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首個(gè)利用人工智能生成游戲畫(huà)面的革命性演示

發(fā)布時(shí)間：2024-06-16 13:11:54 瀏覽量：218次

如果只是作為駕駛模擬器，可能很平庸，但對(duì)電子游戲畫(huà)面來(lái)說(shuō)，這可能是一場(chǎng)偉大的革命。



圖|真實(shí)視頻(左)和AI生成的渲染視頻(右)之間的對(duì)比。(圖源：英偉達(dá))

最近人工智能的繁榮給圖像和視頻生成領(lǐng)域帶來(lái)了一系列令人印象深刻的成果。最新成果來(lái)自芯片制造商英偉達(dá)，該公司12月3日發(fā)布了一份研究報(bào)告，展示了AI生成的畫(huà)面如何與傳統(tǒng)的視頻游戲引擎相結(jié)合。這種混合圖形系統(tǒng)有望應(yīng)用到視頻游戲，電影和虛擬現(xiàn)實(shí)等方面。

英偉達(dá)的生成的圖片并沒(méi)有達(dá)到真實(shí)照片級(jí)的畫(huà)面，他們展示了在 AI 生成的圖像中發(fā)現(xiàn)的一些水印狀的模糊。并且這一工作也不是完全創(chuàng)新的。在一篇研究論文中，該公司的工程師解釋了他們?nèi)绾位谝恍┈F(xiàn)有方法，包括一個(gè)有影響力的開(kāi)源系統(tǒng)pix2pix。此外英偉達(dá)的工作中還應(yīng)用到了生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)。這些方法已經(jīng)廣泛用于AI圖像生成。

但是英偉達(dá)還是在新產(chǎn)品中引入很多創(chuàng)新，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的駕駛模擬器，玩家可以在AI生成的幾個(gè)城市街區(qū)中穿行，但不能離開(kāi)他們的汽車(chē)，也不能以其他方式與世界互動(dòng)。而且這一演示僅使用一個(gè)GPU即可實(shí)現(xiàn)，對(duì)于這樣的前沿工作來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)顯著的成就。

英偉達(dá)的系統(tǒng)利用如下幾個(gè)步驟生成圖形畫(huà)面：首先，研究人員必須收集訓(xùn)練數(shù)據(jù)，一般這些數(shù)據(jù)來(lái)自于自動(dòng)駕駛研究的開(kāi)源數(shù)據(jù)集。然后將這些視頻數(shù)據(jù)中的每一個(gè)鏡頭做分割，即每一幀畫(huà)面被分成不同類(lèi)別的區(qū)域：如天空，汽車(chē)，樹(shù)木，道路，建筑物等。然后，用這些分割的數(shù)據(jù)訓(xùn)練生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)生成這些對(duì)象的新畫(huà)面。

接下來(lái)，工程師們使用傳統(tǒng)的游戲引擎創(chuàng)建了虛擬環(huán)境的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在該游戲演示中，使用的系統(tǒng)是虛幻引擎 4，這是一種流行的引擎，被用于諸如堡壘之夜，絕地求生，戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器4等多種游戲中。工程師們使用此引擎作為框架，然后利用深度學(xué)習(xí)算法實(shí)時(shí)生成每個(gè)類(lèi)別的圖形畫(huà)面，并將它們顯示到游戲引擎的模型上。

為了創(chuàng)建這個(gè)系統(tǒng)，英偉達(dá)的工程師克服了許多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)是對(duì)象持久性。也就是說(shuō)，如果深度學(xué)習(xí)算法以每秒 25 幀的速率為這一虛擬世界生成圖形，它們?nèi)绾伪３置恳粎^(qū)域的對(duì)象看起來(lái)大致相同？解決的方案就是給系統(tǒng)一個(gè)短期記憶，讓系統(tǒng)生成的每個(gè)新幀的時(shí)候與之前的幀進(jìn)行比較。這些計(jì)算都很昂貴，因此游戲只能以每秒25幀的速度運(yùn)行。

不過(guò)，人工智能生成的畫(huà)面工作在機(jī)器人和自動(dòng)駕駛汽車(chē)等研究領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景，可以用來(lái)生成虛擬訓(xùn)練環(huán)境。消費(fèi)者可以使用智能手機(jī)自己捕捉素材，然后將這些數(shù)據(jù)上傳到云端，算法將通過(guò)學(xué)習(xí)將其插入到各種游戲中。

然而，這種技術(shù)帶來(lái)了一些明顯的問(wèn)題。近年來(lái)，專(zhuān)家擔(dān)心有些人會(huì)使用AI生成的足以亂真的假情報(bào)進(jìn)行虛假宣傳。但英偉達(dá)表示，這并不是一個(gè)新問(wèn)題。他們正在與合作伙伴研究檢測(cè)AI贗品的方法，解決這個(gè)“信任問(wèn)題”。

Catanzaro笑著說(shuō)，對(duì)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的人工智能革命是否會(huì)有利于英偉達(dá)公司的收入，至少不會(huì)帶來(lái)傷害。“任何能夠提高生成更逼真和更具吸引力的圖形的能力，都會(huì)對(duì)英偉達(dá)有利?！?/p>


圖|不同AI模型生成的畫(huà)面對(duì)比。左上是經(jīng)語(yǔ)義分割的圖像;右上是pix2pixHD生成的畫(huà)面;左下是 COVST 生成的畫(huà)面;右下是英偉達(dá)的系統(tǒng)生成的畫(huà)面。(圖源：英偉達(dá))

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