NVIDIA、AIを使ったレイトレ高速化/顔アニメーション技術を開発

処理途中のレイトレーシング画像(左)と、それをもとにAIで出力した画像(右)

　米NVIDIAは7月31日(現地時間)、AI(人工知能)を活用したレイトレーシング技術および顔アニメーション技術を発表した。

　写実的なレンダリングを行なうレイトレーシングは、無数の光の軌道や反射を再現するため、膨大な量の計算を必要とする。動画の1コマをレンダリングするだけでも、多数のワークステーションを用いて何日もかかることもあるほどだ。

　レイトレーシングでは、点単位でまばらに描画を行なっていくため、処理途中の画像は、低感度な状況で撮影したノイズ混じりの写真のような状態となる。

　今回のNVIDIAの技術はそのレイトレーシング途中のノイジーな画像を逆手に取ったもの。膨大な数の完成途中の画像と完成画像のデータをAIに学習させ、処理途中の画像からノイズを削除して最終出力を予測させることで、レンダリング時間を短縮する。

　いわば処理を間引いたかたちだが、NVIDIAが公開した出力見本では、高いレベルの完成度となっている。また、ゲーム向けにこの技術を応用したアンチエイリアス技術も開発した。

　この技術は同社が提供するレイトレーシングエンジン「OptiX 5.0」で利用できる。

　同社はさらにAIにより光線の計算を効率化する技術も開発した。前述のとおり、レイトレーシングでは、膨大な数の光線を計算するが、必ずしもすべての光線が最終的な画像に影響を及ぼすわけではない。反射によりシーンの外に出て行った光線は無駄に計算されることになる。

　そこで光線の追跡に関する数学とAIの強化学習とを組み合わせる方法を編み出した。これにより、AIが最終的なレンダリングに必要な光線と不必要な光線を区別し、不要な計算をスキップすることでレンダリング性能を10倍向上させた。

　レイトレーシングとは別のAI活用技術も発表されている。CG動画で人間の会話アニメーションを作成するにあたり、顔のモデリング・変形は、たとえモーションキャプチャを利用したとしても細かな修正が必要となり骨の折れる作業だ。

　この問題に対しNVIDIAは、過去の膨大なデータと深層学習を活用し、細かな修正を不要とする技術を発表していたが、さらに一歩前進し、セリフの音声データをAIに与えることで自動的に精巧な顔アニメーションを作成する技術を開発した。

　これにより、これまで顔アニメーションの作成にあてていた時間を、別の処理に割くことができるようになる。