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CGへの扉 Vol.53：CGの祭典SIGGRAPH50周年にみるAIの台頭
2023.8.21アート
CGの祭典SIGGRAPH 2023 開幕
コンピュータグラフィックスとインタラクティブ技術に関する学会・展示会であるSIGGRAPH 2023が、米国ロサンゼルスのコンベンションセンター会場とオンライン配信とのハイブリッド環境で開催されました。1974年に第1回SIGGRAPHが米国コロラド州ボルダーで開催されて以来、今年で50回目の開催となります。 今年のテーマは “50 years of SIGGRAPH”（SIGGRAPH50周年）です。毎回1万人以上、ピーク時には5万人近くを集めたSIGGRAPHも、最初は参加者約600人から始まりました。今年でなんと半世紀です。節目となる今回のSIGGRAPHでは、これまでの歴史を振り返る展示や催しが多数企画されました。
- SIGGRAPH 2023 開催概要 (2023/8/6〜10)：https://s2023.siggraph.org/
昨年の SIGGRAPH 2022 紹介記事 ：CGへの扉 Vol.41：AIが促進させるCG研究。SIGGRAPH2022論文より
8月6日（米国時間）より、オンラインコンテンツの配信が開始され、Twitchを活用したライブ配信を組み合わせ、順次会場で収録された映像も後追いで配信されています。例年ですと会期後3か月ほど見逃したセッションなどをオンライン配信をゆっくりと見ることができましたが、今年は約1か月間、9月9日までとの配信期間が短縮されており注意が必要です。オンライン配信は有料です。会場でのSIGGRAPH 2023は終了していますが、オンライン視聴に関しては、9月9日までは今から登録して視聴することも可能です。 近年、SIGGRAPHで見られる3DCG研究や映像制作においてAIは欠かせない技術要素となってきています。SIGGRAPH 2023での発表やデモンストレーションでもAIの活用は当然として扱われており、AIを活用していることへの目新しさは無くなってきています。 本記事ではAI活用をアピールしている研究や、AIの存在がそのCG研究の根幹をなすもの、AIの活用によって新しい領域が開拓されたCG研究を中心に紹介します。今年は86本の投稿論文と、学会誌から優秀論文126本が採択されました。
今年のBest Paper（優秀論文）は5本、最後の “DOC” はディズニーリサーチによる研究発表で、近い将来ディズニーランドのアトラクションで活用されるであろう、ロボットの滑らかな動きに関する論文でした。
- Split-Lohmann Multifocal Displays
- Differentiable Stripe Patterns for Inverse Design of Structured Surfaces
- Globally Consistent Normal Orientation for Point Clouds by Regularizing the Winding-number Field
- 3D Gaussian Splatting for Real-time Radiance Field Rendering
- DOC: Differentiable Optimal Control for Retargeting Motions Onto Legged Robots
さらにSIGGRAPH 50周年の今年は、10年以上過去の論文を振り返る ”Time-of-Time Award” というカテゴリが新たに設けられ、SIGGRAPH 2011から2013の3年間の中から、後続の研究に大きな影響を与えた論文4本が表彰されました。どれも10年前の論文なので目新しさはありませんが「巨人の肩に立つ（先人の偉業にもとづいて研究をすること）」の言葉通り50年というSIGGRAPHの積み重ねを強く感じたアワードでもありました。
- Functional Maps: A Flexible Representation of Maps Between Shapes (2012)
- Eulerian Video Magnification for Revealing Subtle Changes in the World (2012)
- HDR-VDP-2: A Calibrated Visual Metric for Visibility and Quality Predictions in All Luminance Conditions (2011)
- Optimizing Locomotion Controllers Using Biologically-based Actuators and Objectives (2012)
リアルタイムCG “Real-Time Live!” でのAIの存在感
SIGGRAPH で人気の目玉イベントの一つに、”Real-Time Live!” があります。これはコンピュータグラフィックス分野の中でもとくにリアルタイム性を重視したもの、ゲームやVR/AR、ビジュアライゼーション分野のデモをその場で行うものです。会場での発表は十分な機材とリハーサルが念入りに行われますが、それでも機材トラブルやデモ中の思わぬミスによってトラブルもよく起こり、発表者はもとより視聴者をもハラハラさせる緊張感漂うイベントです。 今年は13組の発表があり、会場の参加者を一番盛り上げた”Real-time Stage Modelling and Visual Effects for Live Performances” という会場内の参加者をリアルタイムでスキャンし、その映像に重ねてCGの波を重ねる特殊効果の発表が観客投票で最多得票数を得ていました。また審査員特別賞は、AIを活用しVR空間で物体の質感を自由に生成・編集できるNVIDIA社の”Interactive AI Material Generation and Editing in NVIDIA Omniverse” が受賞しました。SIGGRAPH論文発表でもAIの台頭が著しいですが、昨年は皆無に近かったリアルタイムCG分野での発表の大半がAIを活用したもので占められており、AIが研究段階から広く、失敗が許されない現場でも活用され始めている業界全体の変化が感じられる一連のデモでした。
Real-time Stage Modelling and Visual Effects for Live Performances
ライブパフォーマンスのためのリアルタイム・ステージ・モデリングとビジュアル・エフェクト。
Interactive AI Material Generation and Editing in NVIDIA Omniverse
NVIDIA OmniverseにおけるインタラクティブなAIマテリアル生成と編集。
※Real-Time Live！で発表されたものと同等のデモ
ChatAvatar: Creating Hyper-realistic Physically Based 3D Facial Assets Through AI-driven Conversations
AIとのチャットで、超リアルな物理ベースの3D顔アセットを作成する。Unreal Engine のプラグインとして公開。
https://www.unrealengine.com/marketplace/ja/product/chatavatar-plugin
Intermediated Reality With an AI 3D Printed Character
AIによる3Dプリント・キャラクターでリアリティを強調。
https://napier-repository.worktribe.com/preview/3160526/IntermediatedRealityWithAnAI3DPrintedCharacter.pdf
Real-time Collision Using AI
AIを使ったリアルタイム衝突検知。物体の数や衝突箇所が大量になった場合でも対処できるのが特徴。
https://www.youtube.com/watch?v=7snCXBe2RMA
Roblox Generative AI in Action
Robloxの生成系AI。複雑なモデリングやコーディング無しでインタラクティブなシーンを構築可能に。
https://www.youtube.com/watch?v=zISxm50eOG8
※SIGGRAPHの発表と同様の解説
Suit Up: AI MoCap
AIを活用したモーションキャプチャ。キャリブレーションやマーカーの調整も不要で、動きのデータを適切に補正しつつ取得できる。
Metaphysic Live: Real-time Hyperreal Faceswap
リアルタイムかつハイパーリアルな顔交換。ライブ配信時に他人に顔を差し替えたり、若々しい処理をした顔に差し替えることができる。
https://metaphysic.ai/
Napkinmatic AppMode 3D Mesh and Texture Designer
Napkinmatic AppMode 3D: メッシュ&テクスチャーエディター。紙ナプキンにスケッチした絵柄から3Dモデルを生成。
https://www.napkinmatic.com/3d/
SIGGRAPH 2023 で発表された注目のAI関連CG研究論文
SIGGRAPH 2023の本文は学会であり論文発表が花形です。昨年に比べ研究や応用にAI、とくにディープラーニングを活用するのは当然のこととなり、今年の傾向としてはAI活用を前面に打ち出した研究は少数でした。ただし論文全体としてみるとAIにおける大規模言語モデル（LLM：Large Language Model）と同様に三次元形状やテクスチャ、顔表現における大規模3Dモデルとも言える、CG専用のLLMを作り上げようとしている試みも始まっています。
A Method for Animating Children’s Drawings of the Human Figure
子どもが描いた人型のスケッチからアニメーションを自動生成する手法。スケッチの曖昧な骨格を読み取り適切な部位として動かすことができる。
- 論文：https://people.csail.mit.edu/liyifei/publication/children-animated-drawings/
サンプルコード：https://github.com/facebookresearch/AnimatedDrawings
Example-based Motion Synthesis via Generative Motion Matching
単一または少数のサンプル動作から可能な限り多くの多様なモーションを「採掘」する生成モデル。数分の一秒以内に高品質のモーションを合成できる。
GREIL-Crowds: Crowd Simulation with Deep Reinforcement Learning and Examples
深層強化学習と事例による群衆シミュレーション。群衆データによって導かれる歩行者の行動モデルを学習する手法の提案。
Drag Your GAN: Interactive Point-based Manipulation on the Generative Image Manifold
生成AIで作られた画像をマウス操作で平易に変形する手法。オブジェクトのポーズ、形状、表情、レイアウトを柔軟かつ正確に制御できる。
SIGGRAPH 2023より AI 関連のコースを紹介
SIGGRAPHでは、CG関連の技術を学ぶための基礎講座から応用編まで複数のコース（いわゆるチュートリアル）が数多く行われます。その中から AI関連のコースをいくつか紹介します。コースの動画そのものは SIGGRAPH参加者（会場参加者、オンライン参加者）のみの視聴となりますが、発表資料は無料で一部公開されています。
Machine Learning & Neural Networks：機械学習とニューラルネットワーク
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3587423.3595530
※ページ右にある[PDF]という赤いボタンで資料をダウンロードできる
Deep Learning for Physics Simulation：物理シミュレーションのためのディープラーニング
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3587423.3595518
Rockets, Robots, and AI: Lessons Learned from Science-Fiction Movies and TV for HCI/UX：ロケット、ロボット、AI：SF映画やテレビから学ぶHCI/UXの教訓
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3587423.3595550
Opportunities for AI-Mediated 3D Telepresence：AIを介した3Dテレプレゼンスの可能性https://dl.acm.org/doi/10.1145/3587423.3595489
SIGGRAPH のこれから
新型コロナウイルスが世界中に蔓延し、米国ワシントンで開催されるはずだったものが急にキャンセル、オンライン開催となった SIGGRAPH 2021以来、万全のコロナ対策のもと開催されたSIGGRAPH 2022、今年の SIGGRAPH 2023 は完全復活とも言える、カンファンレンス開催となりました。 ただ会場内の展示会場にリアルで展示ブースを出展する企業は少なく、規模感としては縮小した感じが否めないものの、会場開催と、オンライン開催とをうまく組み合わせた方式は、今後もしばらく続くと考えられています。今後のSIGGRAPH開催予定は次のとおり。2024年冬には、数年ぶりに東京で開催されます。ここ数年、ここ数か月のAIの急激な進歩と広がりは、CG/VFX業界にも無縁ではなく、今後のSIGGRAPHの動向に目が離せない状況が続くことでしょう。
- SIGGRAPH ASIA 2023：シドニー / オーストラリア 12/12-15
SIGGRAPH 2024：米国コロラド州デンバー 7/28-8/1
SIGGRAPH ASIA 2024：東京国際フォーラム 12/3-6
本連載の今後の予定：「CGへの扉」では、単なるAIの話題とは少し異なり、CG/VFX, アートの文脈から話題を切り取り紹介していきます。映像制作の現場におけるAI活用や、AIで価値が高まった先進的なツール、これからの可能性を感じさせるような話題、テクノロジーの話題にご期待ください。なにか取り上げて欲しいテーマやご希望などがございましたら、ぜひ編集部までお知らせください。
Vol.51：広告産業の事例が教えてくれる創造性を加速させるAIの活用法
Vol.50：脅威論がある一方で公式化する動きも。生成系AIに対する各界の反応
Vol.49：AI時代の勝者NVIDIA #GTC2023 レポート
Vol.46：AIを活用したCG論文紹介 #SIGGRAPHAsia2022 より
Vol.45：大規模言語モデルChatGPTは仲間？ライバル？
Vol.44：AdobeMAX2022開催。SneaksよりAI活用の方向性を知る
Vol.42：現代の呪文promptが生み出すAIとの新しい関係性
Contributor：安藤幸央
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