Humanos virtuais ou figuras tridimensionais criadas digitalmente para representar pessoas, estão cada vez mais presentes em jogos eletrônicos, experiências imersivas de realidade virtual, efeitos especiais no cinema e até em campanhas de marketing digital. Seu avanço depende de tecnologias como Unreal Engine e Metahuman Creator, ferramentas que permitem criar modelos realistas com texturas de pele, expressões faciais e movimentações complexas. No entanto, o realismo prometido por essas plataformas pode não alcançar a todos igualmente.
A renderização de tons de pele, especialmente os mais escuros, ainda apresenta falhas técnicas que afetam a fidelidade visual de personagens digitais. Esse problema pode distorcer a representação de pessoas negras em ambientes virtuais, comprometendo a inclusão e dificultando o reconhecimento justo e preciso dessas identidades no universo digital. Foi com base nessa problemática que estudantes da Universidade Tiradentes (Unit) iniciaram um projeto de Iniciação Científica, voltado para investigar como os tons de pele influenciam a representação gráfica de humanos virtuais e como essas distorções podem ser medidas, enfrentadas e corrigidas.
Coordenado pelo professor Victor Flávio de Andrade Araújo, com coorientação da pesquisadora Soraia Raupp Musse, o estudo reúne os estudantes João Vitor Rezende Moura, Helena Carvalho Leal e Erick Menezes, todos do curso de Ciência da Computação da Unit. Segundo João Vitor, a ideia surgiu da necessidade de entender como diferentes tons de pele se comportam nos processos de renderização digital. “Buscamos metrificar as distorções que ocorrem na coloração da pele sob diferentes condições visuais, com o objetivo de propor padrões mais precisos e justos”, explica João.
Desvendando o viés algorítmico
A pesquisa utilizou os softwares Unreal Engine e Metahuman Creator para gerar 80 modelos de rostos humanos com variações na tonalidade da pele. A partir dessas imagens, os alunos aplicaram técnicas de visão computacional, estatística e inteligência artificial para analisar métricas como RGB Mean, Histogram Entropy e Intensity Median. “Essas ferramentas foram fundamentais. Mesmo sem experiência prévia, conseguimos nos capacitar com apoio do nosso orientador e aplicamos métodos técnicos rigorosos para garantir a precisão das análises”, complementa João.
Um dos maiores desafios enfrentados pelo grupo foi estabelecer métricas que de fato captassem as nuances entre os tons de pele. Segundo Helena Carvalho, o trabalho exigiu testes com diversos algoritmos e métodos estatísticos. “Utilizamos PCA, K-means, ANOVA, e construímos gráficos para entender quais variáveis melhor discriminam os tons intermediários. A intensidade mediana foi a mais eficiente para revelar essas diferenças”, explica. “Tivemos que padronizar a criação de 80 humanos virtuais, desenvolver um script para automatizar a análise das imagens e interpretar os resultados inesperados que revelaram as falhas da tecnologia nos tons mais escuros”, completa Erick.
Distorção e a busca por equidade
As análises confirmaram distorções mais acentuadas em tons de pele escuros. Para Erick Menezes, isso escancara uma falha da tecnologia que precisa ser corrigida. “Os tons mais escuros foram renderizados de forma incorreta, aparecendo até mais claros do que tons intermediários. Essa evidência mostra que há um viés técnico, e não apenas perceptivo”, afirma. Essa distorção pode parecer sutil, mas o impacto é significativo. Em ambientes digitais, onde a identidade visual é tudo, representações falhas podem levar à exclusão. “Essas falhas dificultam a identificação de pessoas negras com personagens digitais, afetam o engajamento em jogos e transmitem mensagens subliminares de inferiorização”, pontua Helena.
João Vitor também aponta que essas distorções podem dificultar a representação realista em produtos audiovisuais, citando que isso pode gerar um afastamento e até mesmo um estranhamento. “Não à toa nosso orientador desenvolveu uma pesquisa que comprova que indivíduos de tons de pele mais escuros são representados com traços mais cartoonescos devido a essa dificuldade de conseguir criar um realismo sem gerar uma grande distorção”, elencou.
O estudo também demonstra como esses vieses reverberam em outras áreas. Seja em campanhas publicitárias que utilizam modelos virtuais ou em experiências de realidade aumentada, uma renderização falha compromete a experiência do usuário e pode até prejudicar a imagem de marcas que não se atentam à diversidade real. “A tecnologia precisa ser precisa e justa com todos. Se um jogador não se vê representado fielmente em um jogo, ou se uma marca projeta imagens distorcidas de pessoas negras, isso impacta diretamente a inclusão”, reforça Erick.
Além da crítica, o grupo propõe caminhos. A ideia é que os dados obtidos na pesquisa possam contribuir para o desenvolvimento de algoritmos mais sofisticados, capazes de ajustar a renderização de maneira mais equitativa. “Queremos mostrar como certos elementos e condições, como iluminação e contexto visual, podem alterar a percepção de um tom de pele, fazendo com que ele seja interpretado como outro. Nosso objetivo é desenvolver modelos mais amplos, com um olhar atento ao papel da luz no comportamento observacional da pele”, explica João Vitor.
Reconhecimento internacional
A relevância da pesquisa ultrapassou os muros da universidade. O pôster “Evaluating Skin Tone Biases in Virtual Human Rendering” com os resultados foi aceito para apresentação no Grupo de Interesse Especial em Gráficos e Técnicas Interativas (SIGGRAPH) 2025. Um dos maiores eventos de visão computacional do mundo, sendo descrito como um evento de nível A1 segundo o relatório quadrienal 2017-2020 do CAPES. “Ter o aceite de um evento desse, coloca a universidade e o nosso trabalho ao lado de grandes pesquisadores, e mostra o tamanho do impacto das nossas descobertas. Por se tratar de um evento na área da visão computacional, ele foca em trazer ferramentas, métodos, e inovações de ponta a cada ano do evento para que assim, novas tecnologias possam ser desenvolvidas, e criadas”, pontua João Vitor.
O processo de elaboração do pôster foi meticuloso. Helena explica que envolveu muitas correções em relação à primeira versão escrita. “Foi um ponto fundamental para o aceite do paper. Acredito que o principal foi focar na exposição das figuras da mediana da intensidade, pois é por meio dessa variável que podemos ver discrepâncias entre diferentes tons de pele”, explica. Erick complementa que o processo focou no impacto visual, destacando a imagem dos rostos para mostrar o tema imediatamente e os gráficos como a prova central da descoberta.
“O SIGGRAPH é o ápice da computação gráfica, onde os maiores nomes da indústria e da academia apresentam o que há de mais avançado em efeitos visuais, games, realidade virtual, animação e inteligência artificial. Se você já viu um efeito incrível em um filme da Marvel ou uma animação da Pixar, é provável que a tecnologia tenha passado por lá antes. Participar foi uma imensa alegria e um reconhecimento pelo esforço. Ter um trabalho publicado no SIGGRAPH é um marco acadêmico e uma porta aberta para o futuro, tanto na pesquisa quanto na indústria”, finaliza Erick.
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