Erinnern Sie sich an die coolen 3D-Szenen aus Science-Fiction-Filmen? Weite Welten, fantastische Schlösser, Zukunftsstädte… Jetzt können Sie solche Szenen ganz einfach selbst erstellen! Mit der von Wu Jiajuns Team an der Stanford University entwickelten „Szenensprache“-Technologie können Sie mit nur einem Satz ein lebensechtes 3D-Modell generieren – ein wahrer Segen für Designer und Spieleentwickler!
Was genau ist die Szenensprache?
Stellen Sie sich vor, Sie beschreiben die geheimnisvollen Moai-Statuen auf der Osterinsel. Sie könnten sagen: „Dort steht eine Reihe von sieben Moai-Statuen, die alle in dieselbe Richtung schauen.“ Aber wenn Ihr Gegenüber nicht weiß, was Moai-Statuen sind, müssen Sie erklären: „Moai-Statuen sind beinlose Steinfiguren, wobei jede etwas anders aussieht.“
Dieses Beispiel zeigt, dass zur vollständigen Beschreibung einer Szene mindestens drei Informationen benötigt werden:
Strukturinformationen: z. B. „eine Reihe von sieben Statuen“, die mit einer programmiersprachenähnlichen Syntax beschrieben werden können;
Kategorische Semantik: z. B. „Moai-Statue“, die mit Text zusammengefasst werden kann;
Instanzdetails: z. B. die genaue Form, Farbe und Textur jeder Statue. Diese sind schwer sprachlich zu beschreiben, lassen sich aber durch Bilderkennung erfassen.
Die Szenensprache vereint diese drei Informationen perfekt! Sie besteht aus drei Kernelementen:
Programm: Eine programmiersprachenähnliche Syntax zur Definition der hierarchischen Beziehungen und räumlichen Anordnung von Objekten in der Szene, z. B. die Anordnung der Moai-Statuen;
Text: Natürliche Sprache zur Beschreibung der kategorialen Semantik jedes Objekts, z. B. „Moai-Statue“;
Eingebettete Vektoren: Von neuronalen Netzen erzeugte Vektoren zur Erfassung der visuellen Merkmale jedes Objekts, z. B. das einzigartige Aussehen jeder Statue.
Das Besondere ist, dass die Szenensprache mit vorab trainierten Sprachmodellen automatisch generiert werden kann! Sie müssen nur eine Textbeschreibung oder ein Bild eingeben, und das Modell leitet automatisch Programm, Text und eingebettete Vektoren ab und generiert dann mit verschiedenen Renderern hochwertige 3D-Szenen.
Welche Vorteile bietet die Szenensprache?
Im Vergleich zu herkömmlichen Szenengraph-Darstellungen kann die Szenensprache komplexere und realistischere Szenen generieren und die Szenenstruktur präzise steuern und bearbeiten. Sie können beispielsweise mit einem einzigen Befehl die Eigenschaften eines Objekts in der Szene ändern, neue Objekte hinzufügen oder sogar den gesamten Stil der Szene verändern.
Welche Anwendungen hat die Szenensprache?
Die Szenensprache hat ein breites Anwendungsspektrum in der 3D-Szenerzeugung und -bearbeitung, z. B.:
Textgenerierung von 3D-Szenen: Die Eingabe einer Textbeschreibung generiert automatisch die entsprechende 3D-Szene, z. B. „eine Burg auf einem Berggipfel, umgeben von einem dichten Wald“;
Bildgenerierung von 3D-Szenen: Die Eingabe eines Fotos rekonstruiert die 3D-Szene des Fotos, z. B. die Generierung eines 3D-Wohnzimmermodells anhand eines Fotos eines Wohnzimmers;
4D-Szenerzeugung: Es können 4D-Szenen mit zeitlichen Informationen generiert werden, z. B. die Simulation der Rotation einer Windkraftanlage;
Szenenbearbeitung: Durch Änderung des Programms, des Texts oder der eingebetteten Vektoren der Szenensprache kann die Szene präzise bearbeitet werden, z. B. die Änderung der Farbe, Position oder Größe von Objekten.
Zukünftige Entwicklung der Szenensprache?
Die Szenensprache befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium und bietet noch viel Entwicklungspotenzial, z. B.:
Stärkere Generierungskraft: Es können komplexere und realistischere Szenen generiert werden, z. B. mit mehr Details und reichhaltigeren interaktiven Elementen;
Benutzerfreundlichere Bearbeitung: Es können natürlichere und intuitivere Sprachen zur Szenenbearbeitung verwendet werden, z. B. Sprach- oder Gestensteuerung;
Breiteres Anwendungsspektrum: Es kann in Virtual Reality, Augmented Reality, Spieleentwicklung, Filmherstellung und vielen weiteren Bereichen eingesetzt werden.
Projektseite: https://ai.stanford.edu/~yzzhang/projects/scene-language/
Paper-Adresse: https://arxiv.org/abs/2410.16770