effetti (riflessioni, rifrazioni, bassorilievi, ecc.) del materiale. E’ possibile personalizzare nei minimi dettagli ciascuna mappa, in modo da ottenere materiali estremamente realistici e flessibili, anche in caso di successive modifiche. L’immagine ritrae la mappa di riflessione, composta a sua volta da più maschere di livello (credits Protocube Reply)

A questo punto, il nostro avvitatore è pronto all’uso. Il modello 3D è infatti completo di materiali e mappe. Bisogna decidere cosa farne. Sulla base dello stesso modello 3D è possibile definire innumerevoli output. L’obiettivo primario, come premesso, era quello di creare un controller VR personalizzato. Valerio procede pertanto a finalizzare ed ottimizzare l’esportazione del modello che verrà preso in carico dal team di sviluppo in Unity.

3d custom tool unity controller VR

STEP 6 – L’importazione del modello in Unity consente di sostituire nell’applicazione VR il controller di default di HTC VIVE con il nostro utensile, in grado di recepire tutti i comandi e le funzioni per rendere possibile l’interazione . La viewport a sinistra mostra il modello mappato nella scena, mentre a destra vediamo l’anteprima del vero e proprio rendering in tempo reale. In questo frangente si può apprezzare il livello di realismo dell’utensile, grazie alla definizione dei materiali che lo compongono (credits Protocube Reply)

3d custom tool Industry APP controller VR

STEP 7 – Il progetto completo comprende uno scenario con una serie impianti, con cui è possibile interagire. Il progetto può essere esportato in output VR, in un’applicazione per HTC Vive che consente a chiunque di poter vivere un’esperienza in realtà virtuale immersiva, grazie al visore e ai controller VR (credits Protocube Reply)

Un’applicazione per la realtà virtuale necessita dunque di un modello con caratteristiche idonee per essere gestito e visualizzato in tempo reale. Questo workflow, eseguito da Valerio Fissolo per creare l’utensile, potrebbe essere altrimenti utilizzato ad esempio sul web. Su Sketchfab, oppure su applicazioni proprietarie, come un configuratore 3D online. Su tutte quelle applicazioni che sono caratterizzate da un denominatore comune: il rendering in tempo reale.

A prescindere dall’utilizzo finale, è dunque fondamentale sapere implementare un workflow in grado di generare modelli tecnicamente corretti e gestibili senza errori da tutte le applicazioni. Si tratta di operazioni tutto sommato semplici, se confrontate con la gamma di possibilità creative che attualmente la computer grafica offre. A prescindere dai software impiegati, non si può tuttavia prescindere da un know how che coniuga in modo corretto teoria e pratica della modellazione 3D.

3d custom tool sketchfab

Sketchfab (www.sketchfab.com) è un servizio web che consente di visualizzare online un modello 3D, come nel caso dell’utensile creato da Valerio Fissolo. Sketchfab è utile ad esempio consentire in modo rapido la pubblicazione all’interno dei siti internet di un contenuto esplorabile in 3D (credits Protocube Reply)

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Nota - i video ILMxLAB sono tratti direttamente dal canale Youtube ILMvisualFX. I contenuti sono di proprietà di ILM / Disney.

Tutte le immagini sono dei rispettivi proprietari.

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Francesco La Trofa

Francesco La Trofa

Architetto e giornalista, con 20 anni di esperienza nelle tecnologie 3D.
Consulente di enti pubblici e aziende 3D per aspetti legati alla progettazione e alla comunicazione.
Responsabile dei contenuti editoriali di Treddi.com e co-fondatore dei Digital Drawing Days, evento unico nel suo genere in Italia.
Collabora attivamente nella ricerca e nella didattica presso il Politecnico di Milano.
Per Protocube Reply cura 3D STORIES.

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