【GDC 21】SQUARE ENIX 公開與機器人動作相關的全新系統「MULS」

(本新聞經日本 4Gamer.net 同意授權轉載) 2021-07-23 16:50:38 原文出處

  於台灣時間 7 月 20 日開幕的「遊戲開發者大會(Game Developers Conference)2021」首日,來自 SQUARE ENIX 的主講者舉行了一場名為「動畫講座:來自設計:為了機器人的完全可程式化動畫(Animation Summit: From Design: Full Procedural Animations for Mechs)」的講座。
 
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  這場講座是和 SQUARE ENIX 公司目前正在開發,為了讓機器人的動作能夠表現得更為寫實的動畫系統「MULS(Multi Unit Link System)」相關之講座,主講者是來自同公司的資深人工智慧工程式並木幸介,與人工智慧工程師森寅嘉。配合技術展示影片,解說與該系統有關的各種情報。
 
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  MULS 開發目的,是要建立一個可以對應能讓玩家完全自由組裝機器人之遊戲的動畫系統。
 
  過去在這一類遊戲當中,像是手腳等部位,以及這些部位的動作,都是要透過設定事先製作好的材質來表現。使用這種方式製作,動畫就會被事先製作好的動作所限制,很難讓機器人的造型和零件設計有更多變化出現。SQUARE ENIX 公司就是為了解決這個問題,才開始著手製作 MULS。
 
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  MULS 是以機器人的手部、腳部以及腰部等各種零件的資料為基礎,去自動生產動畫的系統,可以針對不同零件組合與關節形狀產生各有不同風格的動作。這個系統除了可對應各式各樣不同外形的機器人以外,甚至還能重現出在不同地形上必須使用不同步行方式時的動作。為了加入這項功能,開發小組則是使用了基於順運動學與逆運動學之研究的資料。
 
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  接著公開播放了一段技術展示影片,影片中的機器人開始步行並發現目標,瞄準目標後以拿在左手上的步鎗開始射擊。然後又發現一個全新的目標,這次則是使用拿在右手上的步鎗射擊。接下來則是對位在遠方的目標,使用拿在右手上的步鎗連續發動射擊攻擊。配合影片播放的這一連串場景,解說包含步行、瞄準、尋找、發現、掃視、空轉維持,以及使用左右手武器等等,運用 MULS 產生的各種不同動作。
 
  另外在影片最後,還有一樣是以 MULS 製作出來的敵對機器人登場,這時自機因為彈藥用盡開始後退,在拉開距離之後發射飛彈擊破敵人,還介紹了這樣實際在戰鬥中會出現的動作。
 
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    光看靜態圖片可能不是很好看出來,上圖就是從技術展示影片中擷取出的圖片。有看起來真的很像是雷霆任務(フロントミッション)》系列中登場的裝甲機兵(ヴァンツァー)…… 應該說根本就一模一樣的機器人登場。影片中會以「看似」瑟尼斯(ゼニス)的機器人介紹各種不同動作,以及與看起來有一點「像」弗洛斯特(フロスト)的紅色敵對機器人戰鬥等等場景。
 
  以 MULS 製作出來的機器人,是由身體、左右雙手,以及腳部這四種零件所構成。這次講座中公開的機器人雖然是人形,但是只要交換使用各種不同的零件,就可以製作出各式各樣不同造型的機器人。在關於步行和瞄準這兩個動作的解說當中,有更詳細說明到這一點。
 
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  所有部位的可動範圍都有設定最大角度和最小角度,這些參數是由零件的形狀來決定。雖然機器人的模型資料裡有設定好動畫資料,但這些動作並不是事先製作好的既有材質,像是在步行時每一腳步的長度、瞄準動作需要花費的時間,以及偵察敵人時要旋轉的角度等等都會計算好參數。再以這些參數為基礎,重現出會因為機器人外型,以及各種零件組合而會產生差異的動作。
 
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  比如說在步行時,就會有腳掌接觸地面著地的時候、踩踏地面用力的時候,以及離開地面的時候,這三個關鍵動作存在,這些動作就是利用像是腳尖、腳懷的形狀,以及腳掌接觸地面時的角度等等的參數作為基礎下去產生。
 
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  在機器人開始移動前,模擬計算步行軌道的腳步產生器(footstep maker)會先開始運作,然後依照計算結果開始步行。如果是在要轉彎的時候,就會促使外側腳的動作不要變得過大,而內側腳的動作則是不要變得太小,像這樣讓各部位零件依照不同場面來動作。除了腳部本身以外,像是承擔身體部位重量的腳部零件軸心部份,以及在步行時會上下晃動的腰部高度等等動作表現,也都會受到影響。
 
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  而瞄準時的動作,則是專程為了這個動作編寫了一個名為 AimIK 的專用演算法,但是卻碰上每個零件的可動性限制不會去考慮 AimIK 演算法的問題。比如說只要讓手部以順時針旋轉就可以自然瞄準到目標的場合,有時卻會採取逆時針旋轉這種完全不自然的動作。
 
  最後雖然使用先準備好各種不同姿勢的資料,讓程式搜尋資料庫找出最合適的姿勢,以這種方式解決了這一個問題,但還是留下即使可以順利擺出瞄準姿勢,鎗口方向和角度還是有可能會變得很奇怪的問題有待解決。除此之外,還有像是步行時因為每一張畫面都必須要模擬計算,記憶體和中央處理器消秏資源(特別是在處理關節較多的機器人時)就會變得很高,以及在某些可動範圍下可能會擺出奇怪姿勢的問題存在。
 
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  現在機器人的種類一共有 75 種,每一種的腳部關節構造和數量都不同,所以能夠表現出各種不同的動作。像是有複數腳尖和腳踝,又或者是根本沒有腳尖的造型都有,看起來可以對應各式各樣不同的機器人。
 
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  雖然這次公開的機器人都是人形機器人,但是開發團隊也有測試過四腳型的機體,以及手臂固定在機身上等各種不同的機體造型。而且雖然目前還沒有辦法達成,但是最終目標是要能自動產生出「帥氣的姿勢」。因為在系統層面上還有一些問題存在,如果不完全解決的話並沒有辦法當作產品推出,在今後將會繼續化解這些問題,同時更進一步擴張系統功能。
 
  看完雖然讓人非常期待會有全新機器人遊戲作品出現,但目前終究只是處在遊戲開發研究的階段。並不是說馬上就會有採用這個系統的新作要發表,但光是目前這個階段的技術展示就已經讓人很感興趣,所以很期待這個系統日後的發展。
 
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