Wiadomości

AI w grafice komputerowej. Pionierska grupa badawcza w IDEAS NCBR

AI w grafice komputerowej. Pionierska grupa badawcza w IDEAS NCBR

Przemysław Musialski, profesor informatyki w New Jersey Institute of Technology, został liderem grupy badawczej Grafika Komputerowa w IDEAS NCBR – ośrodku badawczo-rozwojowym w obszarze sztucznej inteligencji. Kierowana przez niego jednostka zajmie się opracowaniem nowatorskich technik i metodologii z zakresu grafiki komputerowej. Aktualnie do zespołu rekrutowani są informatycy. 

Od miesięcy trwa boom na sztuczną inteligencję, wywołany nie tylko przez ChatGPT, lecz również generatory obrazów takie jak Midjourney czy DALL-E. Dziś każdy może wydawać programowi proste polecenia, by uzyskiwać obrazy i ilustracje niekiedy do złudzenia przypominające fotografie rzeczywistych ludzi i miejsc. Choć słychać głosy o niebezpieczeństwach błyskawicznego rozwoju sztucznej inteligencji, dla świata nauki eksplozja zainteresowania AI to nadzieja na coraz bardziej zaawansowane badania. 

W IDEAS NCBR powołaliśmy nową grupę badawczą, która zajmie się grafiką komputerową, jednym z najistotniejszych obszarów badań związanych ze sztuczną inteligencją. Udało nam się przekonać Przemysława Musialskiego, wybitnego specjalistę z New Jersey Institute of Technology do powrotu do Polski, by stanął na czele tej grupy – mówi prof. Piotr Sankowski, prezes IDEAS NCBR. 

Przemysław Musialski, lider nowej grupy badawczej, jest profesorem informatyki w New Jersey Institute of Technology. Jego badania naukowe obejmują modelowanie geometryczne, przetwarzanie geometrii, fabrykację obliczeniową i uczenie maszynowe ze specjalizacją w tworzeniu rozwiązań algorytmicznych do generowania treści cyfrowych.  

Przed dołączeniem do IDEAS NCBR kierował grupą Computational Fabrication w Centrum Geometrii i Projektowania Obliczeniowego Politechniki Wiedeńskiej. Wcześniej zajmował stanowiska akademickie i badawcze w VRVis (Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung), Politechnice Wiedeńskiej, Arizona State University i King Abdullah University of Science and Technology. Uzyskał tytuł magistra nauk o systemach medialnych na Uniwersytecie Bauhaus w Weimarze oraz doktorat z informatyki na Politechnice Wiedeńskiej. 

Czym zajmie się grupa badawcza?

Wyniki badań nad grafiką znajdują zastosowanie głównie w komputerowym tworzeniu obrazów, między innymi w grach komputerowych, filmach animowanych, efektach specjalnych, wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości oraz w oprogramowaniu do projektowania w architekturze, inżynierii i innych branżach. Nowo powstała grupa skupi się na obszarach łączących grafikę i uczenie maszynowe. Docelowo zespół będzie liczyć kilkunastu naukowców. 

 Wszystkie nasze badania będą związane z wykorzystaniem AI w grafice komputerowej. Chciałbym dodać, że grafika komputerowa jako dziedzina naukowa jest częścią informatyki i zajmuje się tworzeniem algorytmów do obliczania obrazów i geometrii. Jest to matematyczna dziedzina, podczas gdy design graficzny zajmuje się kreatywnym tworzeniem obrazów. Celem badań naszej grupy jest połączenie klasycznych algorytmów z nowoczesnymi algorytmami uczenia maszynowego w celach renderowania neuronowego, czyli tworzenia obrazów, geometrycznego modelowania neuronowego, czyli tworzenia geometrii cyfrowych światów oraz neuronowej symulacji, czyli animacji. To tematy, które mają zastosowania w wielu branżach: gamingowej, filmowej, ale również takich dziedzinach, jak architektura, inżynieria czy medycyna. Liczę na to, że wśród polskich naukowców, słynących za oceanem z wybitnych talentów w dziedzinie IT, znajdzie się sporo chętnych do rozwijania tego obszaru informatyki – komentuje prof. Przemysław Musialski.

Głównymi obszarami badań grupy pod kierunkiem Przemysława Musialskiego będą renderowanie 3D, modelowanie generatywne, modelowanie geometryczne, animacja i symulacja. 

W grafice komputerowej głównym celem jest tworzenie fotorealistycznych obrazów i filmów w procesie zwanym „renderowaniem”. Z biegiem lat graficy opracowali zaawansowane metody matematyczne do symulacji rozchodzenia się światła w generowanych obrazach. Niedawno pojawiła się koncepcja renderowania neuronowego, która rozszerza tradycyjne zasady grafiki komputerowej poprzez wykorzystanie elementów widzenia komputerowego i uczenia maszynowego. Takie podejście umożliwia tworzenie realistycznych obrazów o wysokiej jakości, ujętych z nowych perspektyw. Nasze badania służą zgłębieniu tej techniki syntetyzowania treści wizualnych o wysokiej jakości do zastosowań takich jak produkcja filmów i gier.  

Modelowanie neuronowe - ważnym aspektem grafiki komputerowej jest modelowanie geometryczne, przetwarzanie geometrii i rozumienie kształtu. Projektowanie modeli geometrycznych wymaga nie tylko umiejętności technicznych, ale również artystycznych. Niestety, oprogramowanie do projektowania często nie spełnia wymagań użytkownika, co zmusza go do szukania innych sposobów na realizację pomysłu. Grupa prof. Przemysława Musialskiego będzie prowadzić badania dotyczące nowych algorytmów i pracować nad rozwiązaniami do generowania treści geometrycznych przy użyciu generatywnych metod uczenia maszynowego. Rozwiązania te mogą znaleźć zastosowanie w branży rozrywkowej, a także we wspomaganym komputerowo projektowaniu, inżynierii czy produkcji (CAD/CAE/CAM). 

Neuronowa symulacja i animacja – polega na łączeniu zasad symulacji fizycznej i animacji z możliwościami uczenia maszynowego. Takie podejście staje się niezbędnym narzędziem do analizowania złożonych zjawisk w świecie rzeczywistym (np. zmiany klimatu czy zachowania tłumów w gęsto zaludnionych obszarach). Fizyczne symulacje zapewniają bezpieczne wirtualne środowisko do testowania różnych scenariuszy, wspomagając procesy decyzyjne np. w obszarze bezpieczeństwa. Zespół wykorzysta sieci neuronowe do przekształcenia wspomnianych wyzwań w zadania optymalizacyjne, które mogą być bardziej wydajne pod względem danych. Wyniki badań zespołu Przemysława Musialskiego w tym zakresie znajdą zastosowanie w produkcji treści wizualnych, branży gamingowej, a także w planowaniu urbanistycznym i skomplikowanych symulacjach związanych z bezpieczeństwem czy medycyną. 

Aktualnie budowany jest zespół specjalistów, którzy będą prowadzić badania w grupie badawczej Przemysława Musialskiego. W IDEAS NCBR działają ponadto grupy badawcze zajmujące się: inteligentnymi algorytmami i strukturami danych, bezpieczeństwem systemów i prywatnością danych, zero-waste machine learning i computer vision, a także zespoły badawcze działające w obszarze AI dla bezpieczeństwa, leśnictwa precyzyjnego i algorytmów w autonomicznych UAV. 

 

 

 IDEAS NCBR