21世紀經濟報道
2023-12-18 
AI游戲引擎走入研發環節，將為3D場景建模提供新思路？
21世紀經濟報道記者蔡姝越上海報道
隨著圖形處理器（GPU）性能的不斷提升，以及市面上的游戲引擎提供越來越多的功能與工具，3D場景建模已經成為了游戲廠商增強整體視覺效果的關鍵環節。
與此同時，高昂的硬件、軟件、人力成本也如影隨形。從草圖設計、模型構建、細節雕刻、材質貼圖再到光影渲染，每個步驟都要花費大量的時間和精力。
以R星《俠盜獵車手5》中的洛圣都市為例，這一場景以美國第二大城市洛杉磯為原型，地圖中一共劃分了40個行政區及街區，包含了各類建筑、街道、車輛等。為了將場景建模展現得更加還原，開發團隊中數百名成員除了前往實地拍攝了近25萬張照片用作參考，還進一步研究了模擬地球儀、洛杉磯的人口數據以及相關歷史紀錄片，花費了近五年時間才將場景中所有元素建模完成。
然而，在生成式人工智能技術逐漸滲透傳統游戲開發流程的今天，3D場景建模這一需要耗費大量人力物力的環節，或將在AI的加持下大幅提效。
如近日，掌趣科技（300315.SZ）便公布了其在AI游戲引擎領域的最新進展。據演示，在其與Layabox共同研發的AI游戲引擎LayaAir3中，開發者可以基于筆刷繪制的線條草圖，通過AI快速生成相應的3D場景。上至海灘、懸崖、隧道、橋梁等復雜場景，下至道路、河流、樹木花草等基礎環境元素，均可在LayaAir中描畫草圖一鍵生成。
令行業暫時無法預估的是，這一演示距離真正應用至游戲開發還有多遠的距離。在這背后，AI游戲引擎能夠快速實現3D場景建模的具體原理是什么？這類引擎的建模精度和演算效率，是否能切實提升開發團隊的工作效率？
草圖一鍵生成3D場景
在掌趣公開的案例中，用作源素材的草圖均是由幾個簡單的色塊構成。但把草圖投喂給AI游戲引擎后，便自動生成了一個較為完整的3D場景。
（圖說：草圖生成3D建模效果一覽圖源：掌趣科技公眾號）
關于這一技術的實現原理，掌趣科技方面在接受21世紀經濟報道記者采訪時表示，所謂AI 3D場景生成（基于草圖自動生成三維野外場景），即是由用戶提供或繪制一張繪制難度低的二維平面草圖，由計算機在AI算法驅動下識別草圖，并按照草圖表達的意義自動生成相應的三維野外場景。
掌趣以生成包含山脈、平原和道路的三維場景為例，如果是人工建模，首先需要繪制一張高度圖，指明地面每一處的具體高度，還需要在三維場景中刷一條道路，由于道路并非是水平的，需要貼合高低起伏的地面，創造出一條和地形貼合又有合理坡度控制的道路也并非易事。
“但基于草圖自動生成三維野外場景則非常容易。用戶只要在電腦畫布上把一張圖填充成指定的一種單色（代表平原），一側用畫筆隨意涂成另外一種單色（代表山區），中間用代表道路的單色畫一條彎彎曲曲的線，僅需花費幾秒鐘就可以完成這個三維場景的制作。”掌趣方面表示。
值得關注的是，除掌趣外，多家海外大廠也已開始布局AI生成3D資產這一賽道。今年6月，實時3D引擎開發商Unity正式宣布將推出Unity Muse和Unity Sentis兩款AI產品。
其中，Unity Muse是一款AI輔助創作的泛用型平臺，提供Chat、Sprite和Texture等AI生成游戲資產功能。Unity中國平臺技術總監楊棟此前接受21記者采訪時介紹，通過Muse，可以通過簡潔的文字指令或草圖，創造出紋理、精靈圖甚至完整的角色動畫。而Sentis則是一款在Unity中進行神經網絡推理的框架工具，能夠直接將AI模型以原生運行的方式運行在用戶的設備上。
而在5月，AI芯片巨頭英偉達（Nvidia）也宣布將為游戲提供定制化AI服務，這一服務的全名為Avatar Cloud Engine（ACE）for Games。而這一服務的強項也如其名“Avatar”，即用于對云端和PC上的AI模型進行開發，以創建實時交互式AI NPC。
前景可期，仍待進化
雖然多個支持AI生成游戲資產的功能和服務在2023年這一人工智能大年涌現，但在行業人士眼中，這仍是一項“非常超前”的技術。
一名長期關注游戲產業的分析人士向21記者指出，包括3D建模在內，目前AI生成游戲資產存在的普遍性問題即是可控性、精度不足，同時也難以避免一定的重復性。出現以上情況的原因，主要來自于硬件性能限制、使用生成對抗網絡（GAN）等技術訓練的數據不足以及算法不夠成熟等多方面因素。
不過，新事物的誕生往往伴隨著種種不確定性。對于LayaAir3這一類AI游戲引擎，行業對其寄予的期待遠大于擔憂。
“雖然AI的理解能力尚且有限，現在還難以應對較復雜的業務性代碼，但對分解出來的簡單要求和重復性功能而言，仍然進行了大幅提效。”該分析人士指出。
除了生成游戲內資產降低開發時間成本外，業界也在利用AI進行一些輔助玩法的有趣嘗試。近日，日本游戲廠商索尼便曝光了一項AI新專利。該專利顯示，索尼可能正在開發一項新的游戲輔助AI功能。
具體而言，該功能能夠為暫時“棄坑”的游戲玩家顯示更多的提示信息，并在游戲中配備能夠監聽、學習玩家游戲行為的AI，而這一AI將能夠實時追蹤玩家在戰斗和任務中的成功率，從而對游戲難度進行動態調整，幫助回流玩家重新適應游戲的節奏。
與此同時，隨著生成式AI技術的不斷演進，其應用場景也不再僅限于游戲。
掌趣方面也告訴21記者，未來AI生成3D資產的技術可以應用于多個場景，不限于游戲開發，還包括電影和動畫制作（如互動影視等）、文旅、建筑可視化、廣告和市場營銷等領域。
同時，這一技術也具有很強的UGC內容生態潛力。掌趣指出，具體在游戲開發環節，該技術主要應用于角色設計和建模、環境場景建模、游戲資產庫生成、材質和紋理的生成轉化、關卡生成和迭代等。能夠進一步幫助開發者提高效率，降低成本。
（文章來源：21世紀經濟報道）
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