讲堂 | 童欣：深度学习和人工智能，如何改变图形的生成与创作编者按：9月25日

编者按：9月25日，由北京市委宣传部、北京市海淀区委员会、中国音像与数字出版协会指导，北京市海淀区委宣传部支持，北京海淀中关村科学城电子竞技产业协会、北京时度效文化传播有限公司共同主办的以“科技·创新·未来”为主题的2020 BIGC 北京国际游戏创新大会正式开幕。在此次大会上，微软亚洲研究院首席研究员童欣做了主题为《智能图形生成与创作》的报告，就深度学习和人工智能将如何改变游戏图形的生成与创作进行了分享。
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微软亚洲研究院首席研究员童欣
以下是童欣博士的演讲实录：
很荣幸有机会来到这里，向大家介绍一下我们在微软亚洲研究院所做的与游戏相关的一些研究工作。今天我报告的题目叫做《智能图形生成与创作》。首先做一个我所在的研究院的背景介绍：微软亚洲研究院是微软公司在亚太地区设立的研究机构，于1998年成立，主要致力于推动整个计算机科学领域的前沿技术发展。
我所在的研究小组，是网络图形组。我们主要的研究方向，是希望推动三维图形技术和系统方面的创新，比如新的算法和系统。另一方面，我们也希望把我们在图形技术和系统方面的研究成果，应用到微软以及其他图形产品当中去。比如在过去的20年中，我们研究的图形技术已经应用到了第一代 Xbox 上所有水体效果的绘制中，还有《光晕》游戏里所有真实材质的绘制中，而且在光照贴图的压缩中也都使用了我们的技术。同时 Xbox 中向后兼容性的整个图形系统的原型也是由我们微软亚洲研究院研发的。我们研究组一直有一个愿景——希望让每一个用户都可以容易地创建、分享、使用可视图形的内容，实现自己的想象。
智能图形生成的背景与介绍回看过去几十年里计算机游戏中的计算机图形，我们可以发现，游戏中的图形从过去二维的、很简单的像素颗粒级图形，发展到现在，已经完全达到了一个影视级的、非常逼真的三维虚拟世界效果。玩家在游戏里可以感受到栩栩如生的场景和浸入式的体验，充分享受游戏中的故事。如今游戏中的图形技术，也已经应用到了影视内容的制作中，很多影视制作越来越多地采用游戏引擎来制作图形内容。
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图1：游戏制作图片示例
看完这些生动、逼真的内容以后，我们再来看一看现有三维图形内容生成的手段，你会发现一件很有意思的事情：现在的三维造型软件，在过去的几十年里，其实并没有太多革命性的改变，我们还是通过一个复杂的二维界面和软件工具，来创建三维的内容。我们也确实研发了很多新的三维捕捉设备，比如对形体而言，有三维扫描仪，对材质而言，有光穹，以及大家广泛使用的运动捕捉设备等等。所有这些设备，如果大家曾经使用过的话，就会发现一些问题。
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图2：一些三维捕捉设备
首先，这些设备都非常昂贵，例如一台最低端的三维扫描仪，专业一点的基本也要十万人民币起，更不用说那些几百万的运动捕捉设备了。第二，通常这些设备使用起来非常复杂，它们大多都需要专用的场地、专用的处理，即使获得了数据，也会需要很多手工的工作，经过处理之后，才可能给最终用户使用。所有这些过程需要大量的人力、专业的技能和训练，在这之后，才能创作出想要的内容。
总结一下传统三维图形的创作手段，我们会发现问题在于：第一，它们都是高集中度的，需要专业的生产者经过多年培训之后，才能创作出高质量的内容。第二，整个生产流程实际上是高强度的，需要工作很长时间，很多艺术家和程序员可能需要做一年、两年甚至更长的时间，才能做出一款全新游戏中的图形内容。第三，创造出内容后唯一增长的是这些艺术家以及相关工作人员的经验，很难被其他人使用，或者大量、重复的应用到其他游戏中去，这是一个很浪费的事情。