场景语言:用语言构建三维世界,实现智能场景理解

斯坦福大学团队开发出「场景语言」,利用自然语言指令构建三维场景。它能智能理解场景描述,生成逼真场景,还可以通过简单指令编辑场景。该语言融合了程序语言、自然语言与神经网络表征,在用户偏好测试和物体控制准确率方面都展现出优势。

原文标题:一句话爆改三维场景!斯坦福吴佳俊团队新作:场景语言,智能补全文本到3D的场景理解

原文作者:机器之心

冷月清谈:

**场景语言:用自然语言搭建虚拟世界**

斯坦福大学研究团队开发出「场景语言」,让人类可以通过自然语言指令来构建精细的三维场景。该语言由程序语言、自然语言和神经网络表征融合而成,兼具结构化表达、语义理解和视觉细节捕捉能力,能够精准描述场景的整体结构和物体细节。

**智能场景理解与编辑**
使用场景语言,AI可以智能地理解人类描述,并转化为逼真的三维场景。模型不仅能识别基础的场景元素(如物体类别、位置关系),还能生成动态场景。同时,场景语言还支持场景编辑,可以通过简单指令调整场景中元素的位置、风格等。

**技术亮点与优势**
场景语言融合了程序语言的精确描述、自然语言的语义信息和神经网络表征的视觉细节捕捉能力,形成了强大的场景构建工具。与现有技术相比,场景语言在用户偏好测试中获得85.65%的偏好,并且在物体数量控制方面的测试集准确率达到100%。

**应用前景**
该项研究展示了AI理解和创造三维世界的巨大潜力,有望在游戏开发、建筑设计等领域引发创新。

怜星夜思:

1、场景语言和传统方法相比有哪些优势?
2、场景语言在实际应用中有哪些潜力?
3、如何进一步完善场景语言技术?

原文内容

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从文字生成三维世界的场景有多难?


试想一下,如果我们要 “生成复活节岛的摩艾石像”,AI 怎么才能理解我们的需求,然后生成一个精美的三维场景?


斯坦福的研究团队提出了一个创新性解决方案:就像人类使用自然语言(natural language)进行交流,三维场景的构建需要场景语言(Scene Language)



  • 项目主页:https://ai.stanford.edu/~yzzhang/projects/scene-language/

  • 文章地址:https://arxiv.org/abs/2410.16770


这个新语言不仅能让 AI 理解我们的需求,更让它能够细致地将人类的描述转化为三维世界的场景。同时,它还具备编辑功能,一句简单指令就能改变场景中的元素!物体的位置、风格,现在都可以随意调整。

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智能的场景理解

再比如,输入 “初始状态的国际象棋盘”,模型可以自动识别并生成如下特征:

  • 64 个黑白相间的格子
  • 按规则排列的 32 个棋子
  • 每个棋子的独特造型

最终生成的 3D 场景完美还原了这些细节。

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这个方法支持多种渲染方式,能适应不同的应用场景:

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更具吸引力的是其编辑能力:只需一句指令,就能调整场景中的元素:
 
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支持图片输入

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动态生成

不仅限于静态,Scene Language 还能生成动态场景,让 3D 世界生动起来。
 
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技术亮点


Scene Language 的核心在于三大组件的融合:

1. 程序语言(program):用于精确描述场景结构,包括物体间的重复、层次关系;
2. 自然语言(word):定义场景中的物体类别,提供语义层面的信息;
3. 神经网络表征(embedding):捕捉物体的内在视觉细节。

这种组合就像给 AI 配备了一套完整的 “建筑工具”,既能整体规划,又能雕琢细节。

对比传统方法的优势

与现有技术相比,Scene Language 展现出显著优势:

  • 用户偏好测试中获得 85.65% 的偏好,相比现有方法提高了近 7 倍;
  • 在物体数量控制方面,测试集中的准确率达到 100%,而现有方法只有 11%。

这一研究展示了 AI 理解和创造 3D 世界的全新可能性,期待它在游戏开发、建筑设计等领域引领新一轮的创新!

作者简介

该篇论文主要作者来自斯坦福大学吴佳俊团队。

论文一作张蕴之,斯坦福大学博士生。主要研究为视觉表征及生成。
 

吴佳俊,现任斯坦福大学助理教授。在麻省理工学院完成博士学位,本科毕业于清华大学姚班。


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还可以引入更强大的3D生成模型,生成更逼真、细节更丰富的三维场景。

可以引入更多的自然语言处理技术,让场景语言更好地理解人类指令的意图。

场景语言可以用于游戏开发,通过自然语言指令快速构建复杂的三维游戏场景。

此外,还可以考虑扩展场景语言的功能,使其支持更复杂的场景操作,如物理模拟、光照控制等。

在物体数量控制方面,场景语言的测试集准确率达到100%,而传统方法只有11%。

在用户偏好测试中,场景语言获得85.65%的偏好,是传统方法的7倍左右。

在建筑设计中,场景语言可以帮助设计师快速生成不同的设计方案,并通过指令进行修改。

场景语言同时包含了结构化表达、语义理解和视觉细节捕捉的能力,比传统方法更全面。

此外,场景语言还可以用于教育和培训领域,通过3D场景模拟真实环境。对于影视行业来说,也可以利用场景语言快速构建虚拟场景,提升制作效率和质量。