Grafica videogiochi migliore con l'Intelligenza Artificiale

Nvidia è un colosso nel settore delle schede grafiche e in quello dei supercomputer. Ed è un partner di riferimento per praticamente chiunque lavori nel settore dell'Intelligenza Artificiale. Non è quindi una sorpresa assoluta il nuovo progetto dell'azienda: portare l'AI nella grafica dei videogiochi, e più in generale nella computer grafica.

Il concetto di base è relativamente semplice: la GPU è in grado di gestire molto bene algoritmi di AI (machine lerning), e dunque Nvidia si trova già tra le mani l'hardware ideale per un nuovo approccio alla creazione dei videogames. Hanno dunque pensato di usare l'AI per rendere migliori i videogiochi senza ricorrere a maggiore potenza hardware.

Animazione dei personaggi

Oggi è necessario registrare un attore che recita tutte le battute di un personaggio in un videogioco. Dopodiché quei video vanno elaborati da artisti digitali che poi dovranno per creare le animazioni.

Nvidia si è alleata con Remedy (Alan Wake, Max Payne, Quantum Break) per sviluppare un nuovo approccio che permetta di generare l'animazione partendo direttamente da pochi minuti di video. Bastano, secondo Nvidia, solo cinque minuti per allenare la rete; poi l'AI sarà in grado di generare tutte le espressioni e le animazioni necessarie per un intero gioco.

Non contenti, i ricercatori si sono spinti oltre arrivando a generare animazioni usando solo input audio. "Con questo strumento gli studios saranno in grado di creare più personaggi secondari, avatar animati in tempo reale, e produrre più facilmente giochi in molte lingue", si legge sul post di Nvidia Research.

Nel tempo, dunque, Nvidia spera che sarà possibile creare giochi più complessi e ricchi di sfumature. Perché l'uso dell'AI ridurrà tanto i tempi di produzione quanto i costi. "Animazioni facciali complesse come i sosia digitali di Quantum Break possono richiedere molti anni sommando le ore lavorative", spiega Antti Herva (Remedy). Ma con questa soluzione "possiamo ridurre quei tempi dell'80% in progetti di grande portata, e permettere agli artisti di concentrarsi su altre attività".

E sì, potenzialmente ci saranno anche problemi di occupazione per attori e digital artists, come succede ogni volta che in un settore entra in gioco un nuovo tipo di AI.

Rendering 3D e Ray Tracing

Quando giochiamo a un videogioco la scheda grafica, che sia console o PC, riproduce gli ambienti 3D in tempo reale, adattandolo ai nostri movimenti e al contesto. Per ottenere una qualità sempre maggiore cerchiamo GPU più potenti, ma nemmeno dei "mostri" come la GTX 1080 ti sono in grado di gestire le tecniche del ray tracing e rasterizzazione.

Il ray tracing permette di simulare la luce in modo molto realistico e creare ambienti molto credibili. Prevede che l'hardware "segua" i raggi di luce dalla fonte, compresi i rimbalzi sui vari oggetti e personaggi. È un compito pesantissimo per l'hardware. Nvidia crede di poter cambiare la situazione con l'AI.

La chiave sarebbe partire da immagini elaborate solo parzialmente, di bassa qualità. E poi usare gli algoritmi di AI per eliminare il rumore e "predire il render finale". Ed è proprio quello che hanno fatto i ricercatori di Nvidia

Ken Daum and Alex Keller infatti hanno usato il machine learning per determinare quali raggi di luce sono determinanti per l'immagine finale. Eliminando tutto il resto si ottiene un'immagine sgranata, ma con gli elementi necessari affinché un altro algoritmo la completi per generare un render finale di alta qualità. Il tutto usando molte meno risorse di quelle che sarebbero tradizionalmente necessarie.

Un'idea che può sembrare fantascienza ma non lo è affatto: Google lo fa con le fotografie e ottiene risultati incredibili.

Anti Aliasing

L'altra applicazione dell'AI in campo videoludico riguarda il filtro anti-aliasing, che "ammorbidisce" i bordi ma può anche rendere l'immagine un po' troppo sfocata. Come sopra, anche in questo caso parliamo di ridurre il rumore, eliminando i pixel per ottenere linee più precise e non "scalettate". Anche qui l'AI interviene per ottenere un risultato migliore di quelli possibili oggi, senza però gli "effetti collaterali". Abbiamo quindi linee curve più armoniose senza quel brutto effetto sfocatura che si ottiene quando il filtro AA è mal calibrato.

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