高校研究员推出轻型人工神经网络，为AR/VR实时渲染机织织物
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轻量级的神经网络可实现对织物的实时逼真渲染
（映维网Nweon 2024年07月29日）人工智能和计算领域的进步促进了虚拟现实等领域的发展，比如说物品渲染。
在虚拟现实环境中，难以真实再现的一个方面是织物。尽管已有各种计算工具用于数字设计基于织物的逼真物品，例如围巾，毯子，枕头和衣服等，但实时创建和编辑织物的逼真渲染十分具有挑战性。
针对这个问题，山东大学和南京大学的研究人员推出了一种全新的轻型人工神经网络，可用于实时渲染机织织物。其中，所述网络通过将织物的图案和参数编码为一个小latent vector，而它稍后可经解码器解释以产生各种织物的逼真表示。
团队表示：“我们这篇论文主要是出于提高实时虚拟世界真实感的（愿望）。织物有着广泛的使用，影响着真实感，所以有必要提供一种实时渲染真实织物的方法。我们发现，最新的基于表面的织物模型尽管轻型，但非常逼真，这为实时织物渲染奠定了基础，所以我们尝试提出一种方法来实现它。”
机织织物的图案往往是规则和重复的，所以研究人员利用它们的重复性来实现实时的逼真渲染。
团队开发的算法首先将织物的规则图案编码成一个小latent vector。然后，这个latent vector经由一个小型解码器进行处理解释，并利用其中编码的信息来生成给定织物的逼真表示。
他们解释道：“我们提出了一个具有编码器-解码器结构的神经网络。通过将织物材料编码为latent vector我们的网络可以在训练后表示多种织物类型。另外，我们发现我们的目标分布是复杂的，但可以分离。所以，我们将其分成四个更简单的部分，从而允许轻量级解码器来表示它们。”
尽管团队开发的网络十分轻型，但它可以有效、快速地复制许多类型的织物。与过去引入的其他计算方法相比，它可以实时渲染和后续编辑渲染的织物。
在最初的测试中，算法能够以每秒60帧的速度渲染和编辑编织织物。值得注意的是，它同时可以产生没有可见噪点和可识别缺陷的高质量渲染图。
未来，团队的神经网络可以集成到图形设计平台中，以帮助设计师进一步提高内容的真实感。同时，研究人员计划扩展算法的能力，比如其他织物类型。
团队表示：“通过将织物表示模型引入实时渲染，我们的方法可以进一步提高各种现实世界应用的真实感。目前，我们的方法只支持机织物，但我们很快就会将其扩展到其他织物类型，如针织织物。我们计划探索的另一个方向是更复杂的织物的表现。”
