ARCH'IT interview / Sull'architettura di ambienti virtuali interconnessi

	CITYCLUSTER "Dal Rinascimento all'Era-dei-Megabyte-in-rete" è una installazione ideata da Franz Fischnaller e realizzata nello scorso febbraio con un collegamento in tempo reale tra Firenze e Chicago. Il progetto consiste nell'interconnessione di due stazioni d'accesso -una fornita dal CAVE dell'Electronic Visualization Lab di Chicago, l'altra realizzata a Firenze con un sistema di visualizzazione AGAVE- ad un territorio virtuale condiviso -composto da due ambienti: Firenze, simbolo dell'età del Rinascimento, e Chicago, simbolo dell'era del "Gigabits"- all'interno del quale i visitatori possono navigare e incontrarsi, possono trasformare edifici e oggetti, scambiarsi idee e creare la loro città ideale. Nel 1995 Franz Fischnaller ha fondato a Milano F.A.B.R.I.CATORS http://www.fabricat.com, un gruppo interdisciplinare che lavora all'integrazione di tecnologia, comunicazione, architettura, arte e design. Attualmente insegna presso l'Electronic Visualization Lab della School of Art and Design dell'Università dell'Illinois a Chicago. [MLP]
[in english]	MARIALUISA PALUMBO: Se sei d'accordo mi piacerebbe orientare la conversazione verso gli aspetti più propriamente tecnici dell'installazione. Infatti, tralasciando le scelte estetico linguistiche, credo che cercare di capire gli elementi fondamentali, materiali e non, di questa architettura virtuale possa essere di grande interesse per gli architetti. Dunque a proposito del concetto d'insieme hai scritto: "Il sistema è stato progettato per fornire funzioni di calcolo integrate ed implementare un contenitore creativo high-tech in cui potessero coesistere ed essere interconnessi in un comune territorio virtuale molteplici ambienti". Che cosa si intende per "sistema di calcolo integrato"?	[13may2003]
	FRANZ FISCHNALLER: Cluster, basati su alcuni prodotti componenti: hardware, strumenti software e applicazioni che attraverso la loro sinergia possono diventare un'unica piattaforma con un sistema operativo multitasking dove diversi programmi (applicazioni) possono operare contemporaneamente. MARIALUISA PALUMBO: …e cosa significa che più ambienti possono coesistere ed essere interconnessi in un unico territorio virtuale? FRANZ FISCHNALLER: C'è una matrice interconnessa di realtà virtuali che ospita una serie di ambienti virtuali: ambientazioni, habitat, città sia reali che immaginarie che possono essere interconnesse fra loro. MARIALUISA PALUMBO: ...e se si aggiungesse alla rete un nuovo nodo depositario di un proprio ambiente virtuale codificato nello stesso linguaggio o in un linguaggio compatibile (per esempio una terza città) sarebbe possibile agli atri utenti 'entrare' nel nuovo ambiente virtuale? FRANZ FISCHNALLER: Se fosse realizzato col nostro software, se avesse l'hardware e gli strumenti di interfaccia adatti, e il permesso di accedere all'ambiente virtuale e la giusta velocità di connessione, si. MARIALUISA PALUMBO: A proposito del software, quali sono i problemi specifici di un ambiente virtuale interattivo e multi utente?
	FRANZ FISCHNALLER: "Ygdrasil", realizzato da Dave Pape, è il software utilizzato per sviluppare il progetto CITYCLUSTER. Ygdrasil è stato sviluppato come strumento per creare ambienti virtuali interconnessi. Programmato in C++, intorno allo strumento di simulazione visiva SGI's IRIS Performer e la libreria CAVERNsoft G2, è focalizzato sulla costruzione del comportamento di oggetti virtuali attraverso componenti riutilizzabili, e sulla condivisione dello stato di un ambiente attraverso un meccanismo grafico di scena distribuita. Performer realizza una rappresentazione gerarchica del database del mondo virtuale, chiamato diagramma di scena: una struttura ad albero che codifica il raggruppamento di oggetti e la nidificazione delle trasformazioni 3D, e fornisce strumenti per operazioni come l'attivarsi e disattivarsi di elementi. Il progetto richiede la capacità di "catturare" elementi da una città e aggiungerli all'altra. Il che pone una sfida perché ciò che costituisce un "elemento" potrebbe non essere facilmente collocabile in un'altra collocazione geografica elegantemente. Gli elementi previsti spaziano da interi edifici a semplici componenti architettoniche come finestre e finiture dei portoni. Per ottimizzare la cattura di un simile range di elementi, è stato necessario impiegare un misto di tecniche di modellazione e processi di programmazione. Se gli elementi architettonici degli edifici sono modellati in maniera consistente, allora le texture che li definiscono possono essere scambiate con risultati prevedibili. Interi edifici possono facilmente passare da un ambiente all'altro se la possibile sistemazione geografica degli edifici è stata preconfigurata. Inoltre è stata prevista la possibilità sia di trasformazioni permanenti che temporanee alle texture degli edifici. È stato aggiunto al sistema un insieme di componenti che permettesse la modificazione in tempo reale delle texture associate ai modelli. Questa tecnica può essere usata per rendere una texture trasparente, permettendo così all'utente di vedere attraverso una data struttura. Ma questo processo può essere costoso rispetto alle risorse del sistema e può dare risultati imprevedibili se usato indiscriminatamente. Conseguentemente, i luoghi su cui attuarlo sono limitati per mantenere stretto controllo sulla natura dei modelli trattati con questa tecnica. Qualsiasi tentativo di immergere un utente in un ambiente vasto e complesso come una città richiede un sistema altamente ottimizzato. Per ridurre il peso sull'hardware grafico nella resa di edifici e altri oggetti lontani dall'utente o non visibili dal suo punto di vista, viene usata una strategia di sostituzione dei modelli con un alto numero di poligoni con modelli a più bassa risoluzione. In un ambiente multi-utente, tutti i modelli potenzialmente da renderizzare sono caricati in memoria ed esclusi dal processo di render corrente sino a che non sono richiesti. La maggior parte della geometria del progetto sarà una geometria statica che appare allo stesso modo per ogni utente. MARIALUISA PALUMBO: Un elemento particolare della modalità di interfaccia che hai creato è il "Meta-Net-Page", una sorta di finestra o pannello di navigazione multifunzionale all'interno della scena principale. Il sistema è estremamente interessante (anche se l'ho trovato un po' difficile da utilizzare!) ma come funziona tecnicamente? E quanto peso ha per te rispetto al progetto complessivo?
	FRANZ FISCHNALLER: Tra le sfide più interessanti incontrate nel corso del progetto, il design di CityCluster richiedeva un ambiente di realtà virtuale che permettesse agli utenti di stare allo stesso tempo in due città diverse. Meta-Net-Page è un visualizzatore di interfaccia di una realtà virtuale interconnessa, progettato ed implementato ad hoc per CityCluster. Questo view panel è il principale strumento di interattività per l'utente. È un ricognitore virtuale, capace di rilevare informazioni, immagini, e dettagli che sarebbero altrimenti zone invisibili o realtà intangibili ad occhio nudo. Indica le coordinate attuali dell'utente e fornisce informazioni più dettagliate sugli oggetti nel suo raggio visivo. Permette all'utente di zumare in avanti e indietro avvicinando o allontanando il pannello dai propri occhi. Il visitatore potrà volare in cielo per avere una visione complessiva della città che sta esplorando. Poi, usando un bottone su un lato del Meta-Net-Page, potrà "teletrasportarsi" immediatamente nel luogo visualizzato sul view panel. Soprattutto il Meta-Net-Page permette la resa di molteplici punti di vista e di geometrie che possono o meno essere visibili. Il punto di vista dell'utilizzatore del pannello, il punto di vista del pannello del suo/della sua compagna di rete, e un terzo punto di vista esterno, possono essere rappresentati tutti insieme. I concetti di "locale" e "distante" cominciano a dissolversi quando i visitatori condividono prospettive multiple attraverso il Meta-Net-Page. MARIALUISA PALUMBO: Per quanto riguarda la piattaforma interattiva l'applicazione è stata progettata per funzionare in un CAVE o nel sistema di visualizzazione AGAVE. Quali sono le caratteristiche e le differenze fondamentali tra i due sistemi? FRANZ FISCHNALLER: Questa applicazione può girare in entrambe le piattaforme perchè l'AGAVE è derivata dal CAVE. Stesso hardware, stesso software e capacità tecnologiche. Ad eccezione del fatto che il CAVE ha quattro pareti di proiezione mentre l'AGAVE una sola. Il CAVE (CAVE Automatic Virtual Environment) è un sistema di realtà virtuale basato su proiezioni, una stanza di circa tre metri per tre. Immagini stereoscopiche vengono retro-proiettate sulle pareti creando l'illusione che nella stanza insieme al visitatore esistano degli oggetti tridimensionali. Il visitatore indossa occhiali a cristalli liquidi per la visualizzazione delle proiezioni stereoscopiche. Un sensore di posizione elettromagnetico posizionato sugli occhiali permette al sistema CAVE di determinare la posizione e l'orientamento della testa del visitatore. Questa informazione è usata dall'Onyx Silicon Graphics che guida il CAVE per visualizzare l'immagine dal punto di vista dell'osservatore. E l'osservatore può fisicamente camminare intorno ad un oggetto che sembra essere tridimensionalmente presente al centro del CAVE. Il soggetto tiene in mano un navigatore che è anch'esso tracciato ed è dotato di un joystick e tre bottoni per l'interazione con l'ambiente virtuale. I bottoni possono essere usati per cambiare modalità o per accedere ai menu del CAVE, o per afferrare oggetti virtuali. Applicazioni di realtà virtuale in CAVE possono essere interconnesse su reti a larga banda. Il sistema di visualizzazione AGAVE (Access Grid Augmented Virtual Environment) è un sistema passivo di proiezione stereografica attraverso il quale il pubblico vedrà un contenuto immersivo usando occhiali per la visione 3D. Il sistema di visualizzazione è composto da uno schermo argentato a discesa che conserva la polarizzazione, due proiettori LCD con polarizzatori lineari o circolari di fronte ad ogni lente, un PC, con una scheda grafica capace di una doppia uscita video, guidato da un doppio processore Linux. Per supportare il tracciamento e l'interazione 3D, possono essere usati l'Ascension Technology's Flock of Birds (Extended Range Transmitter version), e EVL's Wanda. Wanda è un puntatore con tracciatore incorporato, joystick e tre bottoni. È il sistema di interazione standard usato nel CAVE. Il concetto generale che sta dietro l'AGAVE è connettere una stazione grafica basata su PC ad un nodo della Access Grid che possa essere usato per proiettare computer grafica stereoscopica 3D così da permettere alle persone interconnesse di condividere un contenuto immersivo tridimensionale. Applicazioni di realtà virtuale visualizzate con l'AGAVE possono essere interconnesse su reti ad alta velocità. Le piattaforme possono essere interconnesse, permettendo a visitatori locali e remoti di navigare, interagire, e comunicare tra loro in tempo reale attraverso avatar in uno spazio virtuale condiviso. Occhiali stereoscopici attivi e passivi permettono una visione tridimensionale. Un semplice strumento di input tracciato, il "wand", con joystick e bottoni, permette al visitatore di navigare attraverso lo spazio virtuale, di manipolare oggetti virtuali e interagire con gli altri.

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