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I vecchi videogiochi diventano nuovi con l’intelligenza artificiale : l’upscaling AI

L’INTELLIGENZA ARTIFICIALE STA AIUTANDO I VECCHI VIDEOGIOCHI A SEMBRARE NUOVI
I modder stanno sfruttando gli strumenti di intelligenza artificiale per aggiornare la vecchia grafica

Una delle applicazioni più inaspettate dell’intelligenza artificiale avviene nel mondo delle mod di videogiochi. I fan hanno scoperto che l’apprendimento automatico è lo strumento perfetto per migliorare la grafica dei giochi classici.

La tecnica utilizzata è conosciuta come “upscaling AI”. In sostanza, si alimenta un algoritmo un’immagine a bassa risoluzione e, in base ai dati di allenamento che viene visualizzato, sputa una versione che sembra uguale ma che contiene più pixel. L’upscaling, come tecnica generale, è in circolazione da molto tempo, ma l’utilizzo dell’intelligenza artificiale ha drasticamente migliorato la velocità e la qualità dei risultati.

“ERA COME LA STREGONERIA”.
“Era come la stregoneria”, dice Daniel Trolie, insegnante e studente norvegese che ha usato l’intelligenza artificiale per aggiornare le immagini del classico RPG del 2002 The Elder Scrolls III: Morrowind . “Sembrava che io abbia appena scaricato un pacchetto di texture ad alta risoluzione da parte degli [sviluppatori di giochi] Bethesda”.

Trolie è un moderatore di r / GameUpscale subreddit dove, insieme a forum specializzati e app di chat come Discord, i fan condividono suggerimenti e trucchi su come utilizzare al meglio questi strumenti di intelligenza artificiale.

Navigando in questi forum, è evidente che il processo di modding è molto simile al ripristino di vecchi mobili o opere d’arte. È un lavoro per esperti artigiani, che richiedono pazienza e conoscenza. Non tutti i giochi sono adatti per l’upscaling e non tutti gli algoritmi di upscaling producono risultati simili. I modder devono scegliere lo strumento giusto per il lavoro prima di dedicare centinaia di ore di lavoro a rifinire i risultati finali. È un lavoro d’amore, non una soluzione rapida.

Nonostante il lavoro svolto, è ancora molto più veloce dei metodi precedenti. Significa ripristinare la grafica può essere fatto in poche settimane da un singolo modder dedicato, piuttosto che da una squadra che deve lavorare per anni. Di conseguenza, c’è stata un’esplosione di nuove grafiche per vecchi giochi negli ultimi sei mesi circa.

La gamma di titoli è impressionante, tra cui Doom , Half-Life 2 , Metroid Prime 2 , Final Fantasy VII e Grand Theft Auto: Vice City. Anche i più recenti, come il Mass Effect 2 del 2010, hanno ottenuto il trattamento di upscaling dell’IA . In ogni caso, tuttavia, si tratta di aggiornamenti non autorizzati, il che significa che richiede un po ‘di know how in più per installare i nuovi visual.

Realmente la creazione di queste grafiche AI ​​richiede molto lavoro, spiega un modder che si chiama hidfan. Racconta a The Verge che le immagini aggiornate di Doom che ha realizzato hanno impiegato almeno 200 ore di lavoro per modificare l’output dell’algoritmo e pulire a mano le immagini finali.

In Doom, come in molti videogiochi, la maggior parte delle immagini sono memorizzate come pacchetti di texture. Queste sono immagini di rocce, metallo, erba e così via che sono incollate sulle mappe 3D del gioco come carta da parati sulle pareti di una casa. Proprio come con lo sfondo, queste trame devono tessere perfettamente, oppure i giocatori possono individuare dove inizia l’immagine e ne inizia un’altra.

Poiché l’output degli algoritmi di upscaling dell’IA tende a introdurre un sacco di rumore, dice hidfan, è ancora necessario un gran numero di modifiche manuali. Lo stesso è vero quando si tratta di immagini per personaggi e nemici. Hidfan dice che pulire un solo mostro richiede tra le cinque e le 15 ore, a seconda della complessità della loro animazione.

È qualcosa da ricordare quando si guardano questi aggiornamenti o qualsiasi progetto che utilizza l’apprendimento automatico. Solo perché l’intelligenza artificiale è coinvolta, non significa che il lavoro umano non lo è.

Aggiornati i grafici di Doom creati da hidfan. A sinistra è l’immagine originale; a destra è la versione con AI potenziata.
Ma come funziona effettivamente il processo? Albert Yang, CTO di Topaz Labs, una startup che offre un servizio di upscaling popolare usato da molti modder, dice che è piuttosto semplice.

Si inizia prendendo un tipo di algoritmo noto come una rete generativa avversaria (GAN) e lo si allena su milioni di coppie di immagini a bassa risoluzione e ad alta risoluzione. “Dopo aver visto milioni di foto molte, molte volte inizia a capire come appare un’immagine ad alta risoluzione quando vede un’immagine a bassa risoluzione”, ha detto Yang a The Verge .

In che modo l’intelligenza artificiale rivoluzionerà il modo in cui i videogiochi vengono sviluppati e riprodotti
Una parte dell’algoritmo tenta di ricreare questa transizione da bassa risoluzione a alta risoluzione, mentre un’altra parte confronta il suo lavoro con i dati di allenamento, vedendo se può individuare la differenza e rifiutare l’output se non. Questo ciclo di feedback è il modo in cui i GAN migliorano nel tempo.

L’utilizzo dell’IA per l’upscaling delle immagini è un’attività relativamente semplice, ma illustra perfettamente il vantaggio principale dell’apprendimento automatico. Mentre gli algoritmi tradizionali si basano su regole definite dall’uomo, le tecniche di machine learning creano le proprie regole imparando dai dati.

Confronto tra una tecnica di upscaling tradizionale (“neighbor neighbor”) e la versione potenziata con intelligenza artificiale (“ESRGAN”). Immagine: kingdomakrillic.tumblr.com
Nel caso di algoritmi di upscaling, queste regole sono spesso piuttosto semplici. Ad esempio, se si desidera ottimizzare un’immagine di 50 x 50 pixel per raddoppiare le sue dimensioni, un algoritmo tradizionale inserisce solo nuovi pixel tra quelli esistenti, selezionando il colore dei nuovi pixel in base a una media dei suoi vicini. Per dare un esempio molto semplificato: se hai un pixel rosso su un lato e un pixel blu sull’altro, il nuovo pixel nel mezzo diventa viola.

Questo tipo di metodo è semplice da codificare ed eseguire, ma è un approccio universale che produce risultati misti, afferma Yang.

Gli algoritmi creati dall’apprendimento automatico sono molto più dinamici al confronto. L’upscaling Gigapixel di Topaz Labs non si limita a guardare i pixel vicini; guarda intere sezioni di immagini alla volta. Ciò gli consente di ricreare meglio strutture più grandi, come i contorni di edifici e mobili o i bordi di una pista in Mario Kart.

“Questo campo percettivo più ampio è la ragione principale [gli algoritmi di upscaling di AI] funzionano molto meglio”, afferma Yang.

L’aggiornamento della grafica di gioco è più di una semplice sfida tecnica. Si tratta spesso di salvare i ricordi. Riascoltare i videogiochi preferiti della propria gioventù può essere un’esperienza sorprendentemente agrodolce: i ricordi sono intatti, ma i giochi stessi sembrano stranamente brutti e crudi. “Sono rimasto davvero impressionato da questi elementi grafici?” Ti chiedi, chiedendoti se hai perso la capacità di goderti del tutto tali giochi.

Prendi la serie di Final Fantasy , per esempio. Questi erano titoli che ho interpretato in modo estensivo da bambino. Ascoltare solo le canzoni delle loro colonne sonore può riportarmi a momenti e luoghi specifici del gioco. Ma rivedere i giochi da adulto è un’esperienza strana. Di solito non esagero quando provo, nonostante il posto che hanno in serbo nella mia memoria. Hanno solo un aspetto brutto .

Il Modder Stefan Rumen, che ha utilizzato l’upscaling dell’IA per migliorare la grafica di Final Fantasy VII , spiega che la nuova tecnologia di visualizzazione è la causa di una grafica obsoleta.

“Con la grafica pixel / basso poligono del passato, i vecchi monitor TV hanno aiutato a sorvolare su molte imperfezioni”, dice. “La tua mente ha finito il lavoro e ha colmato le lacune [ma] i display moderni mostrano questi vecchi giochi nella loro ruvidezza non filtrata.”

Fortunatamente, questi primi giochi sono anche il bersaglio perfetto per l’upscaling dell’IA. Nel caso della serie Final Fantasy , ciò è in parte dovuto al loro ampio uso di sfondi pre-renderizzati, il che significa che i modder devono elaborare meno immagini. Le immagini occupano anche un “punto debole” in termini di dettaglio, afferma Rumen.

“Non sono a bassa risoluzione come pixel art, il che significa che ci sono più informazioni per l’apprendimento della macchina per fare la sua magia, ma non è una risoluzione troppo alta per cui non sarebbe necessario un aggiornamento”, dice. I risultati parlano da soli.

Rumen dice che Final Fantasy VII non è in realtà un gioco che ha giocato quando era giovane. (“Ero un ragazzino di PC.”) Ma aggiornando la grafica, rende questi classici accessibili ancora una volta. Mi hanno convinto, comunque. Ho appena scaricato il pacchetto grafico di Rumen per l’IA e mi sto preparando per giocare ancora una volta su FFVII .

Correzione 18 aprile, 11:00 ET ET : Una versione precedente di questo articolo includeva la menzione di un mod di emulazione SNES come un esempio di upscaling dell’IA. Questa mod non usa l’apprendimento automatico che conosciamo ed è stato rimosso dall’articolo. Ci dispiace per l’errore.

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