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从ArchiGAN:公寓建筑设计的生成技术,说起

shadow chi 无界社区mixlab 2022-06-06
hi,大家好~我是shadow,一枚设计师/全栈工程师/算法研究员,目前主要研究方向是人工智能写作和人工智能设计,当然偶尔也会跨界到人工智能艺术及其他各种AI产品。这是我发在《人工智能Mix》的一篇文章的学习笔记。


( 文末了解《人工智能Mix》 )





这是一篇发表在英伟达的文章,
原文标题:
archigan-generative-stack-apartment-building-design

原文比较长,我把其中值得学习的方法整理了出来:
 

- 拆解设计步骤,每一步骤训练一个模型完成


建筑平面图设计分解为3个步骤:


  • 01 建筑占地轮廓

  • 02 功能分区

  • 03 家具布置



     

每个步骤都对应一个经过训练以执行上述3个任务之一的Pix2Pix GAN模型。通过一个接一个地嵌套这些模型,作者创建了设计流程的生成模型栈,同时允许用户在每个步骤中进行输入。

 

- 模型1

生成轮廓



 

- 模型2

填充功能色块






- 模型3

根据功能色块,生成每个色块的家具布置

 
 


- GAN像素级应用的局限性


作者认为,这些效果都证明了GAN在建筑领域的潜力,但目前ArchiGAN还有一定的局限性,主要分为三点。

一、设计多层建筑时,因为模型无法理解承重墙这一概念,所以无法保证整个建筑物的承重墙设计是否合理。

二、当前产出的图像清晰度有限。作者表示希望通过增加输出层的size,搭配Pix2Pix HD,和TensorRT增强算力实现这一目标。

三、生成数据的格式上,目前智能生成的输出文件是非矢量图的格式,相当于只停留在概念设计(草图阶段),还不能直接转化为cad使用。


原文:
https://devblogs.nvidia.com/archigan-generative-stack-apartment-building-design/?linkId=70968833




关于建筑的智能设计,还有另一个方法,之前分享过,由手绘生成3D模型








根据用户勾画的草图,系统自动生成3D的建筑模型

跟ArchiGAN搭配,是不是蛮好?
平面到3D都有了~

技术方案,如下:


 a)用户简单勾画建筑物某个组件的轮廓


 b)基于深度学习,系统找到匹配预定义的组件集(论文称为 Snippet Grammar )


 c)用户从匹配到的组件集中挑选合适的组件 (系统转化为 Snippet Grammar 的形式)


 d)系统合成用户的选项(组装 Snippet Grammar ),生成建筑 3D 模型



该文章值得借鉴的还有:

- 基于参数的描述性语言

论文提出的 Snippet Grammar ,是基于参数的描述性语言,非常容易转化为机器学习训练所需要的数据形式。按照建筑物的构成划分为 Building mass 、Roof 、Window 、Ledge 等几类组件集,Snippet Grammar  则描述了 3D 模型所属的组件集及其参数集合。

<!— 某个Building mass的3D模型 —>
   
<param building_height=“20” />
<rule name=“Start”>
  <extrude height=“building_height” />
  <comp>
       <top name=“TopFace” />
       <!- -roof  - - >
       <side name=“Facade” />
       <!- - facade - - >
       <bottom name=“Base” />
  </comp>
</rule>
   
<!— 某个Roof的3D模型—>

<param roof_slope=“50” />
<rule name=“TopFace”>
   <roofGable slope=“roof_slope” />
</rule>



mixlab还有很多相关的智能设计文章,

欢迎自行查阅~

 


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