Flight Simulator

Jak sztuczna inteligencja odtworzyła cały świat w Microsoft Flight Simulator 2020

Ostatnia aktualizacja:

O tegorocznej wersji gry Microsoft Flight Simulator (ang. Symulator Lotu Microsoft) będziemy mówić przez wiele, wiele lat. Technologiczne arcydzieło i zabójca pecetów to tylko niektóre z jej przydomków. Dlaczego? Otóż najnowszy Flight Simulator odtworzył… cały świat.

Jeśli chcielibyśmy ręcznie stworzyć trójwymiarowe modele wszystkich budynków, zabytków i lasów na Ziemi, wykonanie tej misji należałoby powierzyć kilku pokoleniom grafików. Dodajmy jeszcze do tego realistyczne efekty pogodowe w czasie rzeczywistym i ukształtowanie terenu (nie wspominając już o modelach samolotów), a szybko Microsoft Flight Simulator staje się jednym z najambitniejszych projektów w historii.

Aby z konceptu stworzyć rzeczywistość, producent musiał skorzystać z innych, inteligentniejszych sposobów.

Szybkie wprowadzenie do MFS 2020 / źródło: Xbox via YouTube

„Lepiej niż w rzeczywistości”

Stworzenie (hiper)realistycznego symulatora lotu to nie lada wyzwanie. Niewiele firm ma wystarczająco zasobów, aby tego dokonać. Microsoft przoduje jednak w kilku gałęziach branży technologicznej. Kilka dekad doświadczenia w tworzeniu gier (Xbox), własna wyszukiwarka internetowa (Bing) i rozwój sztucznej inteligencji (Azure) – wszystko to zostało wykorzystane w kreacji najnowszego symulatora lotu.

Oprócz dokładnej mapy świata, Microsoftowi zależało także na stworzeniu realistycznych modeli samolotów – głównych bohaterów gry. W osiągnięciu tego celu pomogło francuskie studio Asobo. Nie chodziło tu jednak tylko o nowy silnik graficzny.

Jak sztuczna inteligencja odtworzyła cały świat w Microsoft Flight Simulator 2020
Niektórzy gracze żartują, że świat MFS 2020 wygląda lepiej niż rzeczywistość / fot. TheVerge

Najważniejszy składnik – Azure

Microsoft Azure to jedna z największych platform do trenowania sztucznej inteligencji w chmurze. Zbudowanie jej było możliwe dzięki potężnym serwerowniom twórcy Windowsa. Znana jest głównie z jej mocy obliczeniowej, która to właśnie została wykorzystana w procesie tworzenia tegorocznego Flight Simulator.

Dzięki Azure, firma była w stanie przygotować bazę danych, zawierającą 2,5 petabajtów zdjęć satelitarnych z serwisu Mapy Bing (pamiętajmy, że 1 petabajt to milion gigabajtów). Z wszystkich tych danych powstał model sztucznej inteligencji, który zamienia satelitarne zdjęcia na ich trójwymiarowe reprezentacje. Tak oto Microsoft zautomatyzował proces odtworzenia świata.

Na tej samej zasadzie, również dzięki sile Azure, działa symulacja warunków pogodowych w każdym zakątku wirtualnej Ziemi. Już w pierwszych tygodniach gracze zwiedzali huragan Laura. Zdaniem wielu z nich, tak niszcząca siła nigdy nie wyglądała piękniej.

Pokaz siły MFS 2020 / źródło: Kate Mitchell via YouTube

Katalizator zmian – gracze

Jak mówi Jorg Neumann, szef prac nad Flight Simulator, najwięksi fani tej serii gier pragnęli implementacji sterowania VFR (Visual Flight Rules, ang. zasady wizualnego lotu). Jest to prawdziwy zbiór regulacji, który pozwala pilotom na sterowanie samolotem tylko na podstawie punktów odniesienia – wyglądając za okno.

Neumann dodaje, że to było powodem stworzenia tak realistycznej mapy świata. Wspomina także moment, w którym dostrzegł, że zdjęcia satelitarne w serwisie Mapy Bing obejmują prawie całą planetę. To wtedy narodził się pomysł użycia sztucznej inteligencji.

Jak sztuczna inteligencja odtworzyła cały świat w Microsoft Flight Simulator 2020
Lotniczy widok w Mapach Bing / fot. Bing

Pierwszym miejscem, które system Neumanna przekształcił w trójwymiarowe środowisko, było Miasto Kwiatów – Seattle. Po udanym eksperymencie zespół deweloperów zaczął trenować i ulepszać ten model AI, który stał się jednym z najważniejszych składników Fight Simulator.

Jak mówi Eric Boyd, wiceprezes działu sztucznej inteligencji Azure:

W ciągu ostatnich kilku lat poczyniliśmy ogromny postęp w dziedzinie AI. Jest to spowodowane ilością dostępnych danych, a także mocą obliczeniową systemów działających w chmurze. Rezultaty naszego modelu są naprawdę spektakularne – zeskanował on w końcu każdy kilometr kwadratowy Ziemi w poszukiwaniu poszczególnych drzew, trawy i zbiorników wodnych, a następnie wykorzystał te informacje do zbudowania modeli 3D.

„AI has just tremendously grown in the last few years. It’s really driven by the massive amounts of data that are now available, combined with the massive amounts of compute that exist in the cloud. […] The results you can see are really pretty spectacular where you can come up with algorithms that now look at literally every square kilometer of the planet to identify the individual trees, grass and water, and then use that to build 3D models.”

Ponad światem – pozostałe elementy

Integracja Azure w procesie tworzenia tegorocznego Flight Simulator wychodzi także poza obręb kreacji wirtualnego krajobrazu. Wszystkie ludzkie głosy, które słyszymy w grze, zostały wygenerowane komputerowo, za pomocą syntezatorów mowy.

Nie były to jednak zwykłe chatboty, które brzmią jak wytwór Skynetu. Dzięki sztucznej inteligencji są one bardziej ludzkie. Rezultaty mówią same za siebie – większość graczy była przekonana, że Microsoft wykorzystał aktorów głosowych. To również umożliwiło Azure.

Jak sztuczna inteligencja odtworzyła cały świat w Microsoft Flight Simulator 2020
Przede wszystkim system ten zaoszczędził grafikom dużo czasu / fot. Engadget

Co ciekawe, powyższe pierwsze próby użycia platformy Azure do stworzenia świata najnowszego Flight Simulator rozpoczęły się już w 2016 roku. Nie zapominajmy, że przez 4 lata moc obliczeniowa maszyn i możliwości w świecie uczenia maszynowego zwiększyły się kilkukrotnie. W szczególności mogliśmy zobaczyć ulepszenia w dziedzinie wizji komputerowej, na której opiera się system Microsoftu (rozpoznawanie drzew i budynków na dwuwymiarowych mapach).

To nie gra – to prawdziwa symulacja

Jorg Neumann dodaje, że Flight Simulator 2020 stał się żywą grą. Dlaczego? Cóż, serwery Microsoftu nigdy nie przestają działać. Modele sztucznej inteligencji wciąż przetwarzają dane przez Azure, a co za tym idzie – wciąż się ulepszają (nowe informacje uzyskują np. z pomiarów atmosferycznych w czasie rzeczywistym). Microsoft rozumie wagę danych bazowych. Neumann mówi, że firma stara się je wciąż aktualizować i optymalizować.

Flight Simulator
Dla porównania – pierwsza część gry Flight Simulator / fot. Wikipedia

Nie mówimy już więc o grze. Rzeczywiście, jak niektórzy fani sugerują – sama nazwa wskazuje, że ten program jest symulatorem. Czy automatyzacja wprowadzanych ulepszeń i napraw błędów do symulacji rzeczywistego świata doprowadzi kiedyś do powstania Matrixa? Biorąc pod uwagę rozwój immersyjnej technologii VR i śledzenia promieni w czasie rzeczywistym przez karty graficzne Nvidia, niewykluczone jest, że następny Flight Simulator przeniesie nas do innego wymiaru.

Neumann kontynuuje:

W tym momencie wiele samolotów przelatuje nad półkulą północną, gdyż prawie nie ma chmur, więc wykorzystamy ten moment do uzyskania kolejnych zdjęć satelitarnych i powietrznych. Nasze systemy przetworzą wszystkie te dane, a wyniki uwzględnimy w aktualizacji świata. Takie aktualizacje będziemy wypuszczać co około dwa miesiące, a przynajmniej – taki jest plan. Wybieramy jeden region Ziemi i udoskonalamy go.

„Right now we have a bunch of planes flying overhead on the Northern Hemisphere because there’s no clouds, so we’re giving we’re getting new satellite and aerial data. We’re going to process all that data with machine learning, and we’ll have a ‚world update.’ We’re going to have world updates every two months or so, is the plan. We’re picking a region of Earth and putting some focus on it.”

Tak się też stało – Microsoft właśnie pokazał pierwszą aktualizację świata, tym razem skupioną na Japonii. Jak wygląda miesiąc prac nad jednym regionem? Zobaczcie sami.

Microsoft uwzględnił nawet górę Fudżi / źródło: Xbox via YouTube

Przyszłość Flight Simulator

Microsoft ujawnia, że planuje ulepszyć wiele regionów Ameryki Południowej i Afryki. Neumann ma nadzieję, że propozycja odkrywania tych mało znanych zakątków świata zmotywuje nieprzekonanych do kupna gry, a niektórych obecnych posiadaczy nawet do podjęcia kariery pilota.

Tworzenie tego uczucia w sercach graczy to właśnie cel producenta. Fotorealistyczna grafika to więc jedna z najważniejszych części układanki. Jak widzimy, różnorodność w rozgrywce jest tym, co przyciąga graczy.

Dla przykładu, silnik gry traktuje swój wewnętrzny system pogodowy jako 250 milionów połączonych ze sobą sześcianów. Każdy z nich pobiera informacje o temperaturze i kierunku wiatru w czasie rzeczywistym (z pomiarów meteorologicznych). Gwarantuje to graczom unikalne doświadczenia z każdej sesji (chociażby nie zobaczyliśmy jeszcze, jak gra wygląda w innych porach roku). I tak – do końca świata.

Podsumowując, Flight Simulator 2020 przyciągnął graczy swoją różnorodnością, którą Microsoft mógł uzyskać przez idealną replikę rzeczywistego świata. Do tego użył nowych narzędzi, wykorzystujących sztuczną inteligencję trenowaną na serwerach Azure. Teraz to ona steruje tą symulacją. Ah, naprawdę przypomina to Matrixa.

Microsoft nie spoczywa jednak na laurach. Producent chce wykorzystywać jeszcze więcej danych z rzeczywistego świata, chociażby informacje o pożarach lasów i śledzenie turbulencji samolotów w poszczególnych regionach.

Neumann mówi, że sztuczna inteligencja jest odpowiedzią na najważniejsze pytaniejak dostarczyć zebrane dane na ekrany użytkowników. Być może to gry są więc przyszłością AI. Flight Simulator to tylko początek.