119个彩蛋！《头号玩家》里的AI技术大揭秘

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119个彩蛋！《头号玩家》里的AI技术大揭秘

Original 2018-04-07 羊习习 读芯术

全文共1706字，预计阅读时长2分钟

3月30日上映的《头号玩家》无疑是近期的影圈爆款。这部大导演斯皮尔伯格的作品中加入了大量的经典元素，号称“每一帧中都有彩蛋”，有影迷甚至已经总结出了其中有119个彩蛋！

这么精彩的电影，小芯自然是不能错过的，然而……凭小芯这样的渣视力，必然是没有找到几个。

不过，彩蛋找得少并不会影响小芯沸腾的热血。因为，电影中提到的许多AI科技，不少已经进入到了我们的生活中了！

虚拟头部：靠脸撩妹so easy

在《头号玩家》里，所有的人都沉浸在一个叫“绿洲”的虚拟游戏空间中——与现实世界完全不同但又绝对真实。只要带上头部和身上的专业VR设备，任何人都可以在“绿洲”中徜徉，突破自身界限，甚至无所不能。

电影中的男主，就是在这个虚拟现实中认识了他心仪的女孩。

其实，不必羡慕电影中的男主，“如何帮助我们靠脸撩妹”这个问题，目前在现实中已经有了答案。

构建三维虚拟头部，可以通过训练神经网络实现。在论文《Avatar Digitization From a Single Image ForReal-Time Rendering》中，研究人员就阐述了如何用一张照片合成实时渲染的虚拟三维头像。

在神经网络训练过程中，首先需要输入大量的图片素材，包括眼睛、牙齿、舌头、牙龈等等头部不同的组成部分，也包括不同的面部整体，尤其是同一对象的不同表情、姿态。而在训练中合成的模型，也会被固定为不同的姿势、表情，被再次投入到数据集中，用于转化为不同的拟合特征，从而让AI在建模中可以直接根据识别特征匹配已有模型，进一步简化机器的解码程序。

由此，计算机便能够学会运用单张图片给二维图像建立3D模形，并学会人类在不同表情、不同动作下的面部运动模式，使得虚拟头像可以实时模拟用户表情。

这一算法不仅可以应用在人体建模上。游戏当中的高楼大厦、灌木丛林、溪流海浪，同样可以通过神经网络训练实现。游戏工程师甚至可以通过输入特征让AI进入数据库自行匹配建模，甚至可以创造一个如“绿洲”一样的世界。

而且，这样的训练模式还具有一个好处，那便是用户为了获得虚拟头部而上传照片时，无论用户拍摄的光线、角度、表情如何，AI都能排除这些干扰因素，得到基本一致的建模结果。

至于让建好的模型根据用户的表情实时而精确地变化，靠的则是早已应用在iPhoneX中的点阵投影器。通过点阵投影器投射出的数万个光点，机器可以标记并实时捕捉人脸的结构，并将其对于运动追踪的计算反映给模型。

模拟触觉：抓不到女神的小手，怎么谈恋爱

谈恋爱除了看脸，当然还得有情侣之间的互动。要解决这个问题自然少不了对触觉的模拟。

目前现有的体感设备，主要是通过震动、阻力、压力以及肌肉电脉冲来模拟触觉，还无法模拟物体的质感。目前，多数的用户穿戴设备只能体验到冲击、抓握、冷暖等感觉。

例如HaptX公司推出的Gloves触觉手套，在虚拟世界中触摸时，通过手套内部的感应单元及控制器中的动作追踪，可以根据模型特征演算出手部不同部位所承受的压力。依据计算结果，手套便可以改变手套内空气压力，让玩家体验相应的触觉。

要表现更多的触觉，则可以通过震动。体感衣Skinterface能够通过其表面大量的矩阵式磁声震动贴片，让用户感受到多元化的震动模式，甚至可以模拟清风拂来、十指抚过。可谓虚拟恋爱的不二之选。

而比震动更为先进的，则是基于肌肉电脉冲的触觉模拟技术。Teslasuit就是其中的佼佼者。作为世界上首款虚拟现实全身触控体验套件，它通过生物电的形式，经由神经系统将肌肉电脉冲传达到大脑。其刺激模式比震动更为多样化，甚至可以初步模拟质感。

要知道电脉冲信号可以说是我们身体接受外界刺激的“母语”。如果将来，人们能够进一步探索脑部神经电流，并将电脉冲信号进一步精细化，将有希望达成高度拟真。届时，即使不把我们的大脑神经与全息头盔相连，也能真实地体会到进入虚拟游戏世界的快感了。

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