Введение
За последнее десятилетие искусственный интеллект (ИИ) сделал огромный шаг вперед. Многие из революционных разработок в этой области связаны с достижениями в области машинного обучения (ML) и глубокого обучения. Обе области развились настолько, что Американская академия искусств и наук недавно назвала прошедшее десятилетие «золотое десятилетие глубокого обучения».
Инструмент Google Chimera Painter, основанный на технологии глубокого обучения, позволяет пользователям воплощать свои эскизы в жизнь. Дудл за короткое время превращается в полноценную трехмерную модель существа.
Вот как это работает.
Как и тысячи программных решений, Chimera Painter началась с того, что команда Google обнаружила проблему. Разработчикам игр потребовалось несколько дней, чтобы разработать полноценные 3D-изображения новых существ. Хотя это не может быть проблемой, когда требуется всего несколько существ, разработка персонажей может привести к срыву запуска игр, когда нужны десятки существ.
Встречайте Google Chimera Painter: Google запустил этот инструмент для ускорения разработки игр с помощью искусственного интеллекта. Короче говоря, это то, что Chimera Painter делает лучше всего — быстро превращает рисунки в волшебных существ. Но эта демо-версия ускоряет разработку игр и в других отношениях.
Одним из преимуществ искусственного интеллекта перед человеческим является то, что компьютеры могут обрабатывать гораздо больше данных за гораздо меньшее время, чем человеческий мозг. Применительно к разработке существ эта возможность означает, что Chimera Painter может взять несколько существ и объединить их тысячами способов. Комбинации порождают больше существ.
В основе инструмента лежат комбинации существ. Не случайно инструмент получил свое название от мифологическое греческое огнедышащее гибридное существо. Первоначальная химера, состоящая из различных частей животных, обычно представляла собой льва с козлиной головой, поднимающейся из спины. На многих изображениях хвост существа заканчивается головой змеи. Идея как в мифологии, так и в 21 в.ул. века, заключается в создании более сильных существ путем объединения их черт.
Использование искусственного интеллекта для создания различных типов химер позволяет разработчикам игр превратить несколько основных существ в целый зоопарк – или в состав многоуровневой игры. Даже если в одной игре должны быть сотни животных, ИИ может создать их более или менее за одну ночь или, по крайней мере, намного быстрее, чем может нарисовать художник.
Читайте также: Как создать искусство, созданное искусственным интеллектом
Прототипирование новой модели
Когда началась разработка Google Chimera Painter, идея заключалась в создании готовых к игре изображений существ, которые можно было бы комбинировать в новые гибриды. Разработка была основана на карточной игре, в которой игроки могли объединять существ на своих картах, чтобы создавать новых, более сильных животных.
Чтобы это произошло, разработчикам Google нужно было создать инструмент, который мог бы быстро создавать существ. Существам необходимо было сохранить элементы своих «предков», чтобы можно было идентифицировать их наследие. Это означало сохранение некоторых художественных ценностей оригинальных персонажей.
Чтобы обеспечить как вклад художника, так и высококачественные цифровые изображения, команда Google использовала состязательные сети общего пользования (GAN) для создания существ для своего прототипа карточной игры. В GAN используются две нейронные сети, которые помогли разработчикам Chimera Painter поразить двух зайцев одним выстрелом. Так называемая сеть генераторов отвечает за создание новых изображений, в то время как сеть дискриминаторов обеспечивает и проверяет соответствие новых изображений оригинальным изображениям художников.
Следующим шагом в этом процессе было обучение изображений, созданных с помощью GAN. Для этого Google использовал 3D-модели существ и разбил их на отдельные части тела. Эти карты сегментации существ позволили ИИ анимировать каждую часть тела и создавать химеры, объединяющие несколько видов.
Разработчики Google опробовали свою технологию на нескольких моделях и использовали ту, которая показала лучшие результаты, для включения в Chimera Painter. Со временем команда перешла от относительно простых комбинаций к более сложным существам.
Читайте также: Знаменитые произведения искусства, созданные ИИ
Обучение созданию существ со структурой
Разработчики решили работать с GAN, чтобы иметь возможность создавать новые изображения, сохраняя при этом оригинальные художественные особенности. С этой точки зрения GAN были идеальным выбором, но они также привносят в процесс свои проблемы. Эти проблемы включают в себя опасность потери некоторой пространственной и анатомической последовательности в процессе рендеринга.
Потеря когерентности обычно происходит при рендеринге малоконтрастных или тонких частей изображения. Проблема в том, что эти части могут показаться ИИ незаметными, но они важны для человеческого восприятия. Пальцы, глаза или перекрывающиеся части тела могут быть особенно проблематичными.
Чтобы решить эти проблемы, разработчики применили подход к обучению алгоритмов машинного обучения для Chimera Painter под руководством художника. Используя полуавтоматический процесс, команда могла быстро масштабироваться и выполнять итерации.
Художники использовали 3D-модели существ для создания двух наборов текстур, которые затем можно было накладывать друг на друга. На одном слое была полноцветная текстура существа. Второй слой предоставил карту сегментации с плоскими цветами для каждой части тела. Второй уровень позволил модели ML понять различные части тела, их структуру, форму и пропорции для каждого существа.
Разбив каждое существо на эти части, художники и разработчики затем применили автоматизированные сценарии для интерполяции слоев между различными позами. Они также применили разные уровни масштабирования и перспективы. В результате этого процесса был создан набор обучающих данных для GAN, содержащий в общей сложности более 10 000 изображений и карт сегментации для каждой модели существа.
По оценкам разработчиков, этот процесс мог бы сэкономить миллионы часов времени художников, не лишив при этом художественного вклада в разработку.
Читайте также: Введение в генеративно-состязательные сети (GAN)
Настройка GAN для лучших результатов
GAN сыграли важную роль в разработке Chimera Painter. Но, как мы уже упоминали выше, они также создали дополнительные проблемы в этом процессе. Однако преимущества GAN перевешивают недостатки. Одним из этих преимуществ является полная возможность регулировки их параметров.
Чтобы понять, по каким параметрам создаются лучшие химеры, разработчики обратились к художникам. Цифровых художников попросили оценить версии существ, созданных с помощью ранних версий моделей инструмента. Они оценили реалистичность глаз и лиц существ, а также их текстуры и стиль.
На основании отзывов художников можно будет обучить следующую версию модели. Одной из основных функций, на которых было сосредоточено обучение, был компонент вечных потерь. В ходе итеративного подхода разработчики обнаружили, что постоянные потери веса играют важную роль в определении того, как должны выглядеть окончательные изображения.
Разработчики заметили, что выбор определенных значений обеспечивает более четкие и узнаваемые черты лица. Эти функции помогают даже самым фантастическим существам выглядеть более реальными. Понимание того, как точно настроить GAN, помогло преодолеть их самый большой недостаток и заложить основы для разработки реалистичных, но в то же время фантастических химер.
Пошаговое руководство пользователя Chimera Painter
Начать работу с Chimera Painter очень просто. Вот пошаговое руководство, которое поможет вам начать работу.
- Перейдите в Google Chimera Painter и откройте инструмент.
- Обратите внимание, что перед вами три основные области. Слева находится панель, обеспечивающая доступ к частям тела существа. Справа от этого находится изображение сегментированного существа. Справа снова изображение законченной анимированной химеры. Это простая и легкодоступная установка.
- Вы увидите рабочую область с предварительно загруженными существами, на которых можно потренироваться и поиграть. Если у вас еще нет собственных рисунков, эти существа отлично подойдут для знакомства с Chimera Painter. Кроме того, вы можете загрузить свои рисунки и преобразовать их.
- В любом случае существа разбиты на три части: голова, тело и ноги. Обратите внимание, что тело существа уже разделено на отдельные части, что позволяет вам быстро выбрать область, которую вы хотите изменить. Цвета существа соответствуют цветам блоков на левой панели. Это просто вопрос нажатия на правильную часть.
- Нет предела тому, насколько вы можете трансформировать существо перед вами. Как только вы закончите с определенной частью тела, все, что вам нужно сделать, это нажать кнопку «трансформировать» вверху, чтобы увидеть, как ваши изменения включены в окончательное 3D-изображение. Рендеринг занимает всего несколько секунд.
Попробуйте сегодня! Chimera Painter в настоящее время представляет собой демо-версию, и это фантастический инструмент искусственного интеллекта, который художники могут использовать в своем процессе.
Chimera Painter не заменит цифровых художников. Это просто инструмент, который поможет сделать их работу быстрее и проще. В этом смысле этот инструмент ничем не отличается от некоторых ведущих приложений искусственного интеллекта. Они не предназначены для замены человеческого интеллекта. Вместо этого они были разработаны для увеличения человеческого интеллекта и поддержки работы людей способами, которые могут выполнять только технологии.
Заключение
Chimera Painter, продукт Google Research и Google AI, стал инструментом трансформации в мире цифровых видеоигр и программного обеспечения для рисования, переосмысливая способы создания высококачественного искусства художниками игр. Этот демонстрационный инструмент использует возможности моделей машинного обучения, в частности генеративно-состязательных сетей (GAN), для превращения предоставленных пользователем или заранее заданных контуров существ в фантастических существ в режиме реального времени. Будь то контуры одновидовых существ или сложные многовидовые химеры, модель принимает отдельные входные данные меток частей тела и форм существ для создания высококачественных изображений карточек существ с впечатляющей пространственной согласованностью и детализированными текстурами.
В быстро меняющейся среде разработки игр художники часто сталкиваются с жесткими сроками создания большого объема ресурсов. Традиционный художественный конвейер включает в себя создание существ с нуля или изменение 3D-модели — трудоемкий и часто итеративный процесс. Именно здесь выделяется Chimera Painter. Создавая огромное количество изображений за считанные секунды, этот инструмент позволяет художникам игр больше сосредоточиться на творческом процессе, а не на технических знаниях, обычно необходимых для создания таких детализированных существ. Имея в своем распоряжении широкий спектр типов существ, художники могут быстро создать прототип фэнтезийной карточной игры, ускоряя процесс проектирования и повышая производительность.
Одной из ключевых особенностей Chimera Painter, которая отличает его от других генераторов изображений, является его способность сохранять расположение частей существ в окончательном дизайне существ. Эта функция обеспечивает степень контроля, которой часто не хватает в других изображениях, созданных с помощью GAN. Кроме того, параметры модели и гиперпараметры точно настраиваются, чтобы конечный результат был не только уникальным, но и соответствовал качеству исходных изображений и творческому видению художников. Творческая среда Chimera Painter позволяет исследовать категории существ, от простых существ до более продвинутых фантастических существ, открывая путь к безграничному творчеству.
Chimera Painter — это больше, чем просто инструмент для рисования; это воплощение того, как искусственный интеллект Google и Google Creative Lab используют передовое машинное обучение для расширения творческих способностей художников. Хотя в настоящее время компания сосредоточена на дизайне существ для цифровых видеоигр, потенциальные возможности применения такой технологии обширны: от создания уникальных иллюстраций для книг и фильмов до обхода лицензионных ограничений для создания нового контента. По мере развития технологий будущее обещает мир, в котором создание высококачественного искусства будет демократизировано, и каждый, от профессионалов до новичков, сможет творить и экспериментировать способами, которые раньше были невообразимы.