晓查发自凹非寺
量子位报道公众号 QbitAI
全球最大的仿真游戏《微软模拟飞行 2020》本周正式上线。这款游戏还原了全球200 万个城镇、15 亿座建筑物和3. 7 万个机场，让玩家感受到真实世界里开飞机的感觉。
知名游戏评测媒体 IGN 给它打出了满分 10 分。
《微软模拟飞行 2020》体积巨大，安装文件就有 90GB，这还仅仅是飞机数据和基本世界数据。
此外，其他城市的 3D 图像和机场数据全部需要从微软服务器下载，总共用到了2000TB的必应地图数据。
那么微软是如何用 2000TB 的数据来对真实世界建模的呢？显然靠人工是不可能的，他们选择了和一家 AI 公司合作。
其中之一就是来自奥地利的初创公司 Blackshark.ai，该团队仅有大约 50 人，却借助着 AI 和云计算资源，从 2D 图像重建了世界各地的 15 亿座建筑物。
微软为何与这家 AI 公司合作
微软为何选择这家公司合作原因有两个方面：
首先，Blackshark 所在的城市格拉茨原来有个微软地图团队，他们开发了第一批街景和 3D 版本的必应地图。
虽然谷歌在地图方面赢得了市场，但是必应的 3D 地图却强于谷歌。之后微软又在此地成立了一个研究中心，留下了大量人才。
其次，Blackshark 公司脱胎于游戏工作室 Bongfish，后者开发了《坦克世界：前线》、《Stoked 单板滑雪》等知名游戏。Stoked 第一个 360 度建模高山运动游戏。
后来，他们在开发《坦克世界》的时候意识到，像以前开发 Stoked 那样建造一个庞大的 3D 地图，然后手工防止每个岩石是不太现实的。
从此 Bongfish 开始建立内部 AI 团队，使用了机器学习技术来构建一个系统，让它和设计者学习如何构建地图。
一个偶然的机会，Blackshark 公司 CEO Michael Putz 遇到了来自微软的人，这个人正在寻找一个工作室来帮助微软开发新的飞行模拟游戏。两人一拍即合。
重建 3D 建筑并不容易
但 Putz 表示，很难从 2D 地图重建 3D 建筑，即使弄清楚建筑物的轮廓也不容易。
“我们在飞行模拟器中所做的基本上是先查看 2D 区域，然后找出建筑物的占地面积，这实际上是计算机视觉任务。”
Putz 举了一个简单的例子：
“建筑物可能会被一棵树的阴影所遮挡，这样一来，就不再清楚建筑物的组成部分是什么，因此我们需要机器学习完成建筑的其余部分。”
虽然 Blackshark 也能够依靠其他一些数据，包括照片、传感器数据和现有地图数据，但它必须基于很少的信息来确定建筑物的高度和其他某些特征。
搞清楚建筑物轮廓后，下一个问题是计算建筑物的高度。如果存在现有的 GIS（地理信息系统）数据，那么这个问题很容易解决。
对于世界上大多数地区来说，这些数据根本不存在或不容易获得。该团队将根据 2D 图像中的阴影等信息寻找提示。
但是，要根据阴影确定建筑物的高度，需要拍摄照片的时间点，而必应地图的图像并没有加时间戳。
Putz 指出：“机器学习的方法略有不同。例如摩天大楼和购物中心，两者的屋顶都是平的，但是摩天大楼上的屋顶摆设与购物中心的屋顶不同。当我们以正确的方式标记它时，将有助于 AI 学习。”
然后，如果系统知道这个区域内购物中心的平均高度通常为三层，则可以使用该高度推测出其他建筑的高度。
仍有 bug
虽然微软飞行模拟 2020 获得了 10 分好评，但是用机器学习方法来恢复 3D 建筑数据，不可能避免地产生 bug。而且地标和桥梁无法使用 AI 生成，因此需要手动构建。
从 8 月 18 日上线以来，仅仅不到一周的时间，已经有多位玩家发现了一些奇怪的建筑。
比如，墨尔本出现 212 层高的摩天大楼，实际上当地没有这么高的楼，有人指出可能是系统将当地的尤里卡大楼高度估计错误。
就是将一般建筑的风格套用在一些地标建筑上。
英国女王居住的白金汉宫变成了 90 年代风格的办公楼：
△ 图片来自 BBC
美国的华盛顿纪念碑也变成了狭长的摩天大楼：
位于佛罗里达州的一个橄榄球场变成了房顶种满草皮的办公楼：
微软表示，将会修复这些 bug，逐渐完善这款游戏。即便如此，《微软模拟飞行 2020》仍然是世界上最逼真的模拟器。
未来或用于自动驾驶
像《刺客信条》或《GTA》这样具有庞大世界的游戏大作，往往需要上千人来开发，将来可能很难继续扩展。Putz 认为，需要更多的自动化才能做到这一点。
而且 Blackshark 还有着更大的愿景，他们与微软之外的其他公司合作，围绕自动驾驶模拟重建城市场景。
Blackshark 目前关注的另一个领域是飞行模拟器中未使用的点云，该公司计划使用 AI 系统分析点云，找出建筑物的层数。
普茨指出，虚幻引擎就是一个游戏出圈的例子，该引擎最初只是用于游戏，如今已遍地开花。
微软的飞行模拟游戏具有很大的借鉴意义，游戏技术也许未来将在其他行业发挥重要作用。
参考链接：
https://techcrunch.com/2020/08/17/meet-the-startup-that-helped-microsoft-build-the-world-of-flight-simulator/
https://www.theguardian.com/games/2020/aug/21/melbourne-fawkner-suburbia-users-poke-fun-at-microsoft-flight-simulator-glitches