曉查發(fā)自凹非寺
　　量子位出品公眾號(hào) QbitAI

　　“買(mǎi) bug 送游戲”對(duì)育碧游戲的玩家來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是常態(tài)。即使是育碧的當(dāng)家游戲《刺客信條》、《孤島驚魂》系列也是 bug 也是多到令人發(fā)指。

　　比如《刺客信條：大革命》中，主角的臉部建模突然失控，變成一張“滑稽臉”。

　　又或者是人物總會(huì)卡死在奇怪的地方。

　　最近，育碧蒙特利爾工作室，也就是開(kāi)發(fā)出上面幾款游戲的知名工作室，他們的研究員最近提出了一種游戲世界中的物理模擬方法，能夠包括模擬布料的飄動(dòng)和和其他彈性物體的變形。

　　這種方法結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)，能比之前的標(biāo)準(zhǔn)物理模擬方法快 300 到 5000 倍，每秒甚至能模擬 3000 多幀畫(huà)面！

　　文章的第一作者 Daniel Holden 在 Twitter 上公布了這項(xiàng)研究后，不少育碧玩家表示非常期待。

　　效果

　　研究人員在不同場(chǎng)景中模擬了不同物體在外力作用下的變形。

　　球在撞擊一只兔子：

　　人物在跳動(dòng)的時(shí)候，斗篷和裙子如何隨風(fēng)飄動(dòng)：

　　然而在實(shí)際的游戲場(chǎng)景中，發(fā)生變化的物體可能不止一個(gè)，所以育碧還進(jìn)行了壓力測(cè)試。讓幾百只兔子在同一幅畫(huà)面中被擠壓撞擊，還有 16 個(gè)人一起在畫(huà)面中跳舞，觀察斗篷的變化。

　　每個(gè)測(cè)試都能在 120FPS 和 240FPS 的幀速率獨(dú)立模擬運(yùn)行。

　　原理

　　這種方法的核心思想是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與子空間模擬相結(jié)合，產(chǎn)生一個(gè)可以完全在模擬子空間中運(yùn)行的模擬步驟，并且能同時(shí)與外部對(duì)象進(jìn)行交互。

　　作者使用 Maya 軟件的 nCloth 離線獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)X和Y，執(zhí)行 PCA 獲得壓縮的表征Z和W。然后將Z和W輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)φ進(jìn)行訓(xùn)練，預(yù)測(cè)z*的壓縮狀態(tài)、給定對(duì)象z的先前狀態(tài)z_t-1，以及外部對(duì)象的壓縮狀態(tài)w*，從模型輸出直接計(jì)算模擬對(duì)象位置x*和法線ñ*，用于渲染。

　　算法中還包括多種優(yōu)化，比如高效的 GPU 解壓縮算法和頂點(diǎn)法線逼近方法。

　　這種方法一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)是它的性能，運(yùn)行速度更快，內(nèi)存占用更少。下表列出了，它與其他方法的對(duì)比。結(jié)果證明，該方法相比標(biāo)準(zhǔn)模擬方法中實(shí)現(xiàn)了~300×到~5000 倍的加速。即使與其他最先進(jìn)的方法（如 HRPD）相比，它也具有良好的性能。

　　以上所有性能測(cè)試均是在 Intel Xeon E5-1650 3.5 GHz CPU 和 GeForce GTX 1080 Titan GPU 上進(jìn)行。

　　當(dāng)然，育碧最后還是逃不過(guò) bug 的命運(yùn)。這套方法也并非沒(méi)有局限性，如果某些參數(shù)過(guò)大，仍然會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的模擬結(jié)果。

　　前面演示的小球碰撞布料的模擬，如果小球的速度足夠快，就能直接穿過(guò)去，好像布料完全不存在一樣。

　　論文地址：

　　http://theorangeduck.com/media/uploads/other_stuff/deep-cloth-paper.pdf

　　— 完 —

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的最高5000倍加速模拟物理世界，育碧在修复bug上又进一步的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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