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NEURO-SYMBOLIC-LAB.COM/EXPERIENCE
光子系统（PHOTON）是阿里云神经符号实验室（Neuro-Symbolic Lab）开发的一套基于交互的视觉推理系统，寓意光子系统照亮人工智能的黑盒。神经符号实验室的创始人陶芳波博士，以及 NS-LAB 的科学家团队们致力于光子系统不仅能感知这个世界有什么，还能理解世界内物体的关系（时空、因果、社会关系），并基于这些感知来推理、交互，影响物理世界的状态，也就是 NS-LAB 的研究方向 — Bring Consciousness To Machine，让机器拥有意识。
此次，阿里云设计中心联合神经符号实验室强大的视觉智能问答（ VQA），图像描述（Image Captioning）以及图像生成（Image Generation）等 AI 能力，共同打造了一个互动沉浸式的数字体验，让用户在线生成代表 PHOTON 意识的 3D 数字纤维，感受光子系统。同时，阿里云设计中心的数字设计能力将技术与设计更有机地整合，我们通过 Houdini、Blender、WebGL 等创意技术进一步挑战设计的边界，为用户带来影视级的视觉互动体验。
感知 PHOTON AI 模块
光子系统（PHOTON）内部融合了自然语言、视觉、时空、执行、因果与推理以及记忆等模块，这些模块有机地组合在一起发挥 1+1>2 的系统优势，逐渐完成越来越复杂的任务。这就类似人类的大脑：一个有机的智慧体，用户通过游戏化的拖拽互动体验，让用户全方位地了解感知光子系统的能力构成。
我们将光子系统抽象成一个光纤质感的数字 “能力大脑”，当用户进入网站完成模块组装体验后，接下来，我们设计了两条交互体验路线：Logical 逻辑力 和 Imaginative 想象力，前者对应光子的图像问答能力（VQA）和图像生成（Image Captioning）能力，后者对应光子的图形生成（Image Generation）能力。
体验完成后，用户会得到一个和光子系统共同创造的“意识” — 独一无二的 3D “数字纤维”，它基于实时渲染与人工智能分析，根据用户上传的图片和提问，纤维束的色彩会呈现多样的视觉效果，生成特有的数字创意艺术形态。
同时，我们构建了一个意识展厅 Gallery，用来存放用户生成的各式各样的意识形态，用户也可以在这里将自己的 “数字纤维” 下载为海报并分享、或者查阅其他人生成的 “意识”。
技术的领先性 X
设计的代差性
神经符号体验网站的设计思路同我们平时的B类产品思维有很大不同，它是讲究时效性的创意传播，我们的设计目标是让全球性的用户在短时间内通过数字体验来记住阿里云神经符号实验室 PHOTON — 这就需要其具备独特的数字创意体验，甚至颠覆性的设计。在这样的场景下，创意没有公式。借助阿里云设计中心自研的 GDS WebGL 图形技术，以及定制开发的底层图形 Shader 和渲染管线等领先图形侧技术，我们在整个体验网站中实现了诸多代差级创意设计，及创意技术的运用。
HOUDINI x BLENDER x WEBGL >
PHOTON DIGITAL BRAIN –
实时渲染的挑战在于图形是交互的，并非预渲染的图片或视频动画，这意味着大脑的生成需要从抽象的数据开始。我们使用 Houdini 中的 POP 粒子模块并结合 VEX 编程语言，定制实现了一套几何生成算法，生成既满足视觉需求，也满足 WebGL 渲染性能需求的几何数据。
Houdini 是一个基于节点的三维动画软件，可结合编程制作高级特效与图形，常用于电影和游戏的视觉效果制作。
为了达到网页渲染时性能的平衡，以及对大脑的局部细节定制化处理，我们将 Houdini 生成的 .abc 文件导入 Blender 进行优化，并编写了 Python 脚本导出为渲染算法需要的格式进行输出，最终得到了这颗 “能力大脑” 的模型原始数据。
在 WebGL 中光纤质感最大的挑战在于细腻的景深效果（Depth of Field）。目前主流的实时景深算法，都是基于屏幕空间后期（Post Processing）模拟深度，然后基于屏幕深度进行一次可变半径的采样卷积操作。这种算法应用在纤维线条和粒子等较细腻的物体上效果并不好，且在焦点附近容易造成走样（Aliasing）。
我们把大脑数据通过 Shader 在 GPU 里实现延时渲染（Deferred Rendering） — 即在每帧渲染多次采样的粒子点位，利用光栅化渲染管线，近似模拟出了光线追踪的效果，达到比屏幕空间后期更加逼真细腻的景深特效，其技术难度远超市面常见的开源 WebGL 景深效果。
– 延时渲染（Deferred Rendering）细腻景深实时渲染
最终，我们实现了一颗既有蜿蜒流动的动感，也有缠绕交织的细节的光纤质感 3D 光子数字 “能力大脑”。
GPGPU X FBO >
3D DIGITAL FIBER –
GPGPU 通用图形处理（General-purpose computing on graphics processing units，简称GPGPU），是一种基于 WebGL 的高级图形技术，通过 Shader 以及显卡的帧缓冲区对象（FBO），由 GPU 去计算图形；
在去年的阿里云官网首页改版，我们已经率先使用了GPGPU 技术模拟百万级粒子，这一次，我们继续使用它创作 3D 纤维特效。我们在 Shader 里使用大量三角面片聚合模拟 GL_LINE 以及多边形线条，结合 FBO（ Frame Buffer Object，帧缓冲区对象）在显存里对纤维的 3D 运动、动态生长等进行演算，实现数万根线条组成的，且实时计算的 3D 纤维。
INTERFACE ANIMATION –
THE CREATIVE DESIGNER’S
BEST KEPT SECRET ⚬
– 光子创意体验中的界面动画设计语言
界面动画（Interface Animation）是一个相对陌生的领域，它存在于界面交互中，需要代码联动实现，同时它也被喻为数字创意设计师压箱底的秘籍。
神经符号体验网站的创意技术开发中，我们通过 WebGL、Shader、Canvas、CSS3 等诸多 Web 端前沿技术，实现了诸如页面转场、文字编码特效、拖拽、页面滚动联动、像素点物理缓冲、3D 摄像机运动等界面动画。它们独特，细腻，且在整站创意体验中保持一致与精准，它是用户在沉浸体验的过程中，产生实时反馈的动画设计语言。
“我们要做的是赋予机器意识”
— 陶芳波博士，阿里云 NS-LAB 创始人
Bring Consciousness to Machine 是阿里云神经符号实验室的终极愿景，让机器拥有意识 — 也就是不仅仅让机器能够识别万物，还能阅读理解并辅以语意，更深层次，是让机器去感知并影响世界。
阿里云设计中心和神经符号实验室此次共同打造的国际数字体验网站，面对全球用户上线，是人工智能与用户的一次轻量级创意连接，更是献给广大人工智能从业者的一份回礼。我们希望通过创意技术和设计，让更多人感知阿里云在人工智能领域的深耕和探索。期待在不远的未来，光子 AI 能够更加完善，最终服务于我们的生活里。
NS-LAB（Neuro-Symbolic Lab，神经符号实验室）是依托于阿里云的一个 AI 创新实验室，目标是实现具有认知和推理能力的 AI 系统，让 AI 完成从感知到认知的闭环。
?阿里云 – 神经符号人工智能实验室 A.I. 创意体验（PHOTON Experience）被世界顶级互动设计平台FWA（thefwa.com）收录。
FWA被列为世界最顶级的评价网络交互艺术创作的权威机构，创立于 2000 年，致力于评选和展示全世界最顶级、最前沿、最具创造力的数字创意与互动设计。
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本篇文章来源于微信公众号:阿里云设计中心
