Luca Fascione - Quei Na’vi di Avatar pieni di matematica

On August 27, 2013

Matematico laureato dall’Università di Roma Tor Vergata, Luca Fascione lavora oggi in Nuova Zelanda nella compagnia Weta Digital, che ha curato gli effetti speciali digitali del film Avatar… [Pubblicata l'8 marzo 2010].

Ci racconta il suo percorso di studi, scolastico e universitario?

Sono nato a Pisa, e cresciuto a Roma, ho studiato al liceo scientifico e poi mi sono laureato in Matematica all'università di Roma Tor Vergata.

E dopo l'Università?

Il mio primo "impiego" è stato uno stage a Banca IMI a Milano, sul desk di trading obbligazionario. L'esperienza mi ha molto aperto gli occhi sull'ampiezza delle offerte disponibili nel "mondo del lavoro". Sei mesi nei quali ho imparato moltissimo sia sulla finanza, sia sulla vita da adulti...

Ci racconta come si è avvicinato al mondo della computer grafica?

Beh, l'esperienza a Banca IMI, che di per sé mi è piaciuta moltissimo, mi ha però fatto capire che le obbligazioni e le azioni non fanno per me. Ho riflettuto molto, e ho cercato qualcosa che coniugasse le passioni della mia vita: computer, cinema e possibilmente un po' di Matematica. Da lì alla computer grafica il passo è breve. Certo riuscirci ha richiesto molta buona volontà, mia per la notevole distanza da coprire nella mia preparazione, e della mia famiglia che mi ha permesso di fare questa scommessa che di certo all'epoca era molto incerta.

A quali film ha contribuito e in che modo la matematica è entrata nel suo lavoro?

avatarI film principali con cui sono stato coinvolto direttamente sono: Valiant, The Ant Bully, King Kong e Avatar. Il mio lavoro consiste nello scrivere programmi che lo studio usa nella produzione dei vari film, i programmi su cui ho lavorato sono stati usati anche in vari altri film come Eragon, Fantastic Four - Rise of the Silver Surfer, Xmen III, The Waterhorse, The Day the Earth Stood Still, District 9 ed alcuni altri. Ho anche lavorato alla Pixar per un certo periodo, in cui ho contribuito ad un tool usato sui film Up e Toy Story 3. La matematica è parte della mia vita di ogni giorno, nell'ultimo periodo anche più direttamente del solito. Se da una parte è l'approccio rigoroso del matematico che mi ha aiutato di più, gli ultimi progetti hanno anche una componente più direttamente legata a temi di geometria differenziale e teoria delle varietà lisce. Il mio lavoro è sempre un po' un bilanciamento tra temi diinformatica classica (come nuovi algoritmi di ricerca o di compressione) e questioni invece di natura geometrica, che spesso sono notevolmente complicate dall'approccio numerico che necessariamente dobbiamo mantenere in questo settore. Anche concetti relativamente semplici come la continuità, nel mondo discreto e finito della computer grafica assumono un aspetto molto menoconcreto (incredibile a dirsi) e i confini tra continuo e discontinuo sono spesso lasciati all'interpretazione. Se in certe branche (come per esempio l'analisi armonica e le sue evoluzioni) c'è una comprensione molto profonda di come le cose cambino passando dal continuo al discreto e dalla precisione infinita a rappresentazioni finite, in altre (come la geometria differenziale) questi passaggi sono ancora oggetto di ricerca molto attiva, il che significa che spesso la validità di teoremi anche semplici deve essere verificata, riesaminando il significato delle varie ipotesi nel contesto discreto. Per fare un esempio concreto, pochi giorni fa discutevamo l'uso dell'operatore di Laplace-Beltrami riformulato nel contesto delle nostre varietà lisce (che sono essenzialmente dei grafi bidimensionali e quindi in realtà finiscono per essere molto meno condizionate di una varietà liscia nel senso usuale).

Qualche aneddoto circa la lavorazione di questi film?

Beh, più che aneddoto vorrei proporre un punto di riflessione. Il fine ultimo del mio lavoro è creare immagini. Strutturalmente inseguiamo un certo senso estetico che deve essere soddisfatto, spesso tramite l'uso di strumenti basati di solito sulla matematica e la fisica. Il punto è che occasionalmente l'estetica e la fisica non vanno poi così d'accordo. Prendiamo la pelle dei Na'vi, i personaggi del film Avatar. Hanno la pelle blu e nelle loro vene scorre sangue rosso. Eccetto che la nostra pelle è rosa esattamente perché è "color sangue sbiadito"... Come mai la pelle dei Na'vi è invece blu? Per poter rappresentare un Na'vi noi abbiamo dovuto reinventare un po' la biologia del loro sistema, e trovare una soluzione a questa apparente contraddizione (la "soluzione" comincia dal fatto che la "melanina" dei Na'vi è blu e che il loro sistema vascolare ha un tipo di irrorazione diverso dal nostro), ma comunque abbiamo dovuto mettere insieme un sistema coerente, per ottenere l'alto grado di realismo del film e tutti i sottili effetti di interazione della luce con la pelle. Sono piccoli rompicapo, ma son divertenti da risolvere.

Può parlarci del suo impegno per il film Avatar? Che ruolo ha svolto la matematica nella "nuova" tecnologia 3D di questo film?

Ho cominciato a lavorare su software usato in Avatar nel 2006, un progetto che è culminato in una delle esperienze più interessanti della mia carriera finora: con lo studio stavamo lavorando ad una nuova generazione di software per il Motion Capture, che avrebbe permesso notevoli miglioramenti nella possibilità per il regista di lavorare in tempo reale con gli attori durante le sessioni di cattura della performance (che è un po' il corrispondente della "ripresa" del Motion Capture). Una volta che il sistema ha cominciato a funzionare, lo abbiamo presentato al regista di Avatar, James Cameron, che ne è rimasto contento e ha voluto trasferirlo nei suoi studi di Los Angeles per poterlo usare sul suo film. Fin qui nulla di così eccezionale, conoscevamo una limitazione, abbiamo proposto una soluzione, è stata accettata. Ben fatto. La cosa interessante è stata che quando siamo andati a fare l'installazione e collaudo del sistema negli studi di Playa Vista, è venuto fuori che anche Steven Spielberg e Peter Jackson erano interessati al nostro sistema, e han convinto Cameron ad avere in prestito il suo studio (naturalmente con tutti i "tecnici") per tre giorni di riprese in modo da poter provare il sistema e vedere se sarebbe stato possibile usarlo per il loro nuovo progetto congiunto, Tin Tin. In questo modo noi ci siamo trovati sul set con forse i tre registi più influenti di Hollywood contemporaneamente, insieme a Jon Landau e Kathleen Kennedy, che sono forse i due produttori più importanti del momento, tutti più o meno lavorando sulla stessa idea. Solo i registi nella sala totalizzavano 9 oscar vinti direttamente (e credo ben oltre i 30 considerando il totale dei loro film: solo Titanic e il terzo film della saga del Signore degli anelli ne totalizzano 22!). Il carisma di questi personaggi è assolutamente incredibile, è stata un'esperienza fortissima.

Ha qualche hobby, passione, oltre alla matematica e al suo lavoro?

Mi piace molto la musica, suono la chitarra, principalmente musica di stampo sud americano. Mi diverto anche con la macchina fotografica, anche se ultimamente non ho potuto dedicarci troppo tempo. Infine mi piace moltissimo il cinema, cerco di andare il più possibile, ma anche a casa ho organizzato una stanza con un proiettore in cui passo molto tempo.

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