冰河物语王国鸿:AIGC在3D游戏领域的应用【嘉程流水席精彩回顾】
11.15.2022 | 嘉程资本:创新者的第一笔钱 | 嘉程创业流水席

11月3日,嘉程创业流水席第157席【探讨游戏科技趋势中AIGC应用】,邀请了冰河物语CEO国鸿来分享,主题是《Art to End 的 3D AIGC》。

以下是演讲正文:

很荣幸受到嘉程资本的邀约,在线上跟大家分享我们目前在3D游戏领域做的AIGC的相关应用。在讲具体的应用之前,我也是想把我对AIGC这一块的理解跟大家分享一下。

首先我认为AIGC有三种表现形式,第一种叫做无指令的AIGC,不需要人去输入任何的指令,AI模型就可以自动地去生成随机的一些结果。例如我们做了一款3D生成引擎,这个引擎的输入是批量同品类的三维模型,训练后就具备了随机输出差异化、同品类的三维模型的能力,AI学习的就是这个品类的三维mesh表示。

但是这个输出,没有任何的指令能够去控制它,到底能产生什么样的三维模型,AI最多只能控制生成出来三维模型的品类和训练集一致。这种无指令的AIGC它的商业价值就是表现得低一些。

第二种就是现在非常常见的,叫做指令AIGC。

这个指令AIGC指的是人可以给AI一些指令,比如说典型的像通过文字去生产图片的这样一些应用,人可以去给AI输入一段文字指令,例如“走在阳光下的戴眼镜的小狗和小猫”,AI就会通过这一行指令去完成一个对应的结果输出。

这种AIGC,在UGC领域中可能是一个非常有趣的应用,但是在PGC的这样一个专业流程中,它更多的是起到一个启发式的作用,尤其是制作游戏、影视的这样标准要求很高的流程。

第三种就是我今天重点介绍的,叫做基础作品+指令的AIGC。这样的AIGC指的就是我们现在已经有了一个基础的艺术作品,无论它是3D的也好,2D的也好,再通过这样一个指令让人工智能去根据基础作品生成内容。

比如说我给AI输入了一个图片,它是一个很可爱的狗坐在草地上的一张照片,我再给它输入一行指令,叫Sitting dog,想要根据图中的狗去生成一个坐下来的狗。这种情况下,AI接收到的输入有两个,基础作品和文字指令,然后它就可以根据原图生成一个坐下来的狗。

这种AIGC我们也给它起了一个名字,叫做ART2END-AIGC。

接下来重点讲一下我们在做3D AIGC时遇到的最大的三个问题。

第一个问题就是组件,其实无论现在在游戏还是影视,它去生产一个三维模型的时候,大部分是以零部件的方式去生产的,我去做玩偶也好,枪也好,它是以部件的形式去生产的,比如说玩偶他会先做鼻子,先做胳膊,先这样,再去做衣服,再去做腿最后合并成一个模型。

但是如果通过人工智能,生成出来的三维模型基本布线都是连在一起的,这样对在PGC流程中使用三维模型的专业人士来说,这样的生成结果是非常不友好的,所以这个组件是我们首先要攻克的这样一个难题。

第二个问题就是布线了,布线其实最明显的如果你通过AI去生产一个三维模型,它的布线通常是以三角面的形式去表示的,虽然生成三角面之后可以通过一些其他的方法将三角面变成四边面,但是这种属于均匀布线,对后续的绑定、渲染上色都是非常不友好的。

特别比如说像做数字人,眼睛会拥有更密集的布线,就是因为通过这种密集的布线才能表现它的这样一个生动的表现力。布线这一块,AI目前基本上没有任何一个比较好的解决方案,只是说一些通过后处理的方式去稍微改善。

第三个问题就是关于材质,目前咱们经常玩的那些,无论是3A游戏大作,还是看到了非常精美的那些影视场景,它走的都是PBR流程。PBR流程通常值的就是物理渲染,物理渲染目前大概有两套的贴图,都可以完成相同的物理渲染的效果。

第一套是通过漫反射、粗糙度,包括AO、 置换法线这些贴图,去完成这样一个渲染。

另外一套就是通过颜色、光泽、高光配合AO法线和置换去完成另外一套渲染。但无论是哪一套渲染,它都是需要一个制作步骤,通过这六张图片的组合,才能完成三维模型的非常逼真的渲染。但是如果你要通过AI去生成,它是无法分割的,很难去把对应的PPR材质完整地分割出来,这个其实也是非常难的阻碍AIGC的一点。

接下来讲一下我们在游戏行业,通过我们现在已有的这些技术突破去做的一些相关的尝试。以及我们拿的这些技术去做了非常具体的这样一个在3D领域ART2END-AIGC的这样一个案例。

我们现在在制作3A游戏的时候,大家可以看到这些游戏场景它其实做得非常好,用了大量的扫描的资产,自己建的非常精美的素材库也很多。其实在制作整个三维场景的时候,并不需要花很多时间,因为我有大量的素材库,我有很多很精美的场景,你给我一个大概的架构图,可以很快的去把三维场景给你这样一个摆出来,但是摆完之后,用渲染引擎去跑FPS的时候,就会发现非常的卡,FPS甚至到了4~5帧,一秒钟只能渲染4到5张图片。

这样的FPS在对于任何一个游戏玩家来说,都是难以忍受的。所以这个ART2END-AIGC的功能,它的输入有两个部分,ART的部分就对应的这样一个建模师已经建好的非常精美的三维场景,指令部分就是指要保证这个三维场景感官基本不变的情况下,让它变得不卡。这种情况下,人工智能引擎是如何针对这个输入和它的指令去做生成的呢?这个其实就是我们先前积累的一些关于3D生成以及材质继承,以及这样点云相似度的对比,去完成这样一个人工智能的生成。

如图所示,上面一行其实是三个山体,最左边的是原始的山体,这个原始的三体大概由接近200个左右的小的石块组成,这些小石块的三维模都是非常高精度的PBR扫描资产。

再提一个概念,在虚幻引擎里面,引擎看到这200个石头,如果200个石头彼此之间不一样,其实对它来说就是200个实例,那么这200个实例,需要一个个地去渲染,这样就很容易卡顿。但是如果相同的模型它重复200次,对这个UE系统来说,它其实就是一个实例,那么渲染的时候可以就渲染一个模型,通过一些比较简单的加减乘除,就可以把其他的另外199个模型快速地渲染出来。所以我们针对UE设计的系统,设计了一套AIGC系统,用最这套系统的功能简单的一句话概括就是:用更少的实例,结合三维的AIGC引擎,去摆回和原始三维场景差不多的感观。

包括左下第二行这个房屋建筑原来大概是用了300个左右不同的房子去堆砌起来的这样一个实景,经过我们这样一个AIGC过滤一遍之后,它其实只需要50个左右的这样一个3D资产,就可以摆回跟原来差不多的这样一个三维场景。这样原来就每秒只能渲染3~4帧的这样一些三维场景,FPS就可以指数级增长。

这样在实际的游戏的使用,玩家玩的过程中的卡顿就会大大减少。这个就是我们分享出来的一个典型的案例,谢谢大家。

嘉宾简介

王国鸿,冰河物语创始人&CEO。本科毕业于北京航空航天大学计算机系,硕士就读于清华大学软件学院;曾担任酒泉卫星发射中心数据工程师,众标科技首席算法工程师,长期致力于三维算法在游戏影视等领域的落地。

北京冰河物语智能科技有限责任公司(简称“冰河物语”/“Glacier Legend”)成立于 2020 年 11 月,是一家 AI-3D 引擎提供商,致力于以最前沿人工智能技术,为游戏、影视、XR 和元宇宙等领域赋能,自主研发了业界领先的三维场景生成、三维场景优化,材质继承等核心技术。

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嘉程资本创始合伙人李黎是知名天使投资人,曾主导投资过乐信(纳斯达克代码:LX)、团车(纳斯达克代码:TC)、老虎证券(纳斯达克代码:TIGR)、牛股王、蜜芽、辣妈帮、PingCAP、易订货、彩贝壳、鹿客、Krazybee等明星公司的天使轮。

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