借助AI提升游戏体验 引擎会从中分一杯羹么

人工智能正成为重塑产业效率的利器。在安防、金融、医疗、法律、教育等信息化程度高的领域，那些机械性、重复性高的劳动正逐渐被机器部分替代。在基本上完全数字化的千亿没有规模的游戏行业，人工智能是否有可能产生更大的影响?

这个问题我们也很好奇，于是打算系统地做一系列的行业研究和梳理。

吸引我们做这个系列的原因并不复杂。一是因为游戏行业巨大的市场规模和可观的营收及利润。2016年全球电子游戏收入首次突破1000亿美元，中国游戏玩家达到6亿人，市场规模达到246亿美元，超过了美国的241亿美元。一是因为游戏行业的数字化程度非常高，数据量也十分可观，除了游戏本身全部是电子化的，一款DAU在百万的游戏每天产生的文本日志数据至少可以达到数十G，基于游戏的网络舆情数据也未能得到有效挖掘，这意味着AI也有可能发挥价值。

本文主要为Unreal资深技术工程师王祢的采访内容整理，采访中王祢讲述了Unreal在游戏与人工智能结合方面的一些尝试和研究。整理这部分内容主要是因为我们认为，机器学习+计算机图形图像学已经有不是研究及成果，我们也希望了解下目前知名的引擎公司是否有可能涉足相关的业务，探讨留给创业公司的机会到底有多大。

王祢有近10年的虚幻引擎使用经验，有console游戏、掌机游戏、PC MMO游戏、手机游戏开发经验。2005-2009年在Ubisoft， 作为引擎程序员参与开发了Endwar和Cloudy项目。此后在英佩游戏开发了xbox游戏，组建了手游团队。现在是EpicGames China唯一的引擎技术专家，参与和帮助了众多使用UE3和UE4的项目解决了各种问题。

我们从采访过程中推断：

Unreal Engine确实有做过这个方向的研究，且有一定的探索。比如，Unreal Engine在几何辅助生成、角色动画生成、PBR材质参数生成、工具集中海量内容的分类等功能都有探索。

但像Unreal Engine这样的引擎都有专注解决的点，比如实时渲染，与这些核心功能不相关的工作或许并不会直接涉足，有可能会与第三方合作的形式完成。

DCC工具也有可能增加相关的功能。

以下为采访内容整理。

Q： Unreal Engine 在人工智能方向有哪些研究和尝试?

王祢：

借助AI，可以提升游戏的体验。此前，Epic Games大中华区总经理吴灏在接受采访时就有提到这点。

ML可以应用在游戏引擎的很多方面。当然对于图像处理，尤其是后期参数调整之类的功能，可能和内容创作者的意图直接挂钩的功能，可能应用ML的意义不太大。

此前的游戏AI更多的是让NPC、敌人的表现更加自然，让动作更符合人类感官尝试。游戏AI还有很大的提升空间，比如，角色动画方面。在SIGGRAPH上也有一些这方面的论文，比如利用卷积神经网络可以使复杂的实时游戏环境中玩家角色动画更为真实。在大多的游戏中，角色动画是通过手动的方式制作或者通过动作捕捉制作的。这样一来，当玩家单人通关时，每一位玩家看到的动作周期是一样的，会重复几千次。爱丁堡大学的研究人员则开发了面向“Character Control”(角色控制器)的“Phase-Functioned Neural Network”(简称PFNN)，它是一种全新的角色动画处理技术，可以使游戏中人物的动作更加真实。

育碧正在与这一团队合作，我们也有与他们接触。从目前的效果来看，前景不错。但是目前的可控性还不够好。这也是目前很多看起来效果不错的前沿算法在实际使用中的一些问题。游戏还是有一些设计成分在的，如果游戏和现实世界一样，玩家可能也不会喜欢游戏，因此游戏中基本都会有设计师指定的成分。但是目前很多前沿的算法，都还不太适合人为控制，到实际应用还有一定距离。

素材内容生成可能还是在DCC工具中实现，但是引擎也可以做一部分。比如，前年的时候，Unreal Engine做了一些尝试，在引擎中集成了一些相关的功能，我们也展示了相关的Demo，将大量拍摄的照片上传到了系统，根据模型解析当前的光照环境，生成材质参数，最后生成贴图。现在，Nvidia等公司也在做类似的尝试。这其实是一个趋势，目前写实类的游戏开发成本越来越高，但是有这样的工具和方法，成本就可以降低下来。

在游戏制作环节，基本每个环节都可以利用AI提升效果或者效率。除了上面提到的动画融合，全身的追踪也是一个方向。目前可以追踪到的身体部位还是比较少，在通过大量的数据训练后，可以根据人物的骨骼、身高等信息，推算出更符合人类常识的正常的动作。在人物表情方面，可以基于机器学习，推算出所有的肌肉群的权重，使得人物的表情更加真实，去年SIGGRAPH我们也展示过这方面的Demo。

关于和AI结合，Unreal Engine也有在做尝试，并且有一些不错的结果。我们在几何辅助生成，角色动画生成，PBR材质参数生成，工具集中海量内容的分类等功能都有探索。

不过，Unreal Engine的关注点还是在实时渲染和逻辑控制。未来，有些功能可能是不会自己做的，但是可以和第三方合作。

Q： 接下来有可能对游戏行业产生推动作用的商用技术可能有哪些?

王祢：

如刚才所说，大量通过AI来辅助做内容生成的的技术都会对行业有推动作用。

对于小团队来说，可以利用PCG技术(过程自动生成技术)。去年底，Steam上线有一款游戏名为《宇航员》，是一款沙盒游戏。游戏中，所有的星球都是可以探索、甚至挖掘至地心的。这一团队仅有6名人员，大量使用了PCG技术。对于小团队来说，这会是一项非常有价值的技术。

另外可能也已经有公司开始尝试在实时渲染领域使用光线跟踪。传统的实时渲染都是使用光栅化的方式来绘制的，并且在这上面积累的大量的算法和经验技巧，要很快的替换掉是不太可能的。但是在一些特定情况下可能会有帮助，例如在VR领域，通过光线跟踪的硬件和对应的图形API，可能可以在镜片的片元的光线出发来计算场景主光的贡献。