Nuovi algoritmi per i futuri display digitali

I display digitali svolgono un ruolo vitale in molte attività professionali e personali, come nei campi della formazione, della ricerca, dell’intrattenimento, della comunicazione, dell’industria e della sanità. Ma la forte crescita di applicazioni nel campo della realtà virtuale (VR) e della realtà aumentata (AR) solleva la questione di come riprodurre gli stimoli visivi essenziali, cioè la facoltà umana di percepire il mondo in tre dimensioni e imitare l'esperienza dell'osservazione del mondo reale. I ricercatori attivi in questo campo, definito anche come “visualizzazione computazionale”, condividono l’opinione che vi è ancora molto da fare per colmare le lacune tra hardware, tecniche computazionali e comprensione della percezione visiva umana. Fra questi troviamo Piotr Didyk, il trentaquatrenne professore assistente senior che dalla primavera scorsa è alla Facoltà di scienze informatiche dell’USI, e che affronterà questi temi nel suo progetto “Perceptually-Driven Optimizations of Graphics Content for Novel Displays”, grazie all’ERC Starting Grant del valore di 1,5 milioni di euro assegnatogli nel mese di luglio da parte del Consiglio europeo della ricerca.

La questione di fondo verte sulla capacità delle moderne tecnologie di riprodurre gli stimoli visivi essenziali. Gli algoritmi odierni che stanno alla base dei programmi di ottimizzazione grafica nei sistemi hardware attualmente disponibili non sono ancora in grado di tanto. Ciò si traduce in una scarsa qualità visiva e, allo stesso tempo, in una grande necessità di potenza computazionale, che in ultima analisi ostacola l'adozione di nuovi display.

Il Prof. Didyk e il suo team di ricercatori studieranno come combinare hardware, calcolo e percezione visiva in una piattaforma unica, dove le capacità dei display e i requisiti di qualità sono rappresentati in uno spazio condiviso. Il progetto si concentrerà anche sugli aspetti chiave dei dispositivi portatili, come l'efficienza energetica e la qualità visiva. Gli esperimenti e la modellazione della percezione umana forniranno anche spunti cruciali per lo sviluppo di nuovi hardware, che saranno necessari per lo sviluppo e la standardizzazione di nuovi dispositivi di visualizzazione di alta qualità, che non solo miglioreranno le applicazioni esistenti, ma ne abiliteranno anche di nuove.

Il progetto si concentrerà su tecniche che potrebbero diventare un elemento chiave per le nuove tecnologie di visualizzazione, il cui impatto potrebbe essere simile a quello del JPEG e dell’MP3. Oltre all’importante industria dell'intrattenimento, le nuove tecniche troveranno applicazione anche in molte altre aree di interesse: nelle procedure mediche e operazioni di soccorso, dove le informazioni provenienti da fonti esterne possono essere facilmente fornite su occhiali a realtà aumentata; nell’ambito della visualizzazione di processi industriali, che possono essere eseguite a distanza; o nella formazione in ambiti che normalmente comportano rischi o costi significativi, come ad esempio l’aviazione.

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Il Prof. Piotr Didyk è responsabile di un gruppo di ricerca della Facoltà di scienze informatiche dell’USI che si occupa di percezione, visualizzazione e realizzazione nel campo della grafica computerizzata. I suoi risultati hanno portato alla pubblicazione e presentazione di 18 articoli scientifici alle conferenze  di alto livello ACM SIGGRAPH e ACM SIGGRAPH Asia. Prima di approdare all'USI, Piotr Didyk ha condotto il suo gruppo di ricerca alla Saarland University e al Max Planck Institute for Informatics in Germania. Ha anche trascorso due anni come ricercatore postdoc presso il Massachusetts Institute of Technology. Ha conseguito il dottorato di ricerca presso la Saarland University e il Max Planck Institute.