3D生成式AI隐空间探索

设计中的创意过程始终是突破界限、探索新领域和重新想象一切可能。随着我们继续将先进的计算方法集成到设计工作流程中，一个特别令人兴奋的途径是探索生成式系统（generative system）中的隐空间（潜在空间）。潜在空间（latent space）是生成模型运行的抽象领域，为设计师提供了前所未有的机会，让他们以新颖和互动的方式参与创作。

在本文中，我将介绍“浏览潜在空间”（BLS），这是一种交互式工具，可利用 3D 生成式系统中潜在空间可视化和插值的潜力。该工具是作为一项更广泛的研究计划的一部分开发的，它通过为设计师提供直观而强大的方法来理解、操作和生成新设计，从而增强了设计探索过程。

1、使用潜在空间重新定义设计探索

生成式系统在从艺术和音乐到设计和建筑等各种创意领域都获得了显著的关注。然而，与这些系统的交互通常仅限于一个有点随机和不可预测的过程——运行模型、等待输出并希望它与设计师的意图一致。但是，如果有一种方法可以更深入地研究这些系统的机制，以了解甚至控制它们如何生成输出呢？

这就是潜在空间概念发挥作用的地方。潜在空间是生成模型在训练过程中学习到的数据的低维表示。它捕获数据中的底层模式和结构，可以对其进行操作以创建新的设计。通过可视化和与这个空间交互，设计师可以获得有关生成系统如何解释其输入的宝贵见解，从而做出更明智和更具创意的设计决策。

2、生成式系统实验：3D 椅子案例

在我们的研究中，我们以椅子作为案例研究，探索潜在空间的创造性可能性。椅子是设计实践的主要内容，为实验提供了丰富的基础，尤其是在生成式系统的背景下。从混搭和迭代设计文化中汲取灵感，我们寻求通过为设计师提供使用潜在空间探索、混搭和创建新椅子设计的工具来增强创作过程。

我们利用了 GET3D 生成模型——一种能够生成高质量 3D 模型的强大工具。通过利用该模型的潜在空间，我们能够可视化和操纵定义椅子的特征。这种方法不仅让设计师更好地理解生成式系统，而且还允许在潜在空间中现有设计之间创建全新的设计。

3、可视化潜在空间：从抽象数据到有形设计

我们方法中的关键创新之一是潜在空间的可视化。高维数据（例如由生成模型生成的数据）可能难以解释和导航。为了克服这一挑战，我们采用了降维技术将潜在空间投影到二维地图中。该地图提供了不同椅子设计如何根据其特征（例如纹理和形状）分布的视觉表示。

可视化允许设计师以交互方式缩放、平移和探索潜在空间。他们可以看到相似的设计是如何组合在一起的，从而揭示生成式模型所学习到的底层结构。这不仅有助于理解模型的行为，还为创造性探索开辟了新的可能性。

4、插值：从现有设计中创建新设计

除了可视化之外，BLS 工具还包括一个插值功能，使设计师能够通过混合现有设计来创建新的椅子设计。潜在空间中的插值涉及在已知数据点（在本例中为现有椅子设计）之间生成新点并观察生成的设计。此过程允许设计师探索不同设计特征之间的平滑过渡，从而创建创新而独特的输出。

例如，设计师可以从潜在空间中选择两把或更多把椅子，并使用插值工具生成融合所选椅子特征的中间设计。这个过程类似于在广阔的设计景观中导航，其中每一步都会揭示以前未探索过的新可能性和组合。

5、设计探索的新范式

“浏览潜在空间”工具代表了设计师与生成式系统交互方式的重大进步。通过提供对潜在空间的直观访问，我们使设计师能够超越传统设计探索方法的限制。这种方法不仅可以增强创造力，还可以更深入地了解生成式模型的功能，从而实现更明智和创新的设计实践。

随着我们不断完善和扩展此工具，我们设想它将成为设计师工具包的重要组成部分。未来的迭代可能包括实时基于云的模型推理、更复杂的降维算法以及将这种方法应用于 3D 椅子以外的其他生成系统。

6、结论：创意探索的未来

将潜在空间探索融入设计过程标志着创意和创新的新时代的到来。通过释放生成式系统的潜力，设计师可以突破可能的界限，创造出不仅新颖而且深受其所用模型底层机制影响的设计。

设计的未来取决于我们利用这些先进计算工具的能力，而“浏览潜在空间”工具只是一个开始。随着我们继续探索和完善这些技术，创意探索的可能性将无限。

原文链接：Unlocking Creative Potential: Exploring Latent Spaces in 3D Generative Design

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