Page 231 - 建筑结构设计理论及实践研究

第六章 建筑设计智能化技术 ◆

（二）基于人工智能的 2D 方案生成
近年，图像生成技术已经变得十分成熟，可用的 AI 模型也有多种，在建筑
领域里，根据不同的方案类型也逐渐形成了相应的 AI 工具和操作流程。建筑设
计的 2D 方案可以分为两类，一类是建筑平面图，包括城市平面图，其中平面图

可以由像素图表示，也可以由矢量图表示。第二类是建筑效果图，包括立面效果、
渲染图、风格图、街景图等，常用于快速出图、预览效果、风格转换、概念生成
等设计任务。
1. 建筑平面图生成

建筑平面图生成属于应用范围非常广的一类研究。建筑平面图既可以表示为
像素图，也可以表示为矢量图。像素图是一种 2D 的欧几里得结构数据，每个像
素点邻接的像素数量是固定的，因此对像素图数据特征的提取可直接使用固定大
小的卷积核。矢量图表示的数据类型，如气泡图、树状图等是非欧几里得结构数

据，每个节点邻接的节点数量不一致，甚至节点之间连接的边存在权重和方向，
因此需要将矢量图转变为图（graph）结构的形式以及相应的邻接矩阵等表示方
式，才能提取矢量图的特征，并且所使用的卷积核的大小也随着每个节点的邻接
节点数量变化。此外，根据建筑类型的不同，用到的训练数据也截然不同，如住

宅户型和商业场景户型等。在建筑平面图生成中用于输入的数据类型主要为像素
图和矢量图。像素图作为输入，常用于由用户提供边界图的建筑平面图的生成。
在模型训练环节，需要准备好大量的边界图和与之对应的建筑平面图，边界图作
为输入的训练数据，建筑平面图作为训练标签。这种“边界图到建筑平面图”的

生成模式可用于相似类型的户型和城市平面图的快速生成。矢量图作为输入，也
多用于“边界图到建筑平面图”，生成的平面图是矢量的，以便后续的编辑。此
外，这类“边界图到建筑平面图”的生成模式也常常需要增加限定条件，如在输
入边界图的基础上增加空间关系的气泡图，可以更好地根据设计师的意图生成设

计结果。
2. 建筑效果图生成
建筑效果图生成是建筑设计方案最直观的呈现方式。建筑效果图的生成常依
赖于对 3D 模型的渲染以及相应的精细化后期处理。这个过程往往需要花费大量

的时间和精力。根据不同的任务流程，建筑效果图生成可以分为以下几类。第一
类是通过草图转渲染图，这类生成任务可以十分快速地生成最终的预测效果。第

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