“国产”CG编程语言太极问世,模拟3D大部分连GPU都不用
时间:2022-11-13 22:56:08 阅读:87
假如你对影视特效有所了解,那么一定知道CG特效渲染是多么昂贵。可以说,每一秒都是燃烧着的经费,而且CG特效不是按秒来计价,不是说每秒几千几万,而是按帧来计价。
CG特效的昂贵,其中一方面就在于模拟真实物理环境,比如,在影视特效领域广为流传备受青睐的模拟连续介质方法MPM,运行速度极其缓慢,一个CG特效镜头可能就需要在集群上运行一星期。
而现在,这种贵族式的昂贵被一种新的CG编程语言打破了。这是一种新的面向CG特效的编程语言,是一位来自中国的MIT博士胡渊鸣同学研发的。新的CG编程语言就是可微分编程DiffTaichi(太极),可以通过蛮力的梯度下降有效地优化神经网络控制器,而不必使用强化学习。
这款可微分编程来源于胡渊鸣同学之前的工作。由于MPM的问题,胡渊鸣同学投入到Moving Least Squares MPM(MLS-MPM)的研究工作中,最后完成了移动最小二乘物质点法(MLS-MPM)方法的研究,不仅仅提升了MPM运行速度,而且还实现了新的应力散度离散化,成功模拟出了MPM此前不支持的新现象。
后来,为了求出MLS-MPM的导数,基于MLS-MPM又研发出了模拟器ChainQueen(乾坤)。最后胡同学将工作推进了一步,这才提出了前文所说的可微分编程DiffTaichi。据一人客了解,胡同学创建了10个不同的物理模拟器,包括弹性柔体、刚体、流体、光线折射、碰撞几个常见物理环境,并根据现有基准对其性能进行基准测试。
其中大部分模型都可以在2到3个小时内实现,而且大部分都不需要GPU。而且,在强化学习的模拟环境中,DiffTaichi还能模拟刚体机器人和多物体的复杂场景。这简直已经不是学霸的层次了,而是学神层次了有木有?
在计算机图形学中,一直缺乏像TensorFlow那样的通用工具。而用Taichi编程语言编写的模拟器,则不仅大大简化了代码,而且速度还很快,相比CUDA版本几乎没什么损失,比TensorFlow快了188倍,比PyTorch快13.4倍。
可能有人会问,既然是编程语言,那么独立的编程语言应有的IDE编译器什么的,Taichi也应该有吧?否则别人怎么使用呢?其实,并非如此。胡同学为了方便大家使用,降低学习门槛,而将Taichi语言“降格”成了基于Python——我们可以用import taichi as ti来使用。这下好了,我等小菜鸟也可以用现成的Python的IDE工具来使用Taichi了。
Taichi(太极)编程语言、ChainQueen(乾坤)模拟器,取名还真有中国传统文化色彩,简直是一款逆天的“国产”编程语言了。在本文标题,一人客之所以要在国产上打双引号,当然并不是说它不是国人原创研发,而出于谨慎考虑。taichi虽然可喜可贺,不过毕竟还没有广为流传开来,似乎也没有企业机构或组织认可成为标准。所以我们暂时不敢标注国产,但Taichi(太极)这种编程语言依旧是我们中国风浓郁的技术产品。taichi https://taichi-lang.cn/
CG特效的昂贵,其中一方面就在于模拟真实物理环境,比如,在影视特效领域广为流传备受青睐的模拟连续介质方法MPM,运行速度极其缓慢,一个CG特效镜头可能就需要在集群上运行一星期。
而现在,这种贵族式的昂贵被一种新的CG编程语言打破了。这是一种新的面向CG特效的编程语言,是一位来自中国的MIT博士胡渊鸣同学研发的。新的CG编程语言就是可微分编程DiffTaichi(太极),可以通过蛮力的梯度下降有效地优化神经网络控制器,而不必使用强化学习。
这款可微分编程来源于胡渊鸣同学之前的工作。由于MPM的问题,胡渊鸣同学投入到Moving Least Squares MPM(MLS-MPM)的研究工作中,最后完成了移动最小二乘物质点法(MLS-MPM)方法的研究,不仅仅提升了MPM运行速度,而且还实现了新的应力散度离散化,成功模拟出了MPM此前不支持的新现象。
后来,为了求出MLS-MPM的导数,基于MLS-MPM又研发出了模拟器ChainQueen(乾坤)。最后胡同学将工作推进了一步,这才提出了前文所说的可微分编程DiffTaichi。据一人客了解,胡同学创建了10个不同的物理模拟器,包括弹性柔体、刚体、流体、光线折射、碰撞几个常见物理环境,并根据现有基准对其性能进行基准测试。
其中大部分模型都可以在2到3个小时内实现,而且大部分都不需要GPU。而且,在强化学习的模拟环境中,DiffTaichi还能模拟刚体机器人和多物体的复杂场景。这简直已经不是学霸的层次了,而是学神层次了有木有?
在计算机图形学中,一直缺乏像TensorFlow那样的通用工具。而用Taichi编程语言编写的模拟器,则不仅大大简化了代码,而且速度还很快,相比CUDA版本几乎没什么损失,比TensorFlow快了188倍,比PyTorch快13.4倍。
可能有人会问,既然是编程语言,那么独立的编程语言应有的IDE编译器什么的,Taichi也应该有吧?否则别人怎么使用呢?其实,并非如此。胡同学为了方便大家使用,降低学习门槛,而将Taichi语言“降格”成了基于Python——我们可以用import taichi as ti来使用。这下好了,我等小菜鸟也可以用现成的Python的IDE工具来使用Taichi了。
Taichi(太极)编程语言、ChainQueen(乾坤)模拟器,取名还真有中国传统文化色彩,简直是一款逆天的“国产”编程语言了。在本文标题,一人客之所以要在国产上打双引号,当然并不是说它不是国人原创研发,而出于谨慎考虑。taichi虽然可喜可贺,不过毕竟还没有广为流传开来,似乎也没有企业机构或组织认可成为标准。所以我们暂时不敢标注国产,但Taichi(太极)这种编程语言依旧是我们中国风浓郁的技术产品。taichi https://taichi-lang.cn/
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