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인공지능(AI)으로 콘텐츠를 생성하는 프로시저럴 기술(Procedural) (1)
[칼럼 핵심 요약]
오랜만의 재개가 되는, 본 연재이지만, 이번부터는 잠시, 이 프로시저르 기술에 대해서 보고 가고 싶다. 덧붙여 내용적으로는 CEDEC 2008에서 집행된 호쿠리쿠 첨단 과학 기술 대학원 대학의 미야다 이치오 교수의 강연 「프로시쟈 기술의 동향」에 대한 리포트를 연재용으로 정리한 것이 된다.🌐 원문 링크: 人工知性でコンテンツを生成するプロシージャル技術(1) (Mynavi News)
📅 원문 발행일: 2009-12-04 ｜ ✍️ 저자: 西川善司 (니시카와 젠지 / Zenji Nishikawa)
NOTE
💡 현대 그래픽스 관점에서의 발전사 (Modern Retrospective)
- Houdini & 노드 기반 PCG 파이프라인: 2000년대 후반 프로시저럴 알고리즘(L-System, 노이즈 기반 지형)은 현재 Houdini 엔진 및 언리얼 엔진 5의 PCG(Procedural Content Generation) 프레임워크로 체계화되었습니다.
- 신경망 생성형 AI(Neural Rendering / Generative AI): 규칙 기반 프로시저럴 알고리즘에 더해, 신경망(NeRF, 3D Gaussian Splatting, Diffusion 기반 3D 생성)을 결합하여 복잡한 환경과 3D 에셋을 실시간 생성/복원하는 시대가 열렸습니다.
📖 본문 해설
[원문 리드문] > 오랜만의 재개가 되는, 본 연재이지만, 이번부터는 잠시, 이 프로시져 기술에 대해서 보고 싶다. 덧붙여 내용적으로는 CEDEC 2008에서 집행된 호쿠리쿠 첨단 과학 기술 대학원 대학의 미야다 이치오 교수의 강연 「프로시쟈 기술의 동향」에 대한 리포트를 연재용으로 정리한 것이 된다.
텔레비전이나 디스플레이 등의 영상 표시 기기가 하이비젼화해, PC나 게임기에 의해 비추어지는 영상에 대해, 유저는 엄청나게 높은 기대치를 가지게 되어 왔다.
이러한 시세에 있어서의 게임 개발, 컴퓨터 베이스의 애니메이션 등의 CG 제작해, 요즘, 과제가 되고 있는 것은 소재 작성에 관련된 비용과 제작 부하의 증가 문제이다. 유저의 눈이 길어져 유저의 영상 표시 기기도 고품위화하고 있기 때문에, 지금, 이 부분에, 속임수는 쓸모 없게 되고 있다. 그렇다고 개발에 사용할 수 있는 예산은 이전부터 그렇게 변하지 않는다.
거기서, 주목받고 있는 것은, 고품위인 소재군을 인간의 손으로 제로로부터 만드는 것이 아니라, 컴퓨터의 힘만으로 만들 수 없는가. 혹은 그것이 안된다면 컴퓨터의 성능으로 제작을 어시스트해달라고 개발 효율을 올릴 수 없는가… … 그런 기술을 업계는 요구하기 시작하고 있다. 말하자면 '콘텐츠 제작의 자동화', 혹은 '콘텐츠 제작의 산술적 지원'을 실현할 수 없는가, 라는 것이다.
CPU를 비롯한 프로세서는 멀티 코어에서 메니 코어로 진화해 나가는 것이 확실시되고 있으며, 이러한 프로세서의 성능 진화는 FLOPS 지표에만 한정해 말하면 '무어의 법칙'을 넘고 있다고 말하기 시작해 최근에는 프로세서 메이커의 담당자는 종종 'Compute(Computing) is free now'(지금)
이 막대한 연산력을 앞서 언급한 '콘텐츠 제작의 자동화', '콘텐츠 제작의 산술적 지원'에 대해 효과적으로 이용할 수 있을지도 모르는 주목의 기술이 최근 자주 듣는 것이 늘어난 '프로시듀얼 기술'(Procedural Techniques)이 된다. 덧붙여서, 철자적으로는 프로세듀럴이지만, 영어 발음으로서는 프로시잘 쪽이 가깝다.
오랜만의 재개가 되는, 본 연재이지만, 이번부터는 잠시, 이 프로시저르 기술에 대해서 보고 가고 싶다. 덧붙여 내용적으로는 CEDEC 2008에서 집행된 호쿠리쿠 첨단 과학 기술 대학원 대학의 미야다 이치오 교수의 강연 「프로시쟈 기술의 동향」에 대한 리포트를 연재용으로 정리한 것이 된다. 앞으로 중요도를 늘리는 이 기술에 대해 일과성이 강한 이벤트 리포트가 아니라 연재의 형태로 남겨두고 싶다고 생각했기 때문이다.
프로시저럴 기술(Procedural)이란 무엇입니까?
기본적인 일이지만, 프로시잘 기술이란 무엇인가, 우선은, 여기로부터다.
프로시얼 기술이란, 한마디로 말하면, 「인간이 보고 흥미를 가질 수 있는 성과물」을, 컴퓨터상에서 실장한 알고리즘만으로 만들어 내는 테크닉이 된다.
8비트 PC가 전성시대에는 만델블로의 프랙탈 도형이 유행한 적이 있었다. 이것은, 수식의 편성만으로 컴퓨터에 모양과 같은 것을 그릴 수 있을 뿐이지만, 그 묘화 결과는, 복잡하고, 어딘지 모르게 생물적이며, 「무언가 의미가 숨어 있는 것은 아닐까」라고 인간이 흥미를 안는 것 같은 것이었다.
학술적으로, 프로시저럴 기술(Procedural)의 정의와 그 특징은 다음과 같은 4 가지 점으로 간주됩니다.
프로시저럴 기술(Procedural)의 특징
■ 모양과 모양을 알고리즘으로 디자인
인간의 손으로 그리지 않고도, 프로그램의 실행 결과로서 「형상」이나 「모양」을 얻을 수 있는 것이 프로시져 기술의 용어의 정의이기도 하고, 동시에 최대의 이점이기도 하다.
콘텐츠를 말하자면 프로그램으로서 표현하고 있기 때문에, 고정적인 방대한 데이터를 가지지 않고, 필요할 때에 필요한 크기의 콘텐츠를 꺼낼 수 있다. 그렇다면 데이터 양적인 관점에서 보면 정보가 압축되고 있다.
■ 파라미터 변경으로 많은 변형을 얻을 수 있습니다
콘텐츠를 프로그램으로서 표현하고 있기 때문에, 이 프로그램에 부여하는 파라미터를 변경함으로써 다양한 콘텐츠를 얻을 수 있다.
단일 프로그램으로 방대한 종류의 콘텐츠를 얻을 수 있다고 하는 것이라면, 역시 여기에서도, 데이터 양적인 관점에서 하면 정보가 압축되어 있다……가 된다.
■ 형상이나 모양을 단시간에 자유자재로 생성할 수 있다
프로 시저 기술은 일단 원하는 풀 고리즘을 구현할 수 있다면 나머지 매개 변수를 변경하여 다양한 콘텐츠를 자동으로 얻을 수 있습니다. 이것은 콘텐츠 제작에 있어서의 인적인 부하의 저감에 연결되는 기술이라고 할 수 있다.
■ 상세도를 제어 가능하다
출력되는 콘텐츠의 해상도 (정밀도)는 파라미터의 제어 자체로 미세하거나 거칠 수 있습니다. 즉, 해상도 별 데이터가 없더라도 자발적으로 확장 성을 갖게됩니다.
약점(과제라고 할까)도 남아 있다.
프로시저럴 기술(Procedural)의 약점 (과제)
■설계의 난이도가 높음
아티스트의 지성이나 미적 센스로 그려지는 콘텐츠와 달리 개발자가 그 콘텐츠의 특징을 파악, 모델화하여 알고리즘으로 구현해야 하기 때문에 개발은 어렵다.
■시행이 힘들다
구현한 알고리즘이 희망하는 컨텐츠를 만들어 낼지 어떨지는, 어떤 의미, 시험해는 확인을 반복하는 트라이&에러의 작업이 되기 쉽다.
■시간이 걸린다
복잡한 계산을 많이 사용하는 고급 알고리즘에서는 그만큼 계산 시간이 필요합니다. 생성하여 이용하려고 하는 콘텐츠를 꺼낼 수 있을 때까지의 소요 시간이 너무 걸려 버려서는 사용하기 어렵다. 프로시저 기술도 다른 소프트웨어와 마찬가지로 프로세서 파워와 성능의 균형이 중요한 주제가 된다. (계속)
(트라이Z 니시카와 젠지)