Na computação gráfica, a reconstrução tridimensional de objetos a partir de imagens bidimensionais requer alto poder de processamento e, portanto, resulta em custos elevados. Alternativas mais funcionais com uso de recursos de inteligência artificial (IA) vão facilitar as aplicações em jogos, realidade virtual e internet das coisas, entre outros. Orientado pelo professor Luciano Pereira Soares, o aluno André Corrêa Santos, da Engenharia de Computação do Insper, investigou essas possibilidades no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (PIBITI). O relatório recebeu menção honrosa na categoria PIBITI durante o 2º Simpósio de Iniciação Científica e Tecnológica da escola, realizado em 2024.

 

Soares observa que a reconstrução 3D de objetos por meio de IA é um tópico quente entre os pesquisadores. “Tudo é muito novo nessa área, assim tivemos de ler os artigos mais recentes e implementar”, diz o professor. Durante a iniciação, Santos estudou a fundo duas abordagens: os campos de radiância neural (NeRFs, na abreviação em inglês) e a técnica de renderização Gaussian Splatting. Grosso modo, a técnica gaussiana é um caminho menos dispendioso do que a rede neural. O aluno criou diferentes “shaders” (programas de computador de sombreamento de cores). “Os visuais obtidos são muito bons. André se dedicou muito ao projeto e conseguiu produzir efeitos nas reconstruções 3D que ficaram bem interessantes”, afirma Soares.

 

Agora no nono semestre do curso, Santos comenta: “O problema que estávamos tentando resolver está relacionado ao custo em termos computacionais. Então, se não houver uma solução muito eficiente, específica para o problema, não se consegue um resultado minimamente estável ou funcional. Essa técnica gaussiana é uma inovação que saiu nos últimos dois anos, para a representação desses objetos tridimensionais a partir de conjuntos de fotos, que salva muito desempenho do computador. De 2020 a 2023, usávamos principalmente redes neurais. Nessa pesquisa, fiz principalmente programação em baixo nível de placa de vídeo, das chamadas GPU”.

 

A menção honrosa foi uma recompensa inesperada, mas gratificante. “Fiquei muito feliz, porque era um projeto arriscado, um tanto sofisticado em termos técnicos para mim”, diz o estudante. “Até os últimos minutos do segundo tempo, não sabia se conseguiria ter performance suficiente para poder executar o projeto. O PIBITI exige uma inovação tecnológica. Não basta fazer uma revisão bibliográfica. A minha inovação tecnológica era algo que adicionei para reiluminar as cenas geradas pelas gaussianas. Só que, até as últimas entregas, não conseguia ter o desempenho que estava procurando. Lá pelo final, algumas ideias costuraram a coisa inteira e fizeram ela funcionar. Então, fiquei bastante feliz, mas foi uma montanha-russa de tentativas e erros.”

 

Santos nunca havia trabalhado com computação gráfica. A sugestão de tema partiu de Luciano Soares, como complemento às pesquisas que o professor realiza em parceria com colegas da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, nos Estados Unidos. “Não sei se vou trabalhar com computação gráfica logo depois da faculdade, mas percebi que esse campo oferece uma base de fundamentos valiosa para qualquer área da computação”, diz o aluno, que passou dois meses no programa de verão em pesquisa da Universidade de Illinois, no ano passado.

 

Enquanto vislumbra a formatura no final de 2025, Santos segue colaborando, remotamente, com os projetos em realidade virtual do laboratório Parasol, onde foi alocado no programa de verão. A participação no PIBITI é outra experiência a valorizar no currículo. “O PIBITI ajuda o aluno a se aprofundar em algum tema, o que nem sempre é possível no dia a dia das disciplinas do curso, quando há outros trabalhos para entregar ou notas para melhorar. Na iniciação científica e tecnológica, você tem muito mais orientação, com um professor que se reúne semanalmente para te guiar e ver o que está dando certo ou errado. Você vai até o limite de onde consegue”, afirma Santos.