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AIGC如何点燃3D场景?群核科技带来最新空间AIGC产业应用

2月22日,群核科技2023产品发布会上,群核科技宣布成立AIGC实验室,该实验室将着力于研究“空间AIGC”的场景应用,包括家居家装、商业空间、地产建筑等全空间领域等的AI设计生成和迭代创作,以及二维场景中智能生成PPT等方向的探索。

群核科技AIGC实验室将实现一种“算法模型即服务”(Model-as-a-Service, MaaS)的未来范式,为群核科技的用户和企业提供一个无限的创作空间,通过AI生成实现自由和灵活的创意创作。

本次发布会上,群核科技发布了AI智能打光等多款AI智能产品。AI智能打光是基于群核科技KooLab实验室联合浙江大学CAD&CG实验室、光线云科技的最新一项科研成果,即“AI自动生成三维光照”项目,该成果已发表在2023年的《ACM Transactions On Graphics》上,预计将在SIGGRAPH 2023上进行论文汇报。

这是一个由数据驱动的室内场景智能灯光设计系统,它在未来实现的效果是:当用户拿到一张图片,便可以一键“复刻”里面的灯光设计美学,效果媲美人类设计师。

本文将分享这项研究,以及群核科技在空间AIGC领域的探索。


全球首个数据驱动的室内智能灯光设计系统

一直以来,室内场景的灯光设计一项需要大量练习和经验积累的任务。由于需要考虑到房间结构、家具放置、美学效果等多方面的因素,它往往需要具有相当经验的专业设计师来完成。因此群核科技一直在尝试AI自动生成三维光照的可能性,根据三维室内场景自动生成可媲美专业灯光设计效果的最优照明效果。

为了解决这个问题,群核科技KooLab实验室联合浙江大学CAD&CG实验室、光线云科技提出了一个数据驱动的室内场景自动灯光设计系统。据了解,这是全球首个数据驱动的室内智能灯光设计系统。该系统能够从大规模三维场景数据集中学习到灯光设计的原则从而自动生成高质量的灯光设计结果。


图1 室内场景自动灯光设计系统框架


对于数据驱动的方法,一个正确标注的大规模数据集是十分重要的。由于目前缺少针对室内灯光设计任务构建的数据集,该项研究构建了一个具有大量场景的针对灯光设计任务的数据集。包含了6000个经过专业设计的室内场景。


图2 室内场景自动灯光设计数据集


具体的研究方法上,首先将三维场景使用基于图像的方式进行表示,这种表示包含了场景结构、室内家具、地板、天花板和墙壁的几何信息以及语义信息,同时图像表示也方便了神经网络的学习。


图3 自动光源布局流程图


在完成了光源的布局之后,需要进一步估计出最优的发光参数。此流程主要包含两个计算步骤,第一个是使用神经网络来预测一个光照指导图,其代表了此场景进行了合理的照明后的视觉效果;第二个是对具体的灯光参数以之前得到的光照指导图作为目标进行优化求解。


图4 灯光参数优化流程图


对比一下AI智能打光生成的结果和设计师在同场景下的结果。可以看出,AI智能打光生成的灯光设计具有合理的光源放置以及发光参数,能够合理的考虑房间布局以及房间中家具的放置,且能够取得和设计师相媲美的光照结果。


图5 我们的结果与设计师在同场景下的结果


图6 我们的结果与基于规则的方法的结果


解放内容生产力,空间AIGC的未来范式:算法模型即服务

AIGC犹如一场内容生产力的工业革命,随着大规模算力时代到来,它正在颠覆内容创作模式。群核科技要做的是全空间领域AIGC的开拓者,帮助用户征服这把工具之矛“为我所用”。

对于群核科技而言,AI+设计一直是其核心研究方向。在AI智能设计方向上,群核科技的研究论文曾多次入选SIGGRAPH Asia、CVPR、ECCV等国际学术顶会,公司累计申请专利已达332项,涵盖深度学习数据集、图片生成三维模型、通过语言输入自动生成室内场景等研究方向。群核科技已经占据空间AIGC技术和应用层面的先发优势。

群核科技致力于打造工业级云端智能CAD平台,面向家居、建筑、商业空间等制造业、建筑业的大型应用场景。不同于各式各样的AI生成图片、文字等形式,群核科技将视角推到了3D场景上。这样的产业场景,不仅需要攻破技术难关,更重要的是对复杂产业逻辑的理解,以及全生命周期和全产业链的智能协同。

早在多年前,群核科技已经推出AI智能设计产品,实现最快5分钟生成一个家居设计方案的效果。重点解决的是重复性操作问题,通过快速收集和理解设计需求,将设计规则转化为机器语言;通过“样板间式设计”,将家居设计过程中的一些重复性工作以智能自动化的方式输出。

不过,创意是一个发散性思维的迭代过程,AI扮演的更多是较为基础的体力工作,人才是智力与创意的主导者。基于这个认知,群核科技一直将“人机共创”的内容协作模式作为AI智能设计的研发突破重点,将AI算法与“用户编辑”设计方式深度结合;站在用户的角度,群核科技一直在结合设计用户的工作流,探索用户在创作过程中的潜在需求。现在,从设计环节的户型自动导入,到家具模型、设计方案、施工图智能设计,再到营销环节的一键生成短视频,和面向线上直播的虚拟直播样板间等,以及二维场景中,AI生成PPT提案等,都离不开AI算法的应用。未来,在强大的AIGC基建和产业应用下,群核科技平台上将会生长出更为复杂多元的内容生态。



此外,作为AIGC的重要助推器,合成数据的巨大价值使其成为AI领域的一个新产业赛道,“合成数据即服务”也开始成为成熟的数据应用模式。群核科技旗下的Coohom Cloud为行业展示了一个大规模、逼真的室内场景数据集,通过高性能渲染、多元化仿真及海量三维数据,提供高效的智能数据服务解决方案,解决人工智能和数字经济的数据供给问题。

技术突破,也让应用成为可能。结合设计用户的工作流,在强大的AIGC基建和产业应用下,群核科技平台上将会生长出更为复杂多元的内容生态,从而真正实现群核科技的行业使命:让未来生活所见即所得。


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