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来源:Xutian Wang, Yan Hong, Xiaoming He
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(以下为正文)
内容摘要
近年来,“元宇宙”(Metaverse)作为技术革命的中心备受关注。然而,其主要平台却存在内容质量低、虚拟环境乏善可陈等问题,导致用户体验不佳。人们对 NFT 的兴趣下降和虚拟房地产投资的失败使人们对 Metaverse 的未来产生了疑虑。人工智能生成内容(AIGC)利用人工智能高效、经济地创建数字内容,成为推动 Metaverse 发展的主要动力。人工智能生成内容(AIGC)还能实现个性化内容,从而增强元宇宙的功能。本文研究了 Metaverse 与 AIGC 之间的联系,探讨了 AIGC 的应用、底层技术和未来挑战,它揭示了 AIGC 在改进元宇宙方面的前景,但其技术必须更好地满足开发需求,以提供身临其境的体验。
1 简介
Metaverse 由前缀 “Meta”(表示超越)和后缀 “Verse”(表示宇宙)组合而成,是计算机生成的后现实领域--物理现实与数字虚拟永久多用户环境的融合。它以促进虚拟环境中的多感官互动、数字对象和人际动态的技术为基础,包括虚拟现实(VR)和增强现实(AR),从而构成了一个巨大的虚拟-物理网络空间。在 Metaverse 中,现实世界与虚拟领域的无缝整合使虚拟身份的各种活动成为可能,包括创意表达、专业努力、社交互动和商业交易。元宇宙的前瞻性影响涉及众多行业,包括医疗保健、教育、娱乐、电子商务和情报行业。Njoku等人探讨了元宇宙在数据驱动的智能交通系统中的应用潜力和挑战,Duan等人提出了包括基础设施、交互和生态系统在内的三层元宇宙架构,并构建了区块链驱动的大学校园元宇宙原型。
然而,实现 Metaverse 的完整愿景仍然遥遥无期。一个关键的障碍来自于在 Metaverse 中整合物理和虚拟领域的必要性。对传感、通信和计算能力的严格要求阻碍了实时可扩展性,导致内容稀缺、创建门槛提高和用户体验不佳等问题。构建广阔而复杂的虚拟世界需要大量的数字内容,包括虚拟场景、实体、角色和事件。然而,传统的内容创建方法受到数量、时间、成本和技能等因素的制约,从而限制了 Metaverse 的丰富性和创新性。此外,较高的创作门槛也阻碍了潜在贡献者的参与,从而阻碍了 Metaverse 的发展。
人工智能生成内容(AIGC)技术已成为内容生成的一种新方法,为缓解这些挑战提供了巨大潜力。人工智能生成内容技术利用人工智能算法,通过辨别现有数据集的模式和结构来生成多样化的数字内容,从而能够根据指定标准合成新颖的内容。与传统的创作者相比,AIGC 不受规模或熟练程度的限制,因此可以快速、经济高效地制作大量高质量内容。这一特性使 AIGC 成为解决元宇宙中内容稀缺和创作困难等挑战的有利工具。
鉴于 AIGC 在元宇宙开发中的巨大潜力和价值,本研究旨在探索 AIGC 与元宇宙之间的相关性。文章的主要贡献有
(1) 描述了 AIGC 在生成领域的作用及其在元宇宙中的应用场景;
(2) 讨论 AIGC 在生成领域的主要相关技术,以及相应技术与 Metaverse 之间的联系;
(3)总结 AIGC 在 Metaverse 发展历程中遇到的挑战,并给出相应的解决方案;
(4)提出了 AIGC 在元宇宙领域未来的研究方向和前景。
本文随后的章节安排如下:第 2 节分析了有关 AIGC 和 Metaverse 的相关文献;第 3 节介绍 AIGC 在 Metaverse 中的应用场景;第 4 节讨论 AIGC 的相关技术模型及其在 Metaverse 中的应用;第 5 节总结了 AIGC 在其 Metaverse 发展历程中遇到的挑战,提出了相应的解决方案,并对 Metaverse 领域未来的研究方向和前景进行了展望;第 6 节是本文的结论。
2 文献收集与趋势分析
本研究利用科学网(WOS)数据库对相关文章进行全面搜索和检索,以建立文献数据库。搜索过程中使用了预先定义的关键词和布尔运算符(“AND ”和 “OR”)组合,专门用于文献选择。关键词的选择参考了主题领域,包括 “元宇宙 ”和 “人工智能生成的内容 ”等概念,以及该领域研究文章中常用的术语。随后,初步收集了与元宇宙相关的文献,包括 AR、VR 及其在 WOS 中常用的相关词汇。通过对标题、摘要和关键词进行筛选,从 WOS 数据库中共获得 64639 条结果。随后,收集了与 “人工智能生成内容 ”及其在学术领域常用缩写和短语相关的文献,共获得 1519 条结果。搜索标准侧重于特定的文章类型,包括文章、评论和编辑材料。这些论文的出版年份从 2017 年到 2024 年不等,检索日期一直延续到 2024 年 2 月 25 日。
为了分析 Metaverse 和 AIGC 相关研究的趋势和发展,我们进行了全面的文献综述。纳入分析的论文主要包括期刊论文和综述。
图 1 显示了有关 “AIGC”、“Metaverse ”和 “AIGC + Metaverse ”这三个主题的论文数量的逐年变化。从图中可以看出,自2017年以来,“AIGC ”和 “Metaverse ”发表的论文数量呈逐年上升趋势。这凸显了这些新兴领域的重要性和必要性。预计2022年后,“AIGC ”研究将出现大幅增长,2023年的论文数量将比2022年增长4.5倍,并达到高峰。
图 1:“AIGC”、“Metaverse”、“AIGC + Metaverse ”三个主题的各年发文数量。AIGC,人工智能生成的内容。
其中,关于AIGC的研究在2017年至2023年短短6年间就实现了个位数的突破,发表论文近900篇,2022年后更是经历了大幅增长。预计 2022 年后将迎来大幅增长,2023 年的论文数量将比 2022 年攀升 15 倍,达到峰值。这与近年来生成模型技术的不断突破和创新密切相关,尤其是在深度学习领域。同时,云计算、GPU 等高性能计算资源的普及,使得大规模深度学习模型训练成为可能,进一步推动了 AIGC 的发展。
然后,通过 WOS 中的 “AND ”检索与这两项研究相关的文献,最终获得了 24 篇与 AIGC 和 Metaverse 相关的文献,如表 1 所示。其中,1-12 篇为评论文章,13-24 篇为研究文章。评论文章探讨了 AIGC 在未来医疗、设计、广告和元宇宙中的应用。研究文章探讨了在虚拟场景中实施 GAN 模型、扩散模型等的可能性。如图 1 所示,自 2017 年以来,有关 Metaverse 和 AIGC 的文献呈现上升轨迹。随后,我们采用 VOSview 对文献中的关键词进行了分析,最终结果如图 2 所示。通过对过去 5 年内发表的相关文献进行研究,可以发现 Metaverse 和 AIGC 以及人工智能之间有着密切的关系。
表 1. 近年来 AIGC 与 Metaverse 之间的论文。(略)
缩写:AI,人工智能;AR,增强现实;VR,虚拟现实;GAN,生成式对抗算法。
图 2:与 AIGC 和 Metaverse 相关的论文关键词分析。AIGC:人工智能生成的内容。
3 AIGC 在元宇宙中的应用场景
在构建 “元宇宙 ”的过程中,内容的制作和呈现是一个关键环节。元宇宙的真实感和诱惑力取决于其丰富的数字内容,包括虚拟场景、物体和角色。人工智能生成内容(AIGC)通过提供大量数字内容来构建虚拟场景、物体、人物和事件,从而解决了元宇宙中内容匮乏的难题。因此,元宇宙利用 AIGC 加快了物理世界的复制,产生了无限的内容,从而促进了自发的有机增长。
目前,AIGC 在现实世界中得到了广泛应用,主要是在文本和图像生成以及视频生成等领域。图 3 概括了 AIGC 在 Metaverse 中的普遍应用。作为一个与现实平行的虚拟领域,Metaverse 需要大量不同的内容(包括图像、文本、音频、视频等)来支撑其构建和展示。因此,AIGC 在元宇宙中的应用主要分为三个方面:内容生成、视频生成和元宇宙场景生成。
图 3:AIGC 在 Metaverse 中的相关应用。AIGC:人工智能生成内容。
3.1 内容生成
AIGC 在内容创建领域主要包括文本和图像生成。
3.1.1 文本生成
文本是众多 AIGC 模型的基石,被视为一个高级领域。基于自然语言处理(NLP)的文本内容生成可分为非交互式和交互式两种情况。非交互式文本生成包括摘要、标题生成、文本样式转换、文章生成和图像到文本的转换等任务。具有代表性的产品或模式包括 Jasper AI、copy.AI 和 Bard,交互式文本生成包括聊天机器人和基于文本的交互式游戏,例如 AI Dungeon。值得注意的是,AI Dungeon 利用基于深度强化学习的游戏生成技术,通过生成虚拟世界、角色和情节来提供互动游戏体验。此外,在文本生成领域,生成式预训练转换器(GPT)模型等大型语言模型(LLMs)也已崭露头角,在文章生成、代码开发、翻译和基因序列理解等各种任务中发挥了作用。
3.1.2 图像生成
图像生成可分为图像编辑/修改和自主图像生成。图像编辑/修改包括图像超分辨率、修复、人脸替换、水印去除和背景去除等任务;自主图像生成包括端到端生成,例如从参考图像生成卡通或绘画图像。具有代表性的产品/模型包括 EditGAN、Deepfake 和 DALL-E。例如,DALL-E利用深度学习和生成式对抗网络(GANs),可根据用户提供的描述生成高质量图像,在处理复杂细节和培养创造力方面表现出色。
3.2 视频生成
鉴于虚拟世界对视觉和听觉内容的依赖,AIGC 在生成包括音乐、图像和视频在内的多样化原创艺术作品方面发挥着举足轻重的作用。这些贡献不仅丰富了元宇宙中的艺术创作,还通过虚拟资产的创造、交易和收集产生了新的经济模式。
VEED是 AIGC 视频产品中的佼佼者,它善于根据文本输入自动生成短视频。此外,Make-A-Video 等研究工作旨在实现文本到视频的生成,利用未标记的视频数据和图像描述关联实现富有想象力的独特视频合成。同样,GliaCloud简化了自动视频制作,主要针对新闻传播。2024 年 2 月 16 日,OpenAI 宣布推出新的生成式人工智能模型 “Sora”。通过文本命令,Sora 可以直接输出长达 60 秒的视频,这些视频具有高度精细的背景、复杂的多角度镜头和多个情绪化的角色。通过简短的文字提示或静态图像,Sora 可以生成一个 1080p 高清视频,时长约一分钟。视频涵盖多个角色、不同类型的动作和背景细节,几乎可以达到电影级别的逼真场景。这种能力不仅为内容创作者提供了前所未有的工具,让他们能以更低的成本和更快的速度将创意变为现实,还能为观众带来更丰富、更多样的视觉体验。
3.3 元宇宙场景生成
元宇宙作为一个虚拟广域,包含了无数虚拟场景和物体,因此有必要采用 AIGC 技术来加速创建这些场景和物体。AIGC 可自动生成各种虚拟场景、角色、机构和产品,促进用户在虚拟领域的参与和互动。AIGC 能够快速制作复杂的细节,增强用户的沉浸感,提高元宇宙中建筑设计的效率。值得注意的是,将 AIGC 集成到元宇宙建设中,可显著提高建筑设计的效率,为用户提供动态、个性化和交互式的体验。
总之,AIGC 通过动态生成符合用户偏好的内容来增强元宇宙,从而实现实时、个性化的交互体验。这延伸到动态生成游戏元素,制作独特的游戏机制,以及在虚拟社交环境中促进自适应对话和互动。AIGC 的整合预示着 Metaverse 发展的新篇章,它将为用户提供更丰富、更个性化、更吸引人的数字体验,同时促进与虚拟环境的互动。
4 AIGC 在元宇宙中的主要技术
本章主要介绍 AIGC 的原理和常用技术。共有三种生成模型:生成式对抗网络(GAN)模型、基于流的生成模型和扩散模型。
4.1 AIGC 的原理
AIGC 是一种可以创造新内容的人工智能技术。通过学习和模仿现有数据的模式,它可以生成与原始数据相似的新内容,如文本、图片、音乐或视频。AIGC 的核心原理是深度学习模型,尤其是 GAN、基于流的生成模型和扩散模型。通过从大量数据中学习,这些模型学会生成与训练数据相似的新内容。图 4 介绍了这三种模型,并总结了它们在 Metaverse 中的相关应用。
图 4:AIGC 相关技术及其在 Metaverse 中的应用。AIGC,人工智能生成的内容。
AIGC 的原理可简单概括为以下几个步骤:
(1) 数据收集和预处理:AIGC 通常需要大量的训练数据来学习和生成新内容。这些数据可以是文本、图像、音频等形式。在预处理阶段,需要对数据进行清理、标准化和矢量化,以便于模型的处理和学习。
(2) 模型架构设计:AIGC 通常使用生成模型,如 GAN、基于流的生成模型和扩散模型作为基本架构。通过学习输入数据的分布,这些模型可以生成与原始数据相似的新样本。
(3) 模型训练:在训练阶段,AIGC 将输入数据作为训练集,通过反向传播算法和优化方法不断调整模型参数,从而更好地生成与输入数据相似的新样本。这一过程通常需要大量的计算资源和时间。
(4) 生成新内容:模型训练完成后,就可以用来生成新的内容。给定初始输入后,模型将根据先前学习的模式和规则生成新样本。AIGC 可以生成各种类型的内容,如图像、音乐、文本等。
4.2 AIGC 在元宇宙中的主要算法
AIGC 在 Metaverse 中应用的模型主要包括三种生成模型:GAN 模型、基于流的生成模型和扩散模型。下面将介绍这三种模型在元宇宙中的原理和应用。
4.2.1 生成对抗网络(GANs)
生成式对抗网络是一种深度学习模型,由生成器和判别器两部分组成。生成器是定向生成模型中典型的前馈网络,它将潜变量 “z ”映射到观察样本 “x”。鉴别器是一个分类器,用于区分生成器生成的真实样本和虚假样本。生成器的目标是生成逼真的假样本,使鉴别器无法辨别真伪。鉴别器的目标是正确区分数据是真样本还是生成器生成的假样本。在游戏过程中,两位竞争者需要不断优化自己的生成能力和鉴别能力。博弈的结果就是找到生成器和鉴别器之间的纳什均衡。图 5 显示了 GANs 模型的结构框架。
图 5:GANs 模型结构框架。GAN,生成对抗模型。
GANs 的内部对抗结构可以看作是一个训练框架,原则上任何生成模型都可以训练。公式(1)是 GANs 模型的优化目标函数。D 试图增加 V 的值,G 试图减少 V 的值。通过两者之间的对抗行为优化模型参数,巧妙地避免了求解似然函数的过程。这一优势使得 GAN 具有很强的适应性和可塑性,生成器和判别器可以根据不同的需求进行改变。GAN 模型已成为许多计算机视觉和图形任务的基础。
GAN 的类型很多,应用也很广泛。对于复杂数据分布的学习,GANs 表现出色。最成功的应用包括图像处理和计算机视觉,其中人体合成和人脸生成的发展尤为迅速。例如,离散潜在表示生成对抗网络(DRGAN)可以根据输入的任意角度的人脸样本,在任意目标角度输出合成的人脸和身份信息。双通道生成对抗网络(TPGAN)通过同时学习局部细节和全局感知,实现了现实主义风格的人脸合成。StyleGAN 在数据驱动的无条件生成图像建模方面取得了最先进的成果。该模型旨在生成高质量图像,尤其是面部图像,它已被用于艺术项目和创建逼真但不存在的人脸。姿势生成网络(PG)根据人体图像和任意姿势合成姿势中的人体图像,这一应用与可变结构 GAN 的效果类似。GANs 还可以使用监督学习方法实现风格转换,并根据标签信息生成相应的风格图像样本。与上述需要多种类型标签信息的监督模型相比,用于无监督人脸生成的 GANs 结构更为简单。目前已有许多相关研究,使用条件循环 GAN 进行属性引导的人脸生成,可以生成逼真的人脸图像。
4.2.2 扩散模型
扩散模型是一种生成高质量样本的模型。扩散模型通过对噪声样本进行一系列迭代扩散操作,逐渐将噪声样本转化为高质量样本。在 GAN 中,生成器模型必须在一步 XT→X0 内从纯噪声变为图像,这是训练不稳定的原因之一,由于扩散过程的迭代性,扩散模型的训练和生成过程通常比 GAN 更稳定。扩散模型的训练过程是通过最小化生成样本与真实样本之间的差异来实现的。它模拟了数据从随机噪声逐渐发展成有意义模式的过程。
扩散模型首先将数据逐步转化为未知的不利状态,然后逆转过程,从噪声中生成数据。它们通常包括两个过程:正向过程(扩散)和逆向过程(去噪)。通过这两个过程,扩散模型可以学习大量数据并生成高质量的内容,因此它擅长生成高质量和多样化的图像或视频。同时,大量的学习使模型能够生成有创意的内容,生成的内容也是多样而丰富的。由于扩散模型中的数据是真实的映射,因此生成的内容更加真实。
例如,扩散模型可以完成类似语言生成的任务。只要将自然语言句子划分为单词并转换为单词向量,就可以通过扩散学习自然语言句子生成。扩散模型可以完成自然语言领域一些更为复杂的任务,如语言翻译、问答对话、搜索补全、情感分析、文章续写等。Diffusion-LM是第一个将扩散模型应用于自然语言领域的扩散语言模型。该模型旨在解决如何将连续扩散过程应用于离散、非连续文本的问题,从而实现高度精细和可控的语言类生成。经过测试,扩散-LM 在六个可控文本生成任务中取得了非常好的生成结果。扩散模型还可以根据文本描述生成相应的图片或视频。著名的文本生成图像扩散模型 DALLE-2、Imagen和完全开源的稳定扩散都是文本和图像的多模态扩散模型。Meta AI 的 Make-A-Video和 ControlNet Video,可以将输入的文本提示转换成相应的视频。此外,扩散模型还能将输入文本转换成相应的三维物体。稍有不同的是,三维对象有多种表示方法,如点云、网格、NeRF 等。不同的应用也有略微不同的实现方法。例如,DiffRF提出了一种扩散模型,通过扩散方法从文本生成三维辐射场,3DFuse实现了基于二维图像生成相应的三维点。
在 Metaverse 中,除了生成上述语言、图片、视频等之外,扩散模型还可用于生成高质量的虚拟物品和环境。扩散模型可用于生成逼真的水流、烟雾或其他自然效果,如虚拟物品的纹理和细节,它还可用于生成虚拟人物的动作和行为,使虚拟人物的行为更加自然和多样化。总之,扩散模型使虚拟世界中的物品更加真实和丰富,改善了 Metaverse 的视觉效果和沉浸感。
4.2.3 基于流的生成模型
基于流的生成模型是一种用于模拟和生成数据分布的模型。它通过定义可逆变换函数将输入空间映射到输出空间,并通过逆变换函数计算概率密度。基于流的生成模型可以利用反变换函数解决 GAN 所面临的问题。基于流的生成模型在生成图像时无需添加噪声,而且归一化流的训练过程比 GAN 更加稳定。基于流的生成模型可以模拟真实数据的分布,为我们提供准确的数据似然值。基于流的生成模型使用负对数似然作为损失函数。基于流的生成模型的训练过程是通过最大化数据的似然函数来实现的。基于流的生成模型使用可逆变换函数将数据 “x ”映射到潜在表示 “z”。这里,“z ”必须与 “x ”具有相同的形状。
基于流的生成模型是一个非常复杂的模型,在理论上几乎没有错误,它设计了一个可逆编码器。只要训练好编码器的参数,就可以直接得到完整的解码器,从而完成生成模型的构建。Pumarola等人提出基于流的生成模型具有非常理想的特性,并利用 C-Flow 对无序的三维点云进行建模,它可以解决单幅图像的三维重建问题,以及给定点云后的图像渲染问题。基于流的生成模型(如 Valenzuela)为基于面部表情转移的深度伪造生成提供了一种可行且有竞争力的方法。
目前,基于流的生成模型在 Metaverse 的应用范围主要集中在图像生成领域的人脸生成,其中最好的模型是 GLOW。此外,基于流的生成模型还可用于构建虚拟环境地形或进行多模态人体轨迹预测等。然而,为了保证编码器的可逆性和计算可行性,基于流的生成模型目前只能利用多个耦合层的堆叠来提高模型的拟合能力。遗憾的是,耦合层的拟合能力有限,这种方法大大限制了模型的性能。此外,虽然基于流的生成模型使用真实数据分布来生成数据,但训练这些模型需要大量的计算能力。与 GAN 和扩散模型相比,基于流的生成模型生成的数据并不那么清晰。
5 AIGC 在元宇宙中的前景
作为促进元宇宙低成本、高效率内容生成的重要工具,AIGC 在元宇宙中有着广阔的应用前景,但在二者相互促进发展的同时,仍有一些问题亟待解决。以下内容将介绍 AIGC 在 Metaverse 中面临的未来挑战、解决策略和发展方向。
5.1 AIGC 在 Metaverse 中面临的挑战和缓解策略
尽管 AIGC 技术在 Metaverse 中发挥着重要作用,但它也面临着一些挑战和问题。主要挑战包括
5.1.1 数据问题
在元宇宙中使用 AIGC 算法有两个风险:第一,训练过程中的数据偏差和歧视问题。虽然 AIGC 有助于提高用户的沉浸感,但它也带来了对抗性攻击的可能性。对抗性攻击包括在训练过程中注入对抗性训练样本或梯度中毒,这可能会导致 AIGC 模型中的偏差长期存在。这会加剧社会不平等,使某些群体边缘化。其次是数据安全和隐私问题。在 Metaverse 中整合 AIGC 模型会带来隐私和数据安全方面的挑战。由于 AIGC 模型训练需要大量数据,包括个人信息和敏感信息,因此未经授权访问、数据泄露和滥用用户数据的风险变得更加突出。现有的 AIGC 模型往往缺乏内置的隐私保护机制,可能导致用户隐私泄露。
针对上述问题,总结出以下应对策略:
(1) 负责任的人工智能开发:实施负责任的人工智能开发,包括严格的偏差缓解技术,确保训练数据的公平性和模型的普适性。
(2) 监督学习:使用监督学习方法监测和清理训练数据中的偏差,以减少 AIGC 对社会不平等的潜在影响。
(3) 使用联盟学习等隐私增强技术:在不集中用户敏感数据的情况下训练 AIGC 模型,从而降低隐私泄露的风险。
(4) 加强数据安全措施:加强 AIGC 模型中的数据安全措施,包括加密、安全传输和访问控制,以防止未经授权的数据访问。
(5) 加强安全协议:引入强大的安全协议,包括数据加密、身份验证和网络安全,以保护 Metaverse 中用户的安全和隐私。
(6) 定期审查和更新:定期审查安全协议,采用最新的安全技术,以适应不断变化的威胁环境。
5.1.2 技术细分和不确定性问题
虽然 AIGC 技术的发展已经开始围绕图像生成、文本生成、代码生成等较为细分的任务进行优化,但其未来的发展方向和趋势仍存在不确定性。AIGC 技术在 Metaverse 中的应用还面临一些挑战:
(1)求解空间巨大:如何针对特定任务从求解空间中生成特定子空间,并对该子空间进行采样。例如,人脸和人体的样本往往聚集在特定的子空间中。如何有效地找到并生成子空间?
(2) 宏观一致性:以视频生成为例。当视频很长,人在视频中移动时,如果用卷积神经网络来做,它的视场是非常有限的。当视野受限时,底层结构就会被破坏,宏观一致性就无法保证。如何预测目标和结构的长期运动变化?
(3) 微观清晰度:例如,一些短视频的分辨率很差,解题时容易将可行解平均化,造成模糊效果。
针对上述问题,总结出以下策略:
(1) 优化子空间定位和采样算法。例如深度学习嵌入、元学习的使用、群智能算法等。模型可以快速适应新任务,从而在解决方案空间的导航和采样方面具有更大的灵活性。
(2) 扩大视野和改进时空建模。引入更强大的注意力机制,如长期注意力或时空注意力网络,以提高模型对视频中不同区域的注意力。该模型能更好地理解长期目标和结构的运动变化,确保宏观一致性。此外,多模态融合技术和多模态信息(如运动学信息和深度信息)被整合到生成的模型中,从而更全面地捕捉宏观一致性。
(3) 改进超分辨率技术和生成模型。应用 GAN 技术、模糊去除算法或自监督学习,使模型能够推测低分辨率图像的细节,生成分辨率更高、更清晰的图像或视频。
(4) 领域知识整合。整合计算机视觉、人工智能和领域专业知识,更好地理解任务要求和解决方案的领域特殊性,促进跨学科研究。
(5) 计算资源优化。开发和使用高效的计算架构和算法,减少计算资源需求,提高技术的可行性。
(6) 数据增强和多样性。通过数据增强技术,增加训练数据的多样性,提高模型对各种情况的适应性,缓解不确定性。
为解决上述问题,总结了以下策略:
(3) 法规要求的透明度:法规要求 AIGC 系统提供内容生成方法和数据来源的透明度,以帮助用户了解内容的可信度。
(4) 法律框架与合作:制定全面的法律框架,促进行业合作,确保生成内容的知识产权得到妥善保护,利益得到公平分配。
(5) 持续监督和更新:随着技术的发展,定期监督和更新法规和道德准则,以适应新的挑战和威胁。
5.2 AIGC 在元宇宙中的前景
AIGC 帮助 Metaverse 构建低成本、高效率的沉浸式空间环境和个性化内容体验,赋能文化旅游、教育、医疗、工业制造等应用场景,加速数字经济产业升级。虽然目前还存在一些问题和挑战,但通过不断的研究和技术进步,这些问题和挑战是可以逐步克服的。展望未来,AIGC 前景广阔。关键在于,AIGC 技术能促进元宇宙中低成本、高效率的内容生成。充分授权开发者、创作者和公众用户生产内容。在 AIGC 的帮助下,虚拟宇宙中内容的数量和质量将呈爆炸式增长。一方面,人工智能辅助工具为创作者提供了更多创作灵感,未来,人类与人工智能合作创作的优秀内容可能会更多;另一方面,AIGC 大模型可以自动生成多模态的原创互动,如文字生成的图片、图片生成的视频、基于视频的生动绘画等。,它在生成内容维度上具有高度可扩展性,并能提高生成质量。AIGC 在 Metaverse 中的应用提高了 Metaverse 内容的完整性和质量,促进了 Metaverse 内容创新的全面开花。
展望未来趋势,同时确保模型训练过程中的隐私和安全问题。AIGC 的进展预计将体现在以下几个主要方面:
(1)AIGC 在 Metaverse 中的应用将更加注重增强智能性。采用数据清洗和数据增强等技术,提高数据的质量和丰富度。人工智能通过减轻数据偏差对模型训练的影响,协助获取分析和决策所需的数据。这使得 AIGC 系统能够独立处理数据、独立学习、独立决策。
(2) 云计算将发挥重要作用。利用分布式计算资源,如云计算和 GPU,可以提高模型训练和推理的效率。同时,它还能降低 AIGC 相关计算资源的成本,为 AIGC 应用提供更强的计算和存储能力支持。这种更高的云集成度将赋予 AIGC 更大的能力。
(3)增强模型的泛化能力至关重要。结合逻辑回归和决策树等方法,建立可解释的模型。这些可解释的机器学习模型旨在满足不同应用场景的多样化需求。利用正则化和综合学习等技术解决过拟合问题,从而提高模型的泛化能力和实际应用的可靠性。
(4) 多模态数据融合意义重大。融合图像、文本、语音等多种类型的数据,实现跨模态信息的融合与交互。这种方法通过利用不同模态的互补信息,放大了模型的性能,提升了模型的应用价值,这种多样化将深化 AIGC 的跨领域融合,促进多个行业的智能转型。
6 结束语
在 Metaverse 中,AIGC 具有广泛而深远的应用价值。AIGC 技术不仅提高了创作者的工作效率,降低了技术门槛,还满足了人们在 Metaverse 空间中对内容差异化和定制化的需求。本文全面分析了AIGC在Metaverse中的应用场景和技术。文章还总结了在 Metaverse 中实施 AIGC 所面临的挑战和风险,并提出了相应的对策。此外,本文还提出了 AIGC 在 Metaverse 中的未来发展方向。虽然AIGC在中国的发展还处于初级阶段,还有许多技术、伦理和安全问题需要调整,但其蓬勃发展的态势已经初见端倪。未来,与 AIGC 和 Metaverse 相关的硬件和工具架构等底层技术的创新突破,都有可能推动数字经济产业的新一轮增长。AIGC 在元宇宙中的应用将进一步塑造数字未来,带来更多创新和便利。同时,它也需要应对相关的技术和伦理挑战,以确保其可持续健康发展。
参考文献(略)