IDEAS NCBR uruchamia grupę badawczą, która zajmie się wykorzystaniem AI w grafice komputerowej

Jej liderem został Przemysław Musialski, profesor informatyki w New Jersey Institute of Technology. Kierowana przez niego jednostka zajmie się opracowaniem nowatorskich technik i metodologii z zakresu grafiki komputerowej – głównymi obszarami badań będą: renderowanie 3D, modelowanie generatywne, modelowanie geometryczne, animacja i symulacja. Obecnie do zespołu rekrutowani są informatycy. 

Od miesięcy trwa boom na sztuczną inteligencję, wywołany nie tylko przez ChatGPT, lecz również generatory obrazów takie jak Midjourney czy DALL-E. Dziś każdy może wydawać programowi proste polecenia, by uzyskiwać obrazy i ilustracje niekiedy do złudzenia przypominające fotografie rzeczywistych ludzi i miejsc. Choć słychać głosy o niebezpieczeństwach błyskawicznego rozwoju sztucznej inteligencji, dla świata nauki eksplozja zainteresowania AI to nadzieja na coraz bardziej zaawansowane badania.

Przemysław Musialski, lider nowej grupy badawczej, jest profesorem informatyki w New Jersey Institute of Technology. Jego badania naukowe obejmują modelowanie geometryczne, przetwarzanie geometrii, fabrykację obliczeniową i uczenie maszynowe ze specjalizacją w tworzeniu rozwiązań algorytmicznych do generowania treści cyfrowych. Przed dołączeniem do IDEAS NCBR kierował grupą Computational Fabrication w Centrum Geometrii i Projektowania Obliczeniowego Politechniki Wiedeńskiej. Wcześniej zajmował stanowiska akademickie i badawcze w VRVis (Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung), Politechnice Wiedeńskiej, Arizona State University i King Abdullah University of Science and Technology. Uzyskał tytuł magistra nauk o systemach medialnych na Uniwersytecie Bauhaus w Weimarze oraz doktorat z informatyki na Politechnice Wiedeńskiej.

Czym zajmie się grupa badawcza?

Wyniki badań nad grafiką znajdują zastosowanie głównie w komputerowym tworzeniu obrazów, między innymi w grach komputerowych, filmach animowanych, efektach specjalnych, wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości oraz w oprogramowaniu do projektowania w architekturze, inżynierii i innych branżach. Nowo powstała grupa skupi się na obszarach łączących grafikę i uczenie maszynowe. Docelowo zespół będzie liczyć kilkunastu naukowców.

“Celem badań naszej grupy jest połączenie klasycznych algorytmów z nowoczesnymi algorytmami uczenia maszynowego w celach renderowania neuronowego, czyli tworzenia obrazów, geometrycznego modelowania neuronowego, a więc tworzenia geometrii cyfrowych światów oraz neuronowej symulacji, czyli animacji. To tematy, które mają zastosowania w wielu branżach: gamingowej, filmowej, ale również takich dziedzinach, jak architektura, inżynieria czy medycyna. Liczę na to, że wśród polskich naukowców, słynących za oceanem z wybitnych talentów w dziedzinie IT, znajdzie się sporo chętnych do rozwijania tego obszaru informatyki”  – skomentował prof. Przemysław Musialski.

Głównymi obszarami badań grupy pod kierunkiem prof. Przemysława Musialskiego będą renderowanie 3D, modelowanie generatywne, modelowanie geometryczne, animacja i symulacja.

• W grafice komputerowej głównym celem jest tworzenie fotorealistycznych obrazów i filmów w procesie zwanym „renderowaniem”. Z biegiem lat graficy opracowali zaawansowane metody matematyczne do symulacji rozchodzenia się światła w generowanych obrazach. Niedawno pojawiła się koncepcja renderowania neuronowego, która rozszerza tradycyjne zasady grafiki komputerowej poprzez wykorzystanie elementów widzenia komputerowego i uczenia maszynowego. Takie podejście umożliwia tworzenie realistycznych obrazów o wysokiej jakości, ujętych z nowych perspektyw. Badania wspomnianego zespołu służyć mają zgłębieniu tej techniki syntetyzowania treści wizualnych o wysokiej jakości do zastosowań takich jak produkcja filmów i gier.
• Modelowanie neuronowe – ważnym aspektem grafiki komputerowej jest modelowanie geometryczne, przetwarzanie geometrii i rozumienie kształtu. Projektowanie modeli geometrycznych wymaga nie tylko umiejętności technicznych, ale również artystycznych. Niestety, oprogramowanie do projektowania często nie spełnia wymagań użytkownika, co zmusza go do szukania innych sposobów na realizację pomysłu. Grupa prof. Przemysława Musialskiego będzie prowadzić badania dotyczące nowych algorytmów i pracować nad rozwiązaniami do generowania treści geometrycznych przy użyciu generatywnych metod uczenia maszynowego. Rozwiązania te mogą znaleźć zastosowanie w branży rozrywkowej, a także we wspomaganym komputerowo projektowaniu, inżynierii czy produkcji (CAD/CAE/CAM).
• Neuronowa symulacja i animacja – polega na łączeniu zasad symulacji fizycznej i animacji z możliwościami uczenia maszynowego. Takie podejście staje się niezbędnym narzędziem do analizowania złożonych zjawisk w świecie rzeczywistym (np. zmiany klimatu czy zachowania tłumów w gęsto zaludnionych obszarach). Fizyczne symulacje zapewniają bezpieczne wirtualne środowisko do testowania różnych scenariuszy, wspomagając procesy decyzyjne np. w obszarze bezpieczeństwa. Utworzony zespół wykorzysta sieci neuronowe do przekształcenia wspomnianych wyzwań w zadania optymalizacyjne, które mogą być bardziej wydajne pod względem danych. Wyniki badań zespołu Przemysława Musialskiego w tym zakresie znajdą zastosowanie w produkcji treści wizualnych, branży gamingowej, a także w planowaniu urbanistycznym i skomplikowanych symulacjach związanych z bezpieczeństwem czy medycyną.

Obecnie budowany jest zespół specjalistów, którzy będą prowadzić badania we wspomnianej grupie badawczej.