谷歌上线AI新玩法:随手乱涂鸦,一键变怪兽

2020-12-07 15:37:44爱云资讯

小明随意地涂鸦了一个头部,再简单地画了个翅膀,加上一个大尾巴……再单击「转换」键。

一只面目狰狞、皮肤粗糙、纹理细致的大怪兽就创造出来了。

谷歌上线AI新玩法:随手乱涂鸦,一键变怪兽

这是Google研究人员制作的AI工具奇美拉画家(Chimera Painter)。

这是个线上绘画工具,可以将涂鸦变成一个栩栩如生的怪物。

奇美拉的条件型GAN

研究人员建立了一个生物混合体的概念,就像是一个纸牌游戏。

比如你拿到一张「鲸」卡,通过组合,可以变成一个「鲸VS大象」的嵌合体怪兽。

这个组合而成艺术作品,还能保留原始图像的视觉特征。

谷歌上线AI新玩法:随手乱涂鸦,一键变怪兽

在此之前生成式对抗网络 (GAN, Generative Adversarial Networks )被广泛用于图像创作上。GAN一般包含两个模块:

生成模型(Generative Model) 判别模型(Discriminative Model)

两个模块互相博弈学习产生相当好的输出。一个优秀的GAN应用需要有良好的训练方法,否则可能由于神经网络模型的自由性而导致输出不理想。

例如,麻省理工学院和IBM合作,开发出了“GAN绘画工作室”。

允许用户上传自选图像以从多种角度修改其外观,从更改对象的大小到添加全新的物体,例如如树木、窗户、建筑物、桌子……等等。

谷歌上线AI新玩法:随手乱涂鸦,一键变怪兽

再有,英伟达(Nvidia)最新的AI软件将粗糙的涂鸦变成真实的风景。

谷歌上线AI新玩法:随手乱涂鸦,一键变怪兽

而在奇美拉画家中,与前两者注重照片写实的GAN不一样,他们采用了一种称作条件型GAN的方法。

这种方法与一般的GAN不一样,一般的GAN是在一系列图片基础上,生成器和判别器相互对抗磨合,形成全新的图。

奇美拉画家则是需要在生成器中输入一张创作图,在此基础上,再通过GAN生成新图。

将怪兽肢解建模,再组合渲染

为了训练GAN,研究人员创建了10000多个全彩色图像的数据集,包含不同生物的3D模型。

在这个生物模型的数据库中,不仅描绘了每个生物整体的大小和形状,还提供了肢体、器官、躯干的分割图。

艺术家就在这些“肢解”模型的基础上,重新组合出新的“生物”。可以选择头、牙齿、躯干、翅膀等不同部分进行绘画。

可以看到左侧有各种肢体部分选项按钮。

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然后经过GAN,选出组合得最好的模型,将之合并,输出到Chimera Painter中。

谷歌上线AI新玩法:随手乱涂鸦,一键变怪兽得先制作生物纹理

在GAN模型中,在渲染对比度低的图像部分时,会有跳格,使图像失去空间连贯性。

例如这张图的腿和眼睛的识别界限不清晰,导致输出来的图像奇奇怪怪。

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为了解决这个问题,奇美拉画家的研究人员开发了一种新的半自动化方法。

奇美拉画家对每种所需的生物类型(例如鬣狗或狮子)都会建立一个模型。

然后,艺术家使用虚幻引擎制作了叠加在3D模型上的彩色纹理。

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再将「分割图」的单色(例如头,耳,颈等部分)套用到模型上,确保GAN了解到艺术家指定的的结构,形状,纹理和比例。

谷歌上线AI新玩法:随手乱涂鸦,一键变怪兽

再次使用虚幻引擎将3D生物模型放置在简单的3D场景中。

为了增加数据库的模型数量,一个自动化脚本会主动采用这个3D场景。在10000张生物模型的基础上,继续补充,生成了10000+张图像+分割图。

根据生物的不同姿势,在视点和缩放级别之间进行插值,创建出全色图像和分割图,形成GAN新的训练数据集。

而每次手动创建这些数据,需要20多分钟。

谷歌表示,奇美拉画家为艺术家节省了数百万小时的时间。 人工智能

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