腾讯AILab提出3D虚拟场景自动生成解决方案

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2023-10-27 10:02:24

腾讯AILab提出3D虚拟场景自动生成解决方案

在近日举办的2023游戏开发者大会（GameDevelopersConference）上，腾讯AILab发表了题为《AIEnhancedProceduralCityGeneration》的演讲，提出自研的3D虚拟场景自动生成解决方案，帮助游戏开发者以更低成本创造风格多样、贴近现实的虚拟城市，提升3D虚拟场景的生产效率。

《AIEnhancedProceduralCityGeneration》效果展示会上，腾讯展示了使用AI从零开始迅速搭建一座3D虚拟城市的过程，所建虚拟城市面积达到25平方公里，包含130千米路网、4416栋建筑以及超过38万个室内映射。这样一座大规模城市的“构建”，过去往往需要多名美术师以年为单位的时间才能完成，而结合AI只需要数周。团队重点分享了城市布局生成、建筑外观生成、室内映射生成三大核心能力，以下为具体介绍。

01城市布局生成

城市布局的真实感与多样化，主要来源于两方面：道路布局和建筑布局。第一步，创造真实感的道路布局。传统程序化生成的路网通常横平竖直、风格单一，要实现不同城市风格必须手动设计和反复修改，耗时至少一周。腾讯AILab的解决方案，是让AI学习现实世界路网，再自动创造新道路，不仅生成结果更贴近现实，且操作简便高效。整个过程仅需不到30分钟，相比手动设计效率提升近100倍。

第二步，在路网基础上实现多样化的建筑布局。腾讯AILab基于大量真实建筑的轮廓数据及建筑排布信息，通过生成技术学习数据中的规律，从而生成大量真实多样且符合现实世界规律的建筑轮廓及建筑排布，最后把这些生成的建筑单元填充到路网中，从而完成建筑布局的制作。

02建筑外观生成

腾讯AILab的解决方案将AI与程序化生成结合，加速了2D照片到3D建筑的制作过程，使低成本、高效率生成大量多样化建筑外观成为可能。通过单张2D照片生成3D建筑，其难点是对3D信息的准确估计。借助自研的图像生成能力，批量生成大量外观独特的2D建筑照片，提升了建筑外观的丰富度。

03室内映射生成

为了让城市更具真实感，腾讯AILab基于NeRF输出的给定视角的颜色图和深度图，制作内部映射材质实现伪三维效果。最后，用程序化UV计算，将这些“伪3D”房间填充到之前生成好的建筑外墙上，城市里即充满了各式各样的房间。

基于以上技术，真实感虚拟城市所需要的多样化城市布局、多风格城市建筑等核心要素已基本具备。然后，借助程序化生成，完成路面、植被等标准元素，再把所有元素转移至游戏引擎中，增加动态变化天气、车流与行人等，一个活灵活现的虚拟城市轻松落成。

腾讯AILab表示，团队已在AI与游戏应用的结合上取得多项成果，包括运用AI进行游戏平衡性测试、游戏新手教学、关卡生成等。未来面向游戏行业，腾讯AILab将聚焦AIBot与AIGC两大方向，探索AI与游戏产业的深度融合，覆盖从游戏研发到运营的全链路AI解决方案，助力游戏产业发展。

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