基于StableDiffusion的建筑模型训练，以及对建筑-AI工作流的思考

人工智能在建筑领域可以协助人类进行设计、施工和管理等工作，但不太可能完全取代人类。因为建筑是一个高度复杂的领域，需要在经验、创造力和人际交往等方面都有出色的表现。人工智能可以提高工作效率和质量，但仍需要人类的监督和决策。

人工智能ChatGPT对于问题“人工智能在建筑领域会取代人类吗”的回答

一、前言

从2022年开始，人工智能在设计和美术领域似乎取得了爆炸式的进展，不论是Discodiffusion，NovelAI，Midjourney还是StableDiffusion，在网络上时不时掀起一阵阵浪潮，AI绘画凭借着其天马行空的效果与接连不断的争议被推上风口浪尖，人们对其的评价亦有所不同。事实上，AI创作门槛的不断降低与技法的不断提高已经成为了不争的事实。当StableDiffusion更新至2.0时，甚至更新了深度图(Depth Conditional)辅助创作的全新功能，然而由于其本身在样本与版权上的种种问题，其始终深陷“侵权抄袭”的风波之中。

抛开争议不谈，当AI绘图的门槛相对降低，同时普及率也逐渐升高的时候，我就考虑过AI与建筑的关系，Autodesk、清华大学和诺亚战斧对AI的探索珠玉在前，北京林业大学的LandscapeGAN在风景园林平面生成上也取得了阶段性的成果。但从实际的工作流程上来看，由于技术门槛和考虑项目实际等原因，其短时间内仍然无法实现真正的普及。

前者更多的是从规范和矢量技术图的角度对AI进行训练和应用，但真正被人们所熟知甚至滥用的更多的还是在二维的，偏向于形式与艺术的角度上。因为有些条件下的图片并不需要准确的光影、结构、构图——尤其是在偏向于抽象和未来事物的绘画上。

对于建筑设计而言，一旦涉及到建筑工程，其必须是严谨无误的，但从单纯的形式来看，其可以是具有创造力的。同时西安建筑科技大学建筑学院的孔黎明老师也说过，“AI可以成为设计师和业主之间的桥梁”，基于以上的观点，我有了用AI去辅助建筑形式设计的想法。

二、建筑师专用的AI模型——“Archdiffusion”

前面提到过，AI在各个领域实现了相当程度的更新与迭代（尤其是卡通漫画与水彩技法），SD1.5模型到SD2.1模型不仅实现了质量上的飞跃，而且更重要的是在建筑表达上也出现了一定的修正。然而SD2.1仍然不是建筑师专属的模型，这代表着SD2.1在生成建筑图片的种种情况下可能不够稳定，换言之当前缺少针对建筑设计特化的AI模型。

基于此，我从2022年末开始收集样本，经过数据整理、tag分类、图像裁剪等一系列工作，以SD1.5模型为基础，在AutoDL的服务器上进行了数天的训练与测试，得到了建筑特化的SD模型，并将其命名为“Archdiffusion”

“当用铅笔画草图时，我不必担心柱子或其他结构的位置是否准确。”“因为这不是草图的目标，草图不需要非常准确或精确，其目的在于快速捕捉项目的愿景。”

Andrew Kudless，建筑设计师

虽然由于时间成本与经济成本等诸多原因，这个模型仍未达到最为理想的状态，但截至目前为止，该模型已经可以实现对建筑草图的细节丰富，体块模型的形式设计以及各阶段模型的简易渲染。然而建筑设计不是天马行空，在没有任何背景信息的情况下描述一个建筑是不可能的，因此其对t2i（text to image）的适配不是很好，更多的是将输入的草图结合自身的设计理念、设计想法与表达需求进行二次加工迭代。

同时，由于样本方案具备完整的prompt信息，诸如建筑属性，建筑材料，建筑功能，国家地区等等，这方便我们对生成建筑图片的形式和特点进行一定程度的把握，且这种把握是有迹可循的，是经过训练的。

当然，由于样本和生成的种子本身具有随机性，我们往往无法一次性得到我们想要的成果，甚至会得到很糟糕的结果，但不必担心，使用AI的过程是“螺旋上升”的，通过一次次迭代我们就能够得到预期的结果。

此外，结合渲染图通道的局部重绘也在测试中，总而言之，这个初具规模的模型已经可以参与简单的形式生成设计与实现建模参考，但由于样本不够完善，训练次数与周期不足等等原因，目前仍处于测试阶段。

三、对建筑-AI工作流的一些思考

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“正如在其他行业中所体现的争议性，AI设计在建筑领域仍然毁誉参半，支持者认为AI可以降低建筑设计成本，解放劳动力，让设计流程高效化，反对者认为AI的样本库本身存在着侵权行为，且设计出来的东西东拼西凑（当然这是对diffusion算法不了解所导致的），甚至直呼“AI不能代替人类去坐牢”。

在我看来，AI设计和AutoCAD，Rhino，Pinterest这些辅助设计的工具没有任何区别，至少短时间内是无法颠覆传统的设计工作流的，从目前来看，他们能且只能参与建筑设计的一小部分。我认为从古典建筑到现代建筑的转变过程中，以格罗皮乌斯，柯布西耶等人为首的现代主义建筑师成功的引发了有关建筑形式的变革，也引发了人们对于现代主义建筑的思考，对比来看，将nurbs曲线、参数化设计、BIM、绿色建筑以及装配式住宅等技术引入建筑学学科，也许并未能对这门学科本身产生颠覆性的影响，当建筑材料，计算机图形学与相关政策未能取得明显突破时，建筑的形式也很难获得较大的突破，在这样的背景下，相当一部分设计师在结合场地关系和功能布局重复组合已有的形式，另一部分设计师则试图通过其他的角度去突破现有的体系——一些先锋建筑师正是如此。但从设计成本，建筑的落地性和设计技术的普及率来看，这样的全新工作流无疑任重而道远。

总而言之，在建筑学领域，不论是形式设计还是建筑工程，AI仍处于未来可期的状态。”