AI工具除应用于文本信息相关的任务(写文章、写代码、做分析),也越来越广泛应用于处理其他类型(也称为"模态 modality")的信息 : 根据文字生成逼真的照片,模拟人类的语音或创作音乐,甚至根据一句话生成电影级的视频。这被统称为"多模态(multi-modal)"AI系统。
这些能力和工具看起来差异很大:
·ChatGPT、DeepSeek生成文字
·Midjourney、豆包生成图片
·Azure AI Speech、ElevenLabs生成语音
·Seedance、Runway、可灵生成视频
但它们背后的核心,其实越趋统一。
作为本系列第一篇,我们尝试以图片生成作为切入点,拆解现代多模态AI系统的工作原理。
我们先聚焦最热门、也是最容易让人产生好奇的问题:
AI到底是怎么画图的?
一、AI绘画真的在“画画”吗?
很多人第一次接触AI绘画时,会产生一个直觉:
AI是不是像人一样,一笔一笔把图片画出来?
实际上并不是。
现代主流AI绘画系统更接近于:
从一团随机噪声中,逐步“雕刻”出图像。
这个过程被称为:
Diffusion(扩散模型)
也是今天大多数先进图像生成系统的核心技术路线。包括大部分主流
AI绘画模型都属于这一类。
二、为什么扩散模型成为主流?
在扩散模型出现之前,AI绘画领域主要依赖GAN(生成对抗网络)。
简单理解:
GAN像是一个画家和一个评委互相较劲: 画家负责生成图片,评委负责判断真假。
这种方式曾经取得巨大成功,但存在两个问题:
训练不稳定
容易陷入固定风格
而扩散模型则采用完全不同的思路:
图片 → 不断加噪声 → 变成纯噪声
然后学习反向过程:
纯噪声 → 逐步去噪 → 恢复图片
这种方法训练更稳定,也更容易生成高质量、多样化的图片。
因此逐渐成为行业标准。
三、AI为什么不直接处理图片?
这里涉及现代图像生成最重要的概念:
潜空间(Latent Space)
一张高清图片的信息量非常大。
例如:
1024 × 1024 像素
包含超过300万个颜色数值。
如果AI直接处理这些像素,计算成本会非常高。
于是研究人员想到一个办法:
先压缩。
类似于:
原图 → 压缩 → 视觉摘要 → 处理 → 解压 → 最终图片
这个“视觉摘要”所在的空间,就叫做:Latent Space(潜空间)
四、潜空间是什么?
可以把它理解成:
AI眼中的图片,不再是一堆像素,而是一组抽象的视觉特征。
例如当人看到一只猫时:
我们不会记住每一个像素。
而是记住:
- 耳朵
- 眼睛
- 毛发
- 姿态
- 颜色
AI也在做类似的事情。
它会把图片压缩成:
形状信息
纹理信息
光照信息
颜色信息
空间结构
等抽象表示。
因此现代扩散模型实际上不是在像素空间工作,而是在潜空间工作。
这也是为什么今天的AI绘画能够在保证质量的同时保持较高效率。
五、AI如何理解图片中的物体?
这又涉及另一个重要概念:
Patch(图像块)
现代AI通常不会一次性看完整张图片。
而是会把图片切成很多小块。
例如:
一张大图片 → 很多小方格
每个小方格都变成一个数字向量。
类似于:
文字 → 单词
图片 → 图像块
对于AI来说:
图像块就像图片世界里的“单词”。
六、如果切成小块,AI怎么知道这是一张脸?
这是很多人的疑问。
例如:
眼睛
鼻子
嘴巴
可能分散在不同图像块中。
AI如何知道它们属于同一张脸?
答案是:
Attention(注意力机制)
这也是LLM背后的核心技术。
注意力机制允许左上角图像块和右下角图像块互相交流信息。
因此模型能够发现:
眼睛 + 鼻子 + 嘴巴 = 人脸
最终建立对整个画面的理解。
这也是为什么今天的AI能够处理复杂场景和人物关系。
七、AI绘画与LLM有什么共同点?
很多人以为:
LLM是一种技术
AI绘画是另一种技术
实际上它们越来越相似。
共同点包括:
1. 都需要海量数据
LLM学习互联网文本。
图像模型学习海量图片和描述。
2. 都使用Transformer
现代大模型几乎都建立在Transformer架构之上。
3. 都使用Embedding
文字会变成向量。
图片也会变成向量。
AI最终处理的都是数字空间中的点。
4. 都需要后期对齐
"预训练"完成后,通过:
- 人类反馈
- 偏好学习
- 安全规则
的"后训练"都会继续优化模型表现。
八、AI绘画与LLM最大的区别
虽然越来越相似,但核心生成方式不同。
LLM:续写
它的工作方式可以理解为:
预测下一个词
例如:
留尼汪的天气很 → 好
不断重复。
于是形成完整文章。
AI绘画:雕刻
扩散模型则是:
随机噪声 → 去掉一点噪声 → 再去掉一点噪声 → 形成图片
因此:
大语言模型是在“续写故事”,而扩散模型是在“雕刻图像”。
这是理解两者差异最重要的一句话。
九、一张AI图片是如何诞生的?
当用户输入:
夕阳下奔跑的金毛犬
现代系统大致会经历以下步骤:
第一步:理解需求
语言模型分析用户意图。
识别:
- 金毛犬
- 沙滩
- 奔跑
- 夕阳
- 摄影风格
第二步:生成随机噪声
系统先创建一张完全随机的“雪花图”。
第三步:逐步去噪
模型不断判断:
哪些部分不像目标图片?
然后进行修正。
几十次迭代之后:
天空 → 海面 → 狗的轮廓 → 毛发细节
逐渐浮现出来。
第四步:解码成高清图片
最终潜空间中的结果被还原成真实图片。
用户看到的成品由此诞生。
十、未来趋势:AI不只是画图
过去的图像生成系统可以理解为:
文字 → 图片
而今天的前沿系统越来越接近:
用户需求 → 多模态大模型理解 → 规划场景 → 图像模型绘制 → 最终结果
换句话说:
AI正在从“画图工具”演变为“创作助手”。
未来的图像、语音、视频甚至3D内容,都可能由同一个多模态系统统一生成。
这也是为什么理解图像生成原理,会成为理解整个多模态AI时代的重要起点。
本篇小结
记住下面四句话即可:
- 现代AI绘画主流技术是扩散模型(Diffusion)。
AI不是直接处理像素,而是在潜空间(Latent Space)中工作。
Attention让AI能够理解不同图像区域之间的关系。
LLM是在续写文字,扩散模型是在从噪声中雕刻图像。