十分钟内的虚拟双胞胎

化身 - 虚拟人 - 是比勒费尔德大学卓越认知交互技术(CITEC)虚拟健身和运动环境ICSpace的核心元素。该系统通过实时提供个性化反馈，可以练习和改进运动序列。该系统由充当教练的虚拟人体现。此外，用户将自己视为化身 - 虚拟房间镜像中的虚拟副本。这种个性化头像的创建过去需要几天时间，但CITEC研究人员现在已经开发了一个加速过程。

为了创建ICSpace系统的化身，研究人员“扫描”了人们。计算机科学家使用40个DSLR相机的圆形阵列从各个方向拍摄相应的人，并使用这些图像计算人体上数百万个三维样本点。通用虚拟人体模型以这样的方式拟合到该数据，即它对应于被扫描人的形状和外观。“我们的虚拟人体模型是通过一百多次3D扫描生成的，包含有关人体形状和运动的统计知识，”计算机图形和几何处理研究小组负责人兼协调员之一Mario Botsch教授说。 ICSpace项目。“只有通过这种模式，我们才能快速自动地创建头像。”

由此产生的虚拟人可以进行详细的动画制作：他们可以移动所有关节，甚至是单个手指，并通过面部表情，语音和手势进行交流。“但最重要的特征是它们以照片般的方式反映用户，”Botsch说。这是至关重要的，因为个性化的头像更容易被用户接受。比勒费尔德的计算机图形研究人员与维尔茨堡大学的Marc Latoschik教授合作进行的一项研究表明了这一点。该研究表明，用户可以更好地识别这种定制的个性化身，而不是与不具有相似性的化身，即使它看起来同样逼真，“Latuschik说道，他在维尔茨堡担任人机交互主席。

“几个月前，创建头像的各个处理步骤几乎不会自动化，”Botsch说。新流程改变了这一点。

对于目前的研究，他的团队开发了一些算法，可以加速照片数据的完整处理，直至动画化身。“这样，我们现在可以在十分钟内生成任何人的化身，”由此产生的出版物的第一作者Jascha Achenbach说。“我们以一种也被电脑游戏行业使用的格式创建虚拟化身，”Thomas Bratemate说道，他和Achenbach一样，在Botsch的研究小组工作。这使得化身一代也对商业用途感兴趣。

研究人员在一个月前在哥德堡(瑞典)举行的“ACM虚拟现实软件和技术研讨会”上介绍了他们加速化身生成的发展。关于个性化头像如何被用户接受的研究将在2018年春季举行的IEEE虚拟现实和3D用户界面会议上展示，这是世界领先的虚拟现实会议。

虚拟培训环境ICSpace由Excellence Cluster CITEC的六个研究小组联合开发。ICSpace代表“智能教练空间”。该系统分析运动员和康复患者的运动并帮助纠正他们。它基于一个带有两个投影墙(前部和地板)的开放空间，称为洞穴自动虚拟环境(CAVE)。CAVE可以模拟步入式计算机生成的虚拟环境。测试对象佩戴类似于电影院中佩戴的3D眼镜。它是全球第一个模拟完整培训流程并灵活适应用户行为的系统。Mario Botsch与计算机科学家Stefan Kopp教授和体育与认知科学家Thomas Schack教授共同完成了该项目。

ICSpace是CITEC的四个大型项目之一。Excellence Cluster CITEC为该项目提供了总计160万欧元的资金，直到2017年底。其他项目是机器人服务公寓，步行机器人Hector和自学习系统“Famula”。CITEC将由德国研究基金会(DFG)代表德国联邦和州政府(EXC 277)资助，作为卓越计划的一部分，直至2018年底。在联邦和州政府的新卓越战略中，比勒费尔德大学正在申请基于当前卓越集群CITEC研究的集群。