Нейрондық рендеринг - компьютерлік графиканың классикалық желісін нейрондық желілермен толықтыруға бағытталған терең оқытудағы жаңа әдіс.
Нейрондық көрсету алгоритмі бір көріністің әртүрлі бұрыштарын көрсететін кескіндер жинағын қажет етеді. Содан кейін бұл кескіндер бір көріністің жаңа бұрыштарын шығара алатын модель жасау үшін нейрондық желіге беріледі.
Нейрондық рендерингтің асқақтығы оның есептеуді қажет ететін классикалық әдістерге сүйенбестен егжей-тегжейлі фотореалистік көріністерді қалай дәл қайта жасай алатынында жатыр.
Нейрондық рендеринг қалай жұмыс істейтінін білмес бұрын, классикалық рендеринг негіздерін қарастырайық.
Классикалық рендеринг дегеніміз не?
Алдымен классикалық бейнелеуде қолданылатын типтік әдістерді түсінейік.
Классикалық рендеринг үш өлшемді көріністің 2D бейнесін жасау үшін қолданылатын әдістер жиынтығын білдіреді. Кескін синтезі ретінде де белгілі, классикалық рендеринг әртүрлі нысандармен жарықтың әрекеттесуін модельдеу үшін әртүрлі алгоритмдерді пайдаланады.
Мысалы, қатты кірпішті кескіндеу үшін көлеңкенің орналасуын немесе қабырғаның екі жағы қаншалықты жақсы жарықтандырылатынын анықтау үшін белгілі бір алгоритмдер жиынтығы қажет. Сол сияқты, айна, жылтыр зат немесе су айдыны сияқты жарықты шағылыстыратын немесе сындыратын заттар да өзіндік техниканы қажет етеді.
Классикалық көрсетуде әрбір актив көпбұрышты тормен бейнеленген. Содан кейін шейдер бағдарламасы көрсетілген жарықтандыру мен бұрышты ескере отырып, нысанның қалай көрінетінін анықтау үшін көпбұрышты кіріс ретінде пайдаланады.
Шынайы көрсету әлдеқайда көп есептеу қуатын қажет етеді, өйткені біздің активтеріміз кіріс ретінде пайдалану үшін миллиондаған көпбұрыштарға ие болады. Голливудтық блокбастерлерде жиі кездесетін компьютерлік туындыны көрсетуге әдетте апталар немесе тіпті айлар қажет және миллиондаған долларға тұруы мүмкін.
Сәулелерді бақылау әдісі өте қымбат, өйткені соңғы кескіндегі әрбір пиксель жарық көзінен объектіге және камераға түсетін жарық жолын есептеуді қажет етеді.
Аппараттық құралдардағы жетістіктер графиканы көрсетуді пайдаланушылар үшін әлдеқайда қолжетімді етті. Мысалы, көптеген соңғы видео ойындары егер олардың аппараттық құралдары тапсырмаға сәйкес болса, фотореалистикалық шағылысулар мен көлеңкелер сияқты сәулелік әсерлерге рұқсат беріңіз.
Ең соңғы GPU (графикалық өңдеу блоктары) процессорға фотореалистік графиканы көрсету үшін қажетті өте күрделі есептеулерді өңдеуге көмектесу үшін арнайы жасалған.
Нейрондық рендерингтің өсуі
Нейрондық рендеринг көрсету мәселесін басқа жолмен шешуге тырысады. Жарықтың объектілермен өзара әрекеттесуін модельдеу үшін алгоритмдерді пайдаланудың орнына, көріністің белгілі бір бұрыштан қалай көрінетінін үйренетін модель жасасақ ше?
Сіз оны фотореалистикалық көріністер жасаудың төте жолы ретінде қарастыра аласыз. Нейрондық рендеринг арқылы жарықтың объектімен қалай әрекеттесетінін есептеудің қажеті жоқ, бізге жеткілікті жаттығу деректері қажет.
Бұл тәсіл зерттеушілерге күрделі көріністерді орындамай-ақ жоғары сапалы рендерлерді жасауға мүмкіндік береді
Нейрондық өрістер дегеніміз не?
Бұрын айтылғандай, 3D рендерлерінің көпшілігі әрбір нысанның пішіні мен құрылымы туралы деректерді сақтау үшін көпбұрышты торларды пайдаланады.
Дегенмен, нейрондық өрістер үш өлшемді объектілерді көрсетудің балама әдісі ретінде танымал болуда. Көпбұрышты торлардан айырмашылығы, нейрондық өрістер дифференциалданатын және үздіксіз.
Нейрондық өрістер дифференциалданады дегенде нені айтамыз?
Нейрондық өрістен алынған 2D шығысын енді нейрондық желінің салмақтарын жай ғана реттеу арқылы фотореалистикалық болуға үйретуге болады.
Нейрондық өрістерді пайдалана отырып, бізге енді көріністі көрсету үшін жарық физикасын имитациялау қажет емес. Соңғы рендерлеудің қалай жанатыны туралы білім енді біздің салмақтарымызда жасырын түрде сақталады нейрондық желі.
Бұл бізге бірнеше фотосуреттер мен бейне түсірілімдерден салыстырмалы түрде жылдам жаңа суреттер мен бейнелерді жасауға мүмкіндік береді.
Нейрондық өрісті қалай жаттықтыруға болады?
Енді біз нейрондық өрістің қалай жұмыс істейтінінің негіздерін білетіндіктен, зерттеушілер нейрондық сәулелену өрісін немесе NeRF.
Біріншіден, біз сахнаның кездейсоқ координаттарын таңдап алып, оларды нейрондық желіге беруіміз керек. Бұл желі егістік көлемдерін шығара алады.
Өндірілген өріс мөлшерлері біз жасағымыз келетін сахнаның қалаған қайта құру аймағынан үлгілер болып саналады.
Содан кейін қайта құруды нақты 2D кескіндеріне салыстыруымыз керек. Содан кейін алгоритм қайта құру қатесін есептейді. Бұл қате нейрондық желіні оның көріністі қайта құру мүмкіндігін оңтайландыруға бағыттайды.
Нейрондық рендеринг қолданбалары
Роман көрінісі синтезі
Жаңа көрініс синтезі перспективалардың шектеулі санындағы деректерді пайдалана отырып, жаңа бұрыштардан камера перспективаларын жасау міндетін білдіреді.
Нейрондық рендеринг әдістері деректер жиынындағы әрбір кескін үшін камераның салыстырмалы орнын анықтауға тырысады және бұл деректерді нейрондық желіге береді.
Содан кейін нейрондық желі 3D кеңістігіндегі әрбір нүктенің сәйкес түсі мен тығыздығы болатын көріністің 3D көрінісін жасайды.
NeRF-тің жаңа енгізуі Google Street View пайдаланушыларға бейне түсіріп жатқан камераны басқаратындай шынайы орындарды зерттеуге мүмкіндік беру үшін жаңа көрініс синтезін пайдаланады. Бұл туристерге белгілі бір сайтқа саяхаттау туралы шешім қабылдамас бұрын бағыттарды иммерсивті түрде зерттеуге мүмкіндік береді.
Фотореалистік аватарлар
Нейрондық рендерингтегі жетілдірілген әдістер шынайырақ цифрлық аватарларға жол аша алады. Содан кейін бұл аватарларды виртуалды көмекшілер немесе тұтынушыларға қызмет көрсету сияқты әртүрлі рөлдер үшін немесе пайдаланушыларға өздерінің ұқсастықтарын енгізу әдісі ретінде пайдалануға болады. Видео ойын немесе имитацияланған көрсету.
Мысалы, қағаз 2023 жылдың наурызында жарияланған бірнеше минуттық бейне түсірілімнен кейін фотореалистік аватарды жасау үшін нейрондық рендеринг әдістерін пайдалануды ұсынады.
қорытынды
Нейрондық рендеринг – бүкіл компьютерлік графика индустриясын өзгертуге мүмкіндігі бар қызықты зерттеу саласы.
Технология 3D активтерін жасау үшін кіру кедергісін төмендетуі мүмкін. Көрнекі эффектілер топтарына бірнеше минуттық фотореалистік графиканы көрсету үшін бірнеше күн күтудің қажеті жоқ.
Технологияны қолданыстағы VR және AR қолданбаларымен біріктіру әзірлеушілерге көбірек әсерлі тәжірибе жасауға мүмкіндік береді.
Нейрондық рендерингтің шынайы әлеуеті қандай деп ойлайсыз?
пікір қалдыру