章宇，伏邦國

（1.蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215104；2.廣東白云學(xué)院，廣東 廣州 510450）

0 引言

人工智能生成（AIGC）技術(shù)融合了自然語言處理與深度學(xué)習(xí)，能模擬人類創(chuàng)造性思維過程生成多元化內(nèi)容，涵蓋文本、圖像及音頻。在箱包設(shè)計(jì)領(lǐng)域，AIGC技術(shù)為設(shè)計(jì)師提供了一項(xiàng)得力的工具，它可以激發(fā)創(chuàng)意靈感并協(xié)助生成初步設(shè)計(jì)方案。

1 研究背景

1.1 AIGC技術(shù)在箱包設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用

AIGC是當(dāng)前科技領(lǐng)域的熱門話題，具有廣泛的應(yīng)用前景。在箱包設(shè)計(jì)領(lǐng)域，AIGC技術(shù)為設(shè)計(jì)師帶來了前所未有的創(chuàng)新與便利。通過運(yùn)用AIGC技術(shù)，設(shè)計(jì)師能夠激發(fā)出更多的創(chuàng)意靈感，開拓思維，從而設(shè)計(jì)出別具一格的箱包產(chǎn)品[1]。

AIGC技術(shù)可以根據(jù)設(shè)計(jì)師的Prompt關(guān)鍵詞自動生成與箱包設(shè)計(jì)相關(guān)的文本、圖像或概念，加速設(shè)計(jì)過程，滿足客戶獨(dú)特需求。能自動生成設(shè)計(jì)方案，方便設(shè)計(jì)師瀏覽多種可能性并選擇最有潛力的設(shè)計(jì)。能生成定制化的設(shè)計(jì)方案，滿足客戶對顏色、材質(zhì)、尺寸等各個(gè)方面的要求，為設(shè)計(jì)師帶來便利。還能分析市場數(shù)據(jù)和消費(fèi)者趨勢，使設(shè)計(jì)師了解市場需求和趨勢，進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)。能自動生成設(shè)計(jì)文件、報(bào)告和技術(shù)圖紙，減少設(shè)計(jì)師手動編寫和整理文檔的工作量，提高工作效率。能生成初步的設(shè)計(jì)草圖、示意圖等圖像資料，幫助設(shè)計(jì)師快速制作原型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)概念的可行性，有助于減少后期修改的時(shí)間和成本[2]。

1.2 箱包設(shè)計(jì)的基本原則和流程

1.2.1 箱包設(shè)計(jì)的基本原則

在設(shè)計(jì)箱包時(shí)，需要充分考慮功能性、實(shí)用性、外觀、材料選擇和創(chuàng)新性，以及人體工程學(xué)原則。不同種類的箱包具有各自獨(dú)特的需求，設(shè)計(jì)師必須根據(jù)特定目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。例如，商務(wù)手提包需要具備較大的存儲空間和精美的外觀，而戶外背包則需要舒適背負(fù)系統(tǒng)和出色的防水性能。為了打造具有吸引力的箱包，設(shè)計(jì)師需要在顏色、材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)和裝飾等方面下足功夫，并確保設(shè)計(jì)與品牌形象和市場目標(biāo)相協(xié)調(diào)。材料的選擇對于箱包的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)具有重大影響，設(shè)計(jì)師應(yīng)選擇合適的材質(zhì)以確保箱包的質(zhì)量、耐用性和外觀。創(chuàng)新性和獨(dú)特性是箱包設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)師需要尋找新的設(shè)計(jì)元素、功能或結(jié)構(gòu)，以吸引消費(fèi)者并與競爭對手區(qū)分開來。人體工程學(xué)原則在箱包設(shè)計(jì)中也起著重要的作用，設(shè)計(jì)師需要考慮人體的尺寸和結(jié)構(gòu)，以確保箱包在長時(shí)間使用下不會給消費(fèi)者帶來不適。

1.2.2 箱包設(shè)計(jì)流程

箱包設(shè)計(jì)流程一般為市場調(diào)研分析受眾需求，收集數(shù)據(jù)確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向和定位策略。概念生成初步設(shè)計(jì)，根據(jù)市場和品牌形象進(jìn)行創(chuàng)意構(gòu)思、草圖制作、初步設(shè)計(jì)。制作手繪或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)草圖，為后續(xù)3D建模和生產(chǎn)提供基礎(chǔ)。利用計(jì)算機(jī)軟件創(chuàng)建3D模型或虛擬樣包，評估實(shí)際外觀，降低成本和時(shí)間。制作實(shí)際樣品后測試功能、材料和結(jié)構(gòu)，調(diào)整確保產(chǎn)品符合質(zhì)量和性能預(yù)期。細(xì)設(shè)計(jì)考慮細(xì)節(jié)，提高產(chǎn)品的美觀度和實(shí)用性。材料選擇注重材料的美學(xué)、功能性和可持續(xù)性。工程和模式設(shè)計(jì)確定箱包的構(gòu)造和制造細(xì)節(jié)，轉(zhuǎn)化為可操作的制造圖紙。生產(chǎn)計(jì)劃制定生產(chǎn)計(jì)劃，包括流程、材料采購和工廠合作等，確保原材料供應(yīng)穩(wěn)定且質(zhì)量可靠。制造和質(zhì)量控制開始生產(chǎn)箱包，進(jìn)行質(zhì)量控制確保產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。品牌標(biāo)識和包裝注重品牌識別度，傳達(dá)品牌形象和特色，考慮環(huán)保和可持續(xù)性因素。市場推廣制定市場推廣策略，包括宣傳、廣告、社交媒體宣傳和銷售策略等措施。

1.3 AIGC“Prompt”關(guān)鍵詞的應(yīng)用

Midjourney和StableDiffusion(SD)等AI創(chuàng)作工具以“Prompt”關(guān)鍵詞為基礎(chǔ)，生成圖像和藝術(shù)作品[3]。Prompt關(guān)鍵詞用于啟發(fā)藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師，生成特定主題或情感的圖像。例如，“夢幻雪山”的Prompt可能會生成與自然景觀和夢幻元素相關(guān)的包袋設(shè)計(jì)，如圖1。Prompt關(guān)鍵詞還可以描述所需的圖像特征，如顏色、構(gòu)圖和對象。SD為設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家提供了全新的方式來獲取創(chuàng)意靈感并生成設(shè)計(jì)元素。使用SD進(jìn)行設(shè)計(jì)的步驟包括：準(zhǔn)備數(shù)據(jù)和工具、定義Prompt關(guān)鍵詞、進(jìn)行模型訓(xùn)練和微調(diào)、使用訓(xùn)練過的模型生成設(shè)計(jì)內(nèi)容、選擇和編輯生成的內(nèi)容、進(jìn)行品味測試和調(diào)整以及導(dǎo)出和使用生成的內(nèi)容。這種方法為設(shè)計(jì)師提供了更多創(chuàng)新和表現(xiàn)的機(jī)會，也為設(shè)計(jì)師提供了一種全新的方式來展示他們的創(chuàng)意才華[4]。

圖1 “夢幻雪山”包袋設(shè)計(jì)

2 AIGC在箱包設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

目前AIGC技術(shù)下，人工智能生成總體分為兩種方式一種為文生圖，一種為圖生圖。在實(shí)際應(yīng)用中兩種方法可以相互配合使用，涉及到箱包設(shè)計(jì)有三種模式路徑進(jìn)行輔助生成。這三種生成模式都建立在通過輸入關(guān)鍵詞信息Prompt，根據(jù)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型——SD模型或Midjourney模型生成相應(yīng)的、符合箱包設(shè)計(jì)要素的二維圖片[3]。

2.1 基于純文本Prompt的生成模式

初次使用者使用SD模型或Midjourney都會使用Prompt進(jìn)行人工智能圖像生成。準(zhǔn)確的Prompt可以可靠地產(chǎn)生了有創(chuàng)意性的結(jié)果，Stable Diffusion可以進(jìn)行本地應(yīng)用程序配置，Midjourney不像SD和DALL E 2，不用在電腦上安裝應(yīng)用程序，Midjourney是一個(gè)設(shè)計(jì)良好的web應(yīng)用程序。以目前最常用的Midjourney為例，Midjourney（MJ）設(shè)計(jì)箱包的基本思路使用MJ輔助設(shè)計(jì)包時(shí)，要從以下幾個(gè)方面對包進(jìn)行詳細(xì)描述：外形及尺寸，如方形或圓形，是大包還是小包，有什么樣的特殊造型；定位用途，如男士商務(wù)、女士休閑或中性旅行包；制作工藝，如是刺繡還是壓花等；材質(zhì)及顏色，如是帆布還是皮革等；細(xì)節(jié)，如裝飾物等。

目前AIGC使用prompt時(shí)，均是基于英文，因此必須要熟悉箱包相關(guān)英文。以女士雙肩包為例，背包的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是使用了白色仿鱷魚皮紋理，而且使用了銀色的配件，輸入prompt：Backpack design,product image,white background,white Crocodile skin texture backpack with silver nails,Women Multi-Functional Mini Backpack。生成圖片，如圖2。在AIGC中，越靠前的prompt描述其權(quán)重越高。在此案例中首先輸入設(shè)計(jì)的基本物體為背包Backpack design，然后是背包放置于白色背景，緊接著是對背包的描述包括顏色、材質(zhì)、配件，最后是女士箱包及尺寸功能等描述。

圖2 MJ基于純文本Prompt生成女士雙肩包

如想生成男士雙肩背包如圖3，只需略微修改幾個(gè)關(guān)鍵詞設(shè)置prompt 為Backpack design,product image,white background,black Crocodile skin texture backpack with silver nails,Men Multi-Functional large Backpack。

圖3 MJ基于純文本Prompt生成男士雙肩包

同樣在SD中，也可以使用prompt生成箱包，如圖4。

圖4 SD生成箱包

2.2 基于Prompt及二維草圖的生成模式

相對于MJ生成設(shè)計(jì)圖具有較大隨機(jī)性，SD可以基于二維草圖生成箱包設(shè)計(jì)圖，這樣可以保證AICG生成的效果圖更符合設(shè)計(jì)師意圖。具體使用為在SD中啟用ControlNet，將草圖，如圖5，導(dǎo)入進(jìn)ControlNet，Contro Type選擇SoftEdge，輸入Prompt：Handbag design,product image，white background,white Crocodile skin texture backpack with silver nails，Women Artificial Leather Elegant Large Capacity Tote Handbag生成效果圖，如圖6。

圖5 草圖

圖6 效果圖

2.3 基于Prompt及大模型訓(xùn)練下的生成模式

SD中的模型分為大模型和小模型，大模型包括官方和Checkpoint兩種，小模型有三類：lora、Textual Inversion（Embedding模型）、Hypernetwork。Textual Inversion（Embedding模型）、Hypernetwork和lora這三種模型，都是用來微調(diào)主模型的小模型。目前設(shè)計(jì)師最常使用的是lora模型，其最大的特點(diǎn)就是幾乎圖像上的信息它都可以訓(xùn)練，并且還原度非常高。lora模型同樣需要搭配大模型來使用，并且由于lora訓(xùn)練的時(shí)候是基于其他大模型訓(xùn)練的，因此使用lora配套的Checkpoint大模型通常效果會更好。此外還有一類VAE模型，簡單理解它的作用就是提升圖像色彩效果，讓畫面看上去不會那么灰蒙蒙，此外對圖像細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)微調(diào)整。lora模型配合ControlNet可以對圖片進(jìn)行迭代設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，把一個(gè)二維草圖制作成一個(gè)三維效果圖，需要通過ControlNet的lineart和depth模型，構(gòu)建箱包輪廓，再疊加箱包模型生成最終效果。

在ControlNet中置入SD中生成的男士雙肩包，見圖3，選擇softedge，提取線框，如圖7，然后選擇合適的lora模型，輸入生成圖2一樣的prompt，可迭代出與圖2相同顏色，材質(zhì)的女士雙肩包，如圖8。

圖7 ControlNet選擇softedge模式

圖8 女士雙肩包

3 AIGC生成箱包設(shè)計(jì)分析

本節(jié)將選擇上述路徑中的一個(gè)方法進(jìn)行相關(guān)箱包意象設(shè)計(jì)生成的實(shí)證案例研究，而后將上述總結(jié)的路徑與目前在方案設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)過程相結(jié)合，提出一個(gè)可以通過現(xiàn)有的AIGC技術(shù)生成帶有一定箱包審美細(xì)節(jié)和箱包真實(shí)信息圖紙的技術(shù)路徑。

3.1 AIGC個(gè)人設(shè)計(jì)風(fēng)格模型訓(xùn)練

文生圖只是AI生成能力的起步，在商業(yè)設(shè)計(jì)中為避免產(chǎn)生版權(quán)糾紛，設(shè)計(jì)師通常使用Stable Diffusion訓(xùn)練具有公司或個(gè)人的風(fēng)格模型，即將AI變成一個(gè)特定風(fēng)格的設(shè)計(jì)師。首先進(jìn)行數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備，需要models文件中建立train的文件，收集20張左右的意向風(fēng)格或者箱包圖，對這些文件進(jìn)行重命名，確保所有文件都是同一種文件格式，比如JPG或PNG，以免在批處理的時(shí)候出現(xiàn)重復(fù)文件名。將圖片裁剪成512*512分辨率尺寸,給圖片增加說明文字，處理好所有的圖片之后，進(jìn)入gui界面，點(diǎn)擊utilities標(biāo)簽，選擇BLIP Captioning，將圖片文件夾（文件路徑）輸入到指定位置。在WEB UI界面點(diǎn)擊訓(xùn)練—圖像預(yù)處理-點(diǎn)擊預(yù)處理。接下來是訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置，在正常的lora模型訓(xùn)練中，不需要使用很多的圖片，將訓(xùn)練頻率提高一些即可。復(fù)制訓(xùn)練集放置lora模型訓(xùn)練器，分別設(shè)置輸出路徑和輸入路徑。將我們訓(xùn)練好的lora放置到SD-models文件里面，點(diǎn)擊刷新，放置于關(guān)鍵詞的填寫框中。然后我們輸入一些想生成的關(guān)鍵詞，進(jìn)行生成。

3.2 基于Prompt關(guān)鍵詞生成意向的案例分析

將設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定為生成一個(gè)符合箱包設(shè)計(jì)師前期草圖的生成形態(tài)：從技術(shù)路徑來說，可以采用lora 和ControlNet 加上SD的方法生成路徑作為具體案例的技術(shù)路線。第一步，我們需要準(zhǔn)備一個(gè)帶有草圖的ControlNet模型[3]。將設(shè)計(jì)師繪制的箱包草圖，見圖5，導(dǎo)入ControlNet中，設(shè)置Contro Type為SoftEdge，并輸入相應(yīng)的關(guān)鍵詞（如Handbag design,product image，white background，white Crocodile skin texture backpack with silver nails，Women Artificial Leather Elegant Large Capacity Tote Handbag），就可以得到一個(gè)基于草圖形態(tài)的箱包效果圖，見圖6。第二步，使用SD進(jìn)行圖像的微調(diào)。將第一步得到的效果圖導(dǎo)入SD中，選擇相應(yīng)的模型（如lora或其他大模型），并根據(jù)需要調(diào)整參數(shù)，例如可以根據(jù)需要對圖像進(jìn)行一定的風(fēng)格化處理，或者根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整圖像的色彩、明暗等。第三步，根據(jù)需要再次使用ControlNet進(jìn)行圖像的細(xì)節(jié)調(diào)整。例如，可以調(diào)整箱包的形狀、材質(zhì)、紋理等細(xì)節(jié)，使得生成的箱包更加符合設(shè)計(jì)師的意圖。

3.3 設(shè)計(jì)過程中全生成式方法的暢想

在箱包設(shè)計(jì)的過程中，一般由2D推向3D再推向2D，通過2D手繪構(gòu)建出三維模型，根據(jù)三維模型出相應(yīng)的二維紙格平面，而后在平面圖階段進(jìn)行更加深入的設(shè)計(jì)與繪制，再由紙格推敲樣包或三維模型的空間關(guān)系，以此循環(huán)修改直至設(shè)計(jì)出一個(gè)較為完善的方案。如果將箱包的設(shè)計(jì)約束（規(guī)范、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)任務(wù)書等信息）語義化再加上大型語言模型（LLM）的結(jié)構(gòu)，那么大型語言模型會直接運(yùn)用于箱包設(shè)計(jì)領(lǐng)域，讓其模型指導(dǎo)挑選生成圖片和模型的Prompt關(guān)鍵詞，從而指導(dǎo)3D模型的生成、平面紙格的生成，如圖9。

圖9 箱包設(shè)計(jì)過程中全生成式方法

4 結(jié)語

目前AIGC在箱包設(shè)計(jì)處于二維創(chuàng)意圖階段，需要與其他軟件組合使用，通過優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)精確控制，才能用于實(shí)際設(shè)計(jì)。兩種主流AIGC工具類似抽盲盒，隨機(jī)性大，需設(shè)計(jì)師提高審美和設(shè)計(jì)邏輯能力。未來，設(shè)計(jì)可能更強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新和個(gè)性化，利用AIGC技術(shù)可快速生成多種設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)靈活性和多樣性，同時(shí)可幫助設(shè)計(jì)師理解客戶需求，提高產(chǎn)品競爭力和吸引力[5]。此外，AIGC技術(shù)可改善樣品制作過程，通過精確的3D模型生成和樣品制作算法，縮短樣品制作時(shí)間和成本?？傊珹IGC技術(shù)將為箱包設(shè)計(jì)帶來巨大變革，提高設(shè)計(jì)效率、創(chuàng)新和個(gè)性化，為設(shè)計(jì)師提供更多創(chuàng)作空間和機(jī)會。