Computer vision trong trò chơi: Nâng cấp trải nghiệm người chơi

Ngành game đã trải qua một chặng đường dài — từ những cuộc phiêu lưu pixel đơn giản đến các thế giới khổng lồ, sống động mà người chơi khám phá ngày nay. Trên thực tế, ý tưởng rằng một machine could think, hay thậm chí chơi game, lần đầu tiên được xem xét nghiêm túc vào những năm 1940.

Trong thời gian đó, một cỗ máy do nhà vật lý Edward U. Condon tạo ra đã được trình diễn tại Hội chợ Thế giới. Nó có thể chơi Nim, một trò chơi chiến lược toán học trong đó hai người chơi lần lượt lấy các vật phẩm từ những đống khác nhau, và mục tiêu là tránh việc phải lấy vật phẩm cuối cùng. Cỗ máy đã chơi hàng ngàn trận đấu với du khách và giành chiến thắng áp đảo, khơi dậy sự quan tâm sớm về khả năng các cỗ máy thông minh tham gia vào trò chơi.

Ngày nay, tầm nhìn ban đầu đó đang dần thành hiện thực theo những cách mới mẻ. Một trong những bước phát triển thú vị nhất trong ngành game là việc ứng dụng computer vision, một nhánh của trí tuệ nhân tạo (AI). Khi các tựa game trở nên năng động và có độ phản hồi cao hơn, computer vision giúp các máy tính diễn giải và hiểu được thông tin trực quan, tạo ra những trải nghiệm sống động, mang tính tương tác cao và mang đậm dấu ấn cá nhân hơn.

Cụ thể, các model computer vision như Ultralytics YOLO11, nổi tiếng với khả năng hỗ trợ các tác vụ như object detection và tracking, đang được tích hợp vào ngành game để nâng cao tính tương tác và độ phản hồi theo thời gian thực.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về cách thị giác máy tính được ứng dụng trong trò chơi để cải thiện trải nghiệm người chơi và định hình tương lai của ngành giải trí tương tác. Hãy cùng bắt đầu!

Các xu hướng AI và thị giác máy tính gần đây trong trò chơi#

Trước khi đi sâu vào các ví dụ về cách computer vision được sử dụng trong ngành công nghiệp video gaming, hãy cùng khám phá một số xu hướng AI gần đây trong lĩnh vực này.

AI tạo sinh trong ngành công nghiệp trò chơi#

Một xu hướng lớn là việc sử dụng generative AI để làm cho các nhân vật trong game trở nên thông minh và có độ phản hồi tốt hơn. Một ví dụ điển hình là sự ra mắt của first AI-powered boss trong tựa game trực tuyến sắp ra mắt MIR5.

Trong trò chơi, trận đấu trùm thường là một cuộc chiến đầy thử thách chống lại kẻ thù mạnh mẽ xuất hiện vào những thời điểm quan trọng, thường là ở cuối cấp độ hoặc cốt truyện. Những trận đấu này thường kiểm tra kỹ năng của người chơi và được thiết kế để mang lại cảm giác căng thẳng và xứng đáng.

Fig 1. Cái nhìn cận cảnh về AI Boss đầu tiên.

Theo truyền thống, các nhân vật trùm tuân theo các kịch bản có sẵn, sử dụng cùng một bộ chiêu thức mỗi lần. Nhưng trong MIR5, con trùm AI mới này thực sự học hỏi từ những người chơi mà nó chiến đấu. Nó quan sát cách người chơi hành động, loại vũ khí họ sử dụng, cách họ di chuyển và những chiến thuật họ dựa vào, sau đó điều chỉnh các đòn tấn công của mình để giữ cho trận chiến luôn đầy thử thách.

Vì vậy, nếu bạn quay lại chiến đấu với cùng một con trùm, nó có thể không hành động giống như lần trước. Kiểu hành vi thích ứng này khiến các trận chiến trở nên thực tế hơn, buộc người chơi phải suy nghĩ nhanh nhạy thay vì chỉ ghi nhớ các mô hình.

Thị giác máy tính trong trò chơi VR#

Một xu hướng AI khác trong ngành game là việc ngày càng phổ biến virtual reality (VR). VR là một loại công nghệ cho phép người chơi bước vào một thế giới 3D hoàn toàn kỹ thuật số bằng cách sử dụng kính hiển thị và các bộ điều khiển chuyển động. Công nghệ này tạo ra cảm giác như đang ở bên trong trò chơi, thay vì chỉ xem trên màn hình.

Kết hợp với computer vision, AI đang được sử dụng để theo dõi chuyển động và phản ứng của người chơi một cách chính xác hơn trong các tựa game VR. Quá trình này bao gồm việc sử dụng cameras và các cảm biến để ghi lại các chuyển động trong thế giới thực, chẳng hạn như quay đầu, cử chỉ tay, hoặc thậm chí là biểu cảm khuôn mặt, sau đó chuyển đổi dữ liệu đó thành các hành động trong game. Điều này giúp tạo ra những trải nghiệm mượt mà và chân thực hơn trong VR, nơi các cử chỉ và chuyển động của bạn thực sự kết nối với thế giới trong game.

Ví dụ thực tế về thị giác máy tính trong trò chơi#

Tiếp theo, hãy cùng xem xét một số cách thú vị mà thị giác máy tính đang được sử dụng trong các trò chơi điện tử phổ biến. Dù là làm cho lối chơi trở nên tương tác hơn hay mở ra những cách mới để điều khiển nhân vật, AI thị giác đã và đang thay đổi cách chúng ta chơi.

Đua xe thực tế hỗn hợp sử dụng thị giác máy tính#

Hot Wheels: Rift Rally là một tựa game racing kết hợp giữa xe điều khiển từ xa (RC) vật lý và lối chơi ảo. Người chơi có thể lái xe RC xung quanh không gian phòng khách của mình, trong khi màn hình hiển thị phiên bản kỹ thuật số của chiếc xe đang thực hiện các pha mạo hiểm như drift, nhảy và tăng tốc. Mặc dù chiếc xe thực tế vẫn ở trên mặt đất, trò chơi tạo ra ảo giác về các pha hành động tốc độ cao bằng cách chồng các hiệu ứng hình ảnh lên trên nguồn cấp video trực tiếp.

Thiết lập này dựa trên mixed reality technology (kết hợp thế giới thực và kỹ thuật số, cho phép các yếu tố vật lý và ảo tương tác theo thời gian thực) cùng với computer vision để vận hành trải nghiệm. Xe RC được trang bị camera để quét môi trường xung quanh khi di chuyển. Người chơi đặt các mốc đánh dấu hình ảnh (cổng bìa cứng đen trắng), gọi là fiducial marker, xung quanh phòng, và hệ thống sẽ sử dụng chúng làm điểm tham chiếu.

Thị giác máy tính giúp trò chơi nhận diện các điểm đánh dấu này, theo dõi vị trí của chiếc xe và xây dựng bản đồ ảo của không gian. Điều này cho phép trò chơi đặt nội dung kỹ thuật số một cách chính xác, như đường đua và chướng ngại vật, vào trong môi trường thế giới thực, đồng bộ hóa chuyển động vật lý với những gì hiển thị trên màn hình.

Fig 2. Chiếc xe RC được trang bị camera ở phía trước một fiducial marker.

Dạy thú cưng ảo sử dụng AI thị giác#

Peridot, một trò chơi di động do Niantic phát triển (cùng công ty đứng sau Pokémon Go, một trong những ví dụ sớm nhất và phổ biến nhất về thị giác máy tính trong trò chơi AR), sử dụng thị giác máy tính và thực tế tăng cường để làm cho việc chăm sóc thú cưng kỹ thuật số trở nên gần gũi với thế giới thực.

Người chơi có thể chăm sóc một sinh vật tên là Peridot bằng cách cho nó ăn, chơi trò chơi và dắt nó đi dạo. Khi bạn di chuyển trong nhà hoặc khu phố, thú cưng xuất hiện trên điện thoại của bạn để khám phá cùng bạn, chạy trên sàn nhà, phản ứng với các vật thể và thậm chí trốn sau đồ nội thất thật.

Để thực hiện điều này, trò chơi sử dụng các kỹ thuật computer vision như lập bản đồ 3D và semantic segmentation, trong đó hệ thống sử dụng camera của điện thoại để quét và hiểu môi trường. Điều này giúp thú cưng nhận biết và phản ứng với các bề mặt khác nhau, chẳng hạn như phân biệt bãi cỏ với bê tông, hoặc phản ứng với các chướng ngại vật như ghế và cây cối.

Fig 3. Một góc nhìn về thú cưng trong Peridot.

Theo dõi tay và không gian thực tế hỗn hợp chia sẻ#

Demeo, một tựa game nhập vai chiến tabletop kỹ thuật số (RPG), sử dụng các tính năng mixed reality để đưa lối chơi vào thế giới thực thông qua các thiết bị kính như Meta Quest 2 và Quest Pro. Với bản cập nhật gần đây, trò chơi hiện hỗ trợ hand tracking và tính năng colocation, giúp người chơi sử dụng các cử chỉ tay tự nhiên để tương tác với các quân cờ trong game, đồng thời chia sẻ cùng một không gian vật lý và kỹ thuật số với những người chơi khác trong các phiên multiplayer cục bộ.

Ví dụ, người chơi có thể chơi Demeo trong khi vuốt ve chú chó ngoài đời thực — một dấu hiệu nhỏ nhưng có ý nghĩa cho thấy mixed reality có thể hòa trộn không gian kỹ thuật số và vật lý như thế nào. Các tính năng này được hỗ trợ bởi các công nghệ computer vision. Hand tracking hoạt động bằng cách sử dụng các camera tích hợp sẵn trên kính để phát hiện và diễn giải chuyển động cũng như vị trí bàn tay của người chơi, loại bỏ nhu cầu sử dụng tay cầm truyền thống.

Fig 4. Một ví dụ về lối chơi của Demeo.

Trong khi đó, định vị chung sử dụng các điểm neo không gian và dữ liệu đám mây điểm để lập bản đồ môi trường thế giới thực để nhiều thiết bị đeo có thể đồng bộ hóa cùng một không gian ảo. Điều này cho phép người chơi trong cùng một phòng nhìn thấy bàn cờ và nhau ở cùng các vị trí, tạo ra hiệu ứng như đang ngồi quanh một chiếc bàn ảo được chia sẻ.

Ưu và nhược điểm của thị giác máy tính trong trò chơi#

Computer vision đang thay đổi cách mọi người tương tác với các tựa game bằng cách mang lại trải nghiệm tự nhiên và sống động hơn. Công nghệ này cho phép người chơi sử dụng cử chỉ, chuyển động cơ thể, hoặc thậm chí eye tracking để điều khiển trò chơi, đồng thời giúp trò chơi phản ứng với môi trường thế giới thực theo thời gian thực. Các tính năng này không chỉ nâng cao trải nghiệm tổng thể mà còn giúp game dễ tiếp cận hơn với đông đảo người chơi.

Đồng thời, công nghệ này có một vài hạn chế. Nó có thể tiêu tốn nhiều pin và năng lượng xử lý hơn, và có thể không hoạt động mượt mà trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc môi trường quá bận rộn. Cũng có những cân nhắc quan trọng về quyền riêng tư, vì nó thường dựa vào đầu vào của camera.

Tuy nhiên, khi công nghệ tiến bộ, các nhà phát triển đang tìm ra các giải pháp thông minh để cải thiện hiệu suất và giải quyết những lo ngại này - làm cho thị giác máy tính trở nên hữu ích và đáng tin cậy hơn trong các trò chơi.

Các điểm chính cần lưu ý#

Thị giác máy tính và AI đang thay đổi cách các trò chơi được tạo ra và chơi. Dù là giúp các nhân vật phản ứng chân thực hơn hay làm cho lối chơi cảm thấy kết nối hơn với thế giới thực, những công nghệ này đang mở ra những khả năng thú vị. Chúng không chỉ làm cho trò chơi trông đẹp hơn - chúng đang làm cho chúng trở nên thông minh hơn và hấp dẫn hơn.

Từ các tựa game indie đến các bản phát hành của studio lớn, chúng ta đang thấy ngày càng nhiều nhà phát triển thử nghiệm với các tính năng dựa trên thị giác. Khi các công cụ này tiếp tục phát triển, chúng ta có thể mong đợi những trải nghiệm sáng tạo và đắm chìm hơn nữa trong tương lai của ngành trò chơi.

Hãy khám phá các trang giải pháp của chúng tôi để tìm hiểu các ứng dụng của AI in manufacturing và computer vision in healthcare. Xem qua our licensing options để bắt đầu xây dựng các giải pháp tầm nhìn của riêng bạn!