AI画像仿真的内禀属性性局限
AI画的人像,不能克服的其实还是真实人像那种皮肤毛发体表微观结构凹凸不平在微观水平上的分形结构,以及灰度的不均匀过渡,AI的画像好像始终是矢量图。其他的自然事物的画像其实也是那样的。
真实皮肤在不同区域有不同的反光特性、油脂分布、皮下血管颜色变化等,呈现出非均匀的灰度和纹理过渡,而 AI 生成图像往往偏向矢量化,纹理过于平滑或模式化,无法很好地再现这些复杂的细节。因此,皮肤表面有细微的光线散射现象(次表面散射,Subsurface Scattering),AI 就不好表现,生成的图像往往在光影过渡上显得“太干净”或“塑料感”明显,而真实皮肤的光线反应是非线性的,涉及大量复杂的物理计算。此外,还有毛发与汗毛的真实性是 AI 生成的难点,AI 可能会生成大致正确的发型,但个体毛发的生长方向、密度、粗细等在真实照片中是非常随机地自然的,而 AI 生成图往往缺乏这种细腻度。而这些AI没有办法完全模拟的形态,在更进一步的微观水平上、又会以更加微观的自相似结构、与之前没那么微观时的水平上的形态相似地、更加广泛地扩展这种结构的非线性复杂性,而AI生成的图像基本上需要基于数学上的平滑插值和模式化生成,从内禀属性上来看是不能完全仿真不存在平滑性的分形结构的。
从数学本质来看,AI 依赖的是有限维度的近似建模,不能直接处理自然界中无限分形递归的复杂性。所以AI 在生成图像时,总是需要依赖于以欧几里得几何为基础的像素级的连续平滑函数(如 GANs 通过潜在空间插值来生成图像),但是,自然世界的事物并不具备数学意义上的平滑性,而是呈现出 分形特征(Fractal Characteristics),其局部细节在不同尺度下仍然保持相似,且不遵循单一的连续函数变化模式。这种 豪斯多夫维数(Hausdorff Dimension)远超欧几里得几何的复杂性,导致 AI 无法通过简单的插值或模式匹配来完全复现。即使AI训练数据的数据集合包含大量的纹理信息,但它的学习方式是基于统计规律,而不是基于物理结构的真实分形建模,所以AI 生成的图像通常在宏观尺度下看似真实,但在微观尺度上,总是缺乏与自然界一致的细节分形递归的形态。
也就是说总结起来AI从内禀属性上被决定了,无法完全仿真不存在平滑性的分形结构。即便未来技术进步,它也仍然会受到 算法数学本质 的限制,无法在微观层面上达到自然界的无尺度分形复杂性。正是自然界朝向以普朗克尺度为数列极限地近似无穷地升高自身结构的豪斯多夫维数的分形结构,是AI仿真做不到完全和真实形象一致的内在机制。
AI虽然不可能完全仿真自然事物的画像、不过完全仿真人造的肥皂、金属板之类线性光滑结构的可能可以仿真到不用电子显微镜看不出来的地步。在肉眼可见的尺度(毫米级),人造材料的塑形可以做到完美的光滑流畅,但在纳米级别,真实材料表面仍然存在不可避免的缺陷,如原子级的不均匀性、微观粗糙度、氧化层、微裂纹等,所以到电子显微镜的微观水平,就是AI对人工光滑函数形态的造型的仿真所不能穿越的极限了。
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