谷歌推出实时游戏生成AI模型GameNGen，重塑游戏产业新篇章

电子工程专辑讯 随着人工智能技术的飞速发展，其在游戏领域的应用也日益广泛。近日，一款名为GameNGen的实时游戏生成AI模型  (arxiv 论文)，这是首个完全由神经网络驱动的游戏引擎。GameNGen标志着人工智能在游戏开发领域的一大突破，它能够在单个TPU（谷歌定制的人工智能加速器芯片）上以每秒20帧的速度实时生成高质量的游戏画面。

这项技术的特色是能在游玩过程中根据玩家操作即时生成游戏画面与场景，并以1993 年经典游戏《毁灭战士》（ Doom）进行展示。

这款AI 模型是由Google 和以色列特拉维夫大学的研究人员共同开发的，利用通过神经网络和扩散模型（如Stable Diffusion v1.4）技术来实现游戏画面的生成。

GameNGen为游戏带来的新突破

与其他AI模型相比，GameNGen最显著的特点在于其实时生成游戏内容的能力。

GameNGen的训练过程分为两个主要阶段：首先，通过训练一个强化学习（RL）代理来玩游戏，并记录其行动和观察结果；其次，使用扩散模型根据过去的行动和观察进行条件化训练，从而生成下一帧画面。

《毁灭战士》（Doom）是一款经典的第一人称射击游戏，以其复杂的3D环境和快节奏的动作而闻名。在GameNGen 的展示中， 《毁灭战士》被选为测试游戏。在模拟过程中，GameNGen的下一帧预测的峰值信噪比（PSNR）达到了29.4，与有损JPEG压缩相当，展示了GameNGen的高性能实时渲染能力。

为了测试GameNGen的性能，研究人员进行了多种测试。他们分别对16帧（0.8秒）和32帧（1.6秒）两种模拟长度进行了测试。在这些测试中，评估者需要识别出真实的游戏画面和模拟画面。结果显示，评估者选择真实游戏而非模拟的比例分别为58%和60%。

GameNGen的AI模型能够实时交互式地模拟《毁灭战士》的复杂环境和快节奏动作，这标志着人工智能在游戏生成领域的重大突破。

这对游戏的开发流程不仅被简化了，还降低了开发成本，使得个人创作者也能制作复杂游戏。

未来的游戏可能不需要传统的图像引擎，取而代之的是，AI可以根据玩家的操作和游戏情境实时生成游戏内容。AI生成的游戏世界具有高度灵活和可变性。

谷歌所展示的模型示意图

GameNGen将带来新的创新应用，譬如高度自定义性，GameNGen允许开发者通过简单的参数设置，快速生成符合特定主题和风格的游戏场景、角色和道具；实时生成，GameNGen能够实时生成游戏内容，大大提高了开发效率，同时也为玩家带来了更加丰富的游戏体验；持续学习与优化，GameNGen能够根据玩家的反馈和行为数据不断优化游戏内容。这使得游戏能够更好地适应玩家的需求，提高玩家的满意度和留存率。

GameNGen可能带来的影响？

对游戏产业来说，GameNGen的推出将使得游戏开发变得更加高效、便捷和低成本。这有望吸引更多的人才和资本进入游戏产业，推动游戏市场的繁荣发展。

创新游戏玩法将涌现，由于GameNGen能够实时生成具有高度自定义性的游戏内容，这将激发开发者们的创造力，催生出更多新颖、独特的游戏玩法。

GameNGen的潜在游戏可能并不止于游戏，比如在虚拟现实、自动驾驶汽车以及智慧城市等行业带来新的应用。