更新时间:2019-09-09

指环王1：护戒使者:指环王幕后的人工智能技术

Weta Digital公司负责电影《指环王:护戒使者》的Massive角色创建，为此篇的序幕制作了一个多达十几万精灵、人类以及其他生物组成的联盟军与黑暗魔君索隆的妖魔大军的混战场面。Weta Digital公司使用了Massive (Multiple Agent Simulation System in Virtual Environment ) “虚拟环境群体模拟系统” 一种计算机人工智能动画制作软件，创建了战斗场景中的70，000余个人工智能角色，并使每一个Massive角色都拥有自己的“大脑”。Massive是由软件开发师、群体模拟人的总监史迪芬 · 瑞杰勒斯 (Stephen Regelous)用了五年时间开发出来并逐渐完善的大型群组动画软件，并因此荣获2003年奥斯卡科学与工程奖。

原始模拟人的动作是由动作采集器 (Motion Capture) 获得的, 动作采集小组为序曲战斗中的士兵们设计了跑、袭击、刺杀、倒下、死去等动作。当把这些动作数据输入到智能模拟人的大脑中之后，模拟人们就会自动地逐项筛选以选择适合于他的动作。导演彼得·杰克逊在序幕战役场景中安排 5 万到 10 万人的战争场面, 10 多万人的动画调试是个不可想象的工程量。即使利用先进的“动作采集器” ( Motion Capture)的动作捕捉技术可以获得真正的人物动作，但也无法真正地实现数十万个数字人之间真实的互动对抗、拼杀撕打，也很难让千千万万的不同个体人在特征上与动作上产生千变万化的差异。

为此，12位动画工程师用Maya为主要的生物设置了关键帧动画，动画部门用Massive程序也为数字特技替身演员（digital doubles）、半兽人（咕鲁）和一些基本的运动编辑了动作，并制作动作库使角色大脑和身体的动作库多样化。该动作库的准备工作花了2年时间。同时，也因为角色是由带有物理特性的原模型创建的，考虑到要物理模拟，Massive程序带有固体动力学（rigid body dynamics），这样能使打斗的武士落在粗糙的地面上。由于这部影片的目的就是要使每个角色（武士、妖精、数字特技替身演员）的外表和动作都与众不同，所以，Massive的工作人员为每一类角色都设计了多种多样的工具、服装和皮肤颜色。工作人员首先列出每一类型的角色，然后给他们设置特定的动作，例如武士，他们要击打、侧跨台阶、把武器向后拉并且阻挡（对方），这些动作要有变化，因为角色会出现在不同的环境中，这就意味着需要捕捉好几百个动作。Massive软件能非常容易的产生变量，从而来改变几何体或特性。每个角色都有许多变量，他的靴子上可以满是泥泞，或者他又是非常好斗的，Massive可以改变骨骼的比例、shader参数和脑部变量。一般要为每一类型的角色捕捉150到350个动作。Massive程序带有一个动画混合引擎，在角色飞行中它能修改动作，例如，让角色瞄准武器，或拽住另外的角色。角色们能用反向运动学控制他们的四肢。

角色的大脑是用模块（输入输出节点、控制节点和模糊逻辑节点的网络）来创建的；通常，大脑有6000到8000个这样的节点。角色们能"看见"渲染他们周围的图像的扫描线，"听见"声音的频率，并确定他们所处的位置，然后做出与人类相似的反应。每个角色都有一个特殊的大脑，因此他能做出独特的反应。他们做出反应的速度是每秒24帧。工作人员用Massive来处理影片中数千个武士--一旦从战场上出发，角色们就会锁定目标（敌人），然后开始「交战」。