人工智能逆向渲染 NVIDIA 3D MoMa 讓創作者利用 3D 物件即興創作

| 陳裕邦 | 28-06-2022 21:29 | |
人工智能逆向渲染 NVIDIA 3D MoMa 讓創作者利用 3D 物件即興創作

逆向渲染工作流程 NVIDIA 3D MoMa 在紐奧良舉行的國際電腦視覺與模式辨識會議上亮相,即興創作是爵士樂的特點,而 NVIDIA 透過人工智慧 (AI) 研究成果向爵士樂致敬,繪圖創作者有朝一日將能夠在即興演奏時,利用演奏期間所創作出的 3D 物件進行即興創作。

建築師、設計師、概念藝術家與遊戲開發者透過稱為 NVIDIA 3D MoMa 的工具,可迅速將物件匯入繪圖引擎,並進行處理、調整比例、變更材質或嘗試不同的光線效果。NVIDIA Research 在紐澳良舉行的國際電腦視覺與模式辨識會議 (CVPR) 上發表 3D MoMa 的技術論文。

從 2D 平面影像提取 3D 物件

逆向渲染是一項將一系列靜態照片重建為 3D 物件或場景模型的技術,NVIDIA 繪圖研究部門副總裁 David Luebke 表示:「這項技術對於統一電腦視覺與電腦繪圖來說是夢寐以求的目標。」

David Luebke 指:「藉著把每一個逆向渲染問題都當作 GPU 加速的可微分元件,NVIDIA 3D MoMa 渲染流程利用現代 AI 技術與 NVIDIA GPU 的原始運算能力快速產出 3D 物件,創作者便能運用現有的工具,自由地進行匯入、編輯和擴展等作業。」

3D 物件的形式應能搭配遊戲引擎、3D 建模器和電影渲染器等各式常見工具,才最能協助藝術家或工程師。該形式為 3D 工具的通用語言、帶有紋理材質的三角網格 (Triangle Mesh)。

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遊戲工作室與其他創作者過去使用複雜的攝影測量技術,耗費大量時間及人力來建立 3D 物件。最近在神經輻射場領域的研究成果可以用於快速生成 3D 物件或場景,但並非能夠輕鬆編輯的三角網格格式。

NVIDIA 3D MoMa 搭配單一 NVIDIA Tensor 核心 GPU,能在一小時內產生三角網格模型。該流程的輸出內容可直接相容於創作者原本使用的 3D 繪圖引擎與建模工具。

流程重建有三個特徵:3D 網格模型、材質和光線。網格如同由三角形組成的 3D 形狀紙糊模型。開發人員能透過網格來調整物件,以符合他們的創作構想。2D 紋理材質像皮膚一樣疊加在 3D 網格上,而 NVIDIA 3D MoMa 亦會判斷場景的打光狀況,以便創作者在後期調整物件上的光線。

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為虛擬爵士樂隊的樂器進行調整

NVIDIA 的研究和創意團隊先蒐集五種爵士樂器不同角度的圖片各約 100 張,以展現 NVIDIA 3D MoMa 的能力,包括小號、長號、薩克斯風、爵士鼓和單簧管。

NVIDIA 3D MoMa 將每件樂器的 2D 平面影像,以三角網格重建為 3D 立體模型。接著,NVIDIA 團隊從原始場景中取出這些樂器,並將其匯入 NVIDIA Omniverse 3D 模擬平台進行編輯。

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創作者能夠在任何傳統的繪圖引擎中,輕鬆為 NVIDIA 3D MoMa 產出的形狀改變材質,彷彿替網格換穿上不同的衣服。NVIDIA 團隊便是藉此方式更換小號模型的材質,例如瞬間就將原先來的塑膠材質外觀,改成黃金、大理石、木材或軟木材質。

創作者接著便能把剛編輯好的物件放入任何虛擬場景中。NVIDIA 團隊將這些樂器放置在一個用於渲染品質的經典圖形測試 Cornell Box,展示虛擬樂器對光線的反應,就像這些樂器在實體環境中的光線反應一般,亮面的銅管樂器會反射出明亮的光線,而霧面的鼓皮則會吸收光線。

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Source:NVIDIA

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