Articolo metodologico

Un flusso di lavoro riproducibile assistito dall'IA per lo sviluppo concettuale nella progettazione di arte scenica e nell'ottimizzazione dell'illuminazione attraverso il framework GSAD

DOI:

10.3791/70737

12 maggio 2026

In questo articolo

Sommario

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Qui, gli autori presentano un protocollo per implementare il framework di design generativo di stage art (GSAD), un flusso di lavoro guidato dall'IA che integra modelli di diffusione, reti generative adversariali (GAN) e ottimizzazione intelligente dei clan elefante (IECO) per standardizzare la transizione dagli script narrativi ai concetti visivi 3D ottimizzati.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L'intelligenza artificiale (IA) sta radicalmente rimodellando i processi di design creativo permettendo un'ideazione rapida e una visualizzazione coerente, in particolare nell'arte scenica e nella scenografia. Tuttavia, i flussi di lavoro esistenti rimangono fortemente dipendenti dallo schizzo manuale e dall'interpretazione soggettiva, limitando la scalabilità e riducendo la riproducibilità tra i team di progettazione. Questa lacuna sottolinea la necessità di un framework strutturato di progettazione generativa di arte in fase (GSAD) assistito dall'IA che integri deep learning, modellazione generativa e tecniche di ottimizzazione per supportare uno sviluppo sistematico e ripetibile di concetti. L'obiettivo principale del framework GSAD è combinare modelli di diffusione per la generazione iniziale dei concetti, reti generative adversariali (GAN) per il raffinamento di texture e illuminazione, e ottimizzazione intelligente dei clan elefanti (IECO) per ottimizzare la disposizione del palco e la posizione dell'illuminazione. Il Stage Art Design Dataset, che comprende 2.500 immagini ad alta risoluzione, include copioni teatrali annotati, diagrammi di illuminazione e layout 3D per facilitare l'apprendimento multimodale. La valutazione sperimentale dimostra miglioramenti sostanziali nelle metriche qualitative, tra cui un migliorato allineamento semantico tra il contenuto degli script e le immagini generate, e una maggiore efficienza di ottimizzazione del layout ottenuta tramite analisi spaziale guidata dall'IECO. L'implementazione del framework in un ambiente basato su Python ha portato a un'accuratezza predittiva del 98,88%, 26,58 mega operazioni in virgola mobile al secondo (MFPO) e una quantità di parametro di 1,08 M. Il framework GSAD presenta un flusso di lavoro assistito dall'IA scalabile, riproducibile e tecnicamente robusto che migliora la produzione creativa, garantisce coerenza visiva e supporta lo sviluppo efficiente dei concetti nel design artistico scenico moderno.

Introduzione

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il design scenico è un campo complesso e multidisciplinare che integra scenografia, illuminazione, scenografia e narrazionespaziale 1,2. Storicamente, lo sviluppo dei concetti di palco si è basato sull'ingegno umano espresso attraverso modelli fisici, schizzi disegnati a mano, mood board e sessioni di brainstormingiterative 3,4. Questa evoluzione è stata profondamente plasmata dalla tensione tra la visione artistica e i vincoli materiali dello spazioperformativo 5. Con la crescente sofisticazione dei requisiti di prestazioni, la domanda di generazione di concetti efficienti in termini di risorse, ricca visivamente e rapida ha superato i flussi di lavoro manualitradizionali 6,7. L'emergere dell'intelligenza artificiale generativa (GenAI) e dei grandi modelli di linguaggio (LLM) offre un percorso trasformativo per potenziare il processo creativo, facilitando l'ideazione e la co-creazione progettuale in architettura e intrattenimento 8,9.

La scenografia tradizionale spesso si trova di fronte a un vuoto semantico in cui le emozioni astratte di una sceneggiatura teatrale faticano a trovare un equivalente visivo preciso senza un ampio tentativied errori 2,10. Gli attuali strumenti di IA nelle industrie creative permettono la ricerca e la ricombinazione flessibile delle foto di riferimento, ma molti mancano del rigore strutturale richiesto per una produzione teatraleprofessionale 11,12. Inoltre, la natura soggettiva della valutazione estetica spesso rende difficile allineare output generati da macchine con uno specifico intentonarrativo 13. Questo passaggio da flussi di lavoro manuali basati sull'esperienza a una collaborazione umano-IA basata sui dati sta diventando una caratteristica distintiva della pratica progettuale del XXI secolo. L'integrazione di questi strumenti computazionali rende necessaria una nuova forma di ricerca "basata sulla pratica" che colma il divario tra lo sviluppo di strumenti digitali e la performance dal vivo16. Studi recenti sottolineano che i sistemi di IA possono facilitare brainstorming e un'ampia esplorazione di alternative, tuttavia la transizione dall'ideazione 2D alla realizzazione ottimizzata in 3D rimane tecnicamenteimpegnativa 9.

Il framework generative stage art design (GSAD) ha affrontato queste carenze stabilendo un flusso di lavoro ripetibile assistito dall'IA17,18. La motivazione di questo quadro deriva dalla necessità di automatizzare i componenti di design preservando l'integrità artistica della narrazione originale. Integrando sistemi di IA multimodali, i designer possono iterare rapidamente sia visivamente che verbalmente, assicurando che i perfezionamenti di illuminazione e texture siano semanticamente allineati con il contenutodrammatico 19. Un componente fondamentale di questa innovazione è l'uso dell'algoritmo di ottimizzazione intelligente dei clan di elefanti (IECO), che trae ispirazione dal comportamento sociale delle popolazioni di elefanti per affrontare vincoli spaziali complessi nella disposizione del palco e nella disposizione dell'illuminazione20,21. Questa classe di algoritmi metaeuristici si è dimostrata particolarmente efficace nel risolvere problemi di progettazione multi-obiettivo dove i metodi tradizionali basati su gradienti falliscono.

Nel contesto più ampio della letteratura, i sistemi di progettazione assistita da computer (CAD) basati su IA hanno già dimostrato guadagni di efficienza fino al 20% nei flussi di lavoroarchitettonici 22,23. In particolare, il design generativo guidato dall'IA permette l'esplorazione di topologie spaziali non standard che sarebbero impossibili da concepire manualmente24. Sebbene studi recenti degli ultimi due anni abbiano utilizzato con successo le GAN condizionali (CGAN) per automatizzare la generazione di planimetri planari 2D e i layout spaziali architettonici, estendere questi principi generativi 2D ai complessi requisiti spaziali tridimensionali di illuminazione scenica e scenografia rimane criticamente poco esplorata. Tuttavia, i modelli tradizionali di deep learning, come le reti neurali convoluzionali (CNN), spesso faticano con le dipendenze a lungo raggio necessarie per comprendere complessi disposizioni 3D a stadi25,26. Il framework GSAD supera queste limitazioni utilizzando i transformer di visione (ViT) per estrarre caratteristiche visive globali e rappresentazioni bidirezionali degli encoder dai transformers (BERT) per catturare la semantica narrativa27,28. Poiché i transformer catturano il contesto globale di una scena di progettazione in modo più efficace rispetto ai filtri locali, questi modelli forniscono una rappresentazione più olistica delle relazionispaziali 29. Questa estrazione di caratteristiche a doppio flusso garantisce che i design dei livelli risultanti siano non solo esteticamente coerenti ma anche narrativemente rilevanti.

I vantaggi dell'approccio GSAD rispetto a tecniche alternative, come il meccanismo di attenzione a immersione convoluzionale profonda (DL-CBAM), sonomultifaccettati 30,31. Mentre i modelli precedenti miglioravano la precisione del riconoscimento nei dataset di rilevamento del movimento, questi modelli precedenti spesso richiedevano un overhead computazionale più elevato e mancavano delle capacità di ottimizzazione spaziale presenti in GSAD. Al contrario, GSAD raggiunge un tasso di accuratezza del 98,88% mantenendo un conteggio di parametri di 1,08 M, raggiungendo un equilibrio ottimale tra complessità del modello e capacitàpredittiva 32,33. Tale efficienza è fondamentale per gli strumenti creativi in tempo reale, come dimostrato dal successo delle architetture su scala mobile in compiti di progettazionespecializzati 34. Questo rende il quadro altamente adatto a scenografi teatrali professionisti, creatori di arte digitale e docenti di ingegneria architettonica che richiedono visualizzazioni ad alta fedeltà eriproducibili 35.

Inoltre, l'integrazione delle GAN per il raffinamento di texture e illuminazione affronta i limiti dei modelli di diffusione standard, che a volte possono produrre uscite "stilisticamente piatte" 36,37. Utilizzando un generatore basato sullo stile, il framework può sintetizzare texture ad alta risoluzione che mostrano sia varietà che profonditàartistica 38. Attraverso l'uso di una formazione avversaria, il quadro GSAD garantisce che i dettagli artistici e il realismo visivo vengano migliorati secondo standardprofessionali 39. Questo approccio mitiga anche le preoccupazioni etiche riguardo autorialità e pregiudizi fornendo una piattaforma di collaborazione controllabile, "designer-in-the-loop" 40,41. L'obiettivo finale non è sostituire l'intuizione umana, ma fornire un partner collaborativo che estenda l'agenzia creativadell'artista 42. Man mano che il settore si sposta verso prestazioni più immersive e digitalmente integrate, la necessità di protocolli di progettazione robusti e nativi dell'IA aumenterà solodi 43. Il seguente protocollo fornisce la roadmap tecnica per implementare il framework GSAD, assicurando che il design artistico scenico moderno rimanga sia immaginativo che riproducibile.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Protocollo

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Ambiente computazionale e acquisizione dati

  1. Configurazione del sistema (Assicurarsi che tutti i passaggi computazionali vengano eseguiti su una workstation con sufficienti capacità GPU per compiti di deep learning).
    1. Configurare un ambiente di programmazione Python su una workstation con sufficienti capacità GPU per la simulazione di deep learning da servire come base per il framework GSAD nella Figura 1.
    2. Installare le dipendenze necessarie, in particolare configurando Python (versione 3.8 o superiore) e PyTorch (versione 2.0.1 o superiore), insieme alle librerie standard necessarie per la simulazione del deep learning per garantire un'esecuzione coerente.
    3. Configura il sistema di gestione della memoria per gestire l'elaborazione delle immagini ad alta risoluzione.
  2. Collezione di dataset
    1. Accedi al "Stage Art Design Dataset" dal repository Kaggle per acquisire i dati grezzi.
      NOTA: Le immagini comprendono materiali con licenza pubblica e design concettuali originali per rispettare gli standard di copyright.
    2. Scarica il dataset contenente 2.500 immagini JPG ad alta risoluzione e i metadati associati.
    3. Verifica la struttura del file, assicurandoti che contenga 2.500 immagini ad alta risoluzione suddivise in base a diversi tipi di palcoscenico, stili di performance e background culturali per prevenire pregiudizi stilistici.
    4. Applica regole standardizzate di annotazione dei dati prima dell'addestramento. Mappare gli elementi dello script semantico (ad esempio, 'illuminazione moody') direttamente a specifici codici colore esadecimali e annota i parametri di illuminazione utilizzando riquadre di delimitazione 3D standardizzate (x, y, z) per garantire una mappatura semantica a visiva coerente.

2. Preprocessing dei dati

  1. Normalizzazione dell'immagine
    1. Esegui la normalizzazione Min-Max sui dati grezzi dell'immagine per scalare tutti i valori delle caratteristiche in modo uniforme e migliorare la stabilità dei dati.
    2. Applicare l'Equazione 1 per trasformare i valori originali delle caratteristiche (M) in valori normalizzati (norma M):
      figure-protocol-1(1)
      Dove lanormarappresenta il valore normalizzato, M è il valore originale della caratteristica, e min(M) e max(M) sono rispettivamente i valori minimo e massimo del dataset.
    3. Confermare che la convergenza e la qualità della rappresentazione delle caratteristiche siano migliorate confrontando le immagini originali con quelle preelaborate, come mostrato nella Figura 2.
  2. Pulizia semantica del testo
    1. Elabora gli script testuali associati ai design dei livelli per rimuovere il "rumore" che potrebbe confondere l'IA.
    2. Elimina errori di ortografia, simboli superflui, punteggiatura, parole di stop e formattazioni incoerenti.
    3. Standardizzare il testo (minuscolo) per garantire la coerenzasemantica 13. Consulta la Tabella 1 per esempi del processo di pulizia semantica.
  3. Tokenizzazione
    1. Dividere il testo pulito in unità più piccole e gestibili chiamate "token" (parole o caratteri).
    2. Assicurarsi che i componenti indesiderati vengano rimossi durante questo passaggio per facilitare un'analisi concettuale precisa da parte dei modelli di IA.

3. Estrazione delle caratteristiche (framework GSAD)

  1. Estrazione delle caratteristiche visive tramite trasformatore di visione (ViT)
    1. Inizializza l'architettura ViT come mostrata nella Figura 3 per elaborare le immagini 3D dell'arte scenica.
    2. Incorporamento delle patch: Dividere l'immagine di input in patch di dimensione fissa (parole visive) per ridurre la dimensionalità.
    3. Costruire i token visivi (u) e aggiungere embedding posizionali (u') usando le Equazioni 2, 3 e 4:
      figure-protocol-2(2)
      figure-protocol-3 (3)
      figure-protocol-4 (4)
      Dove figure-protocol-5 rappresenta il token della patch proiettata, k è la patch immagine di input appiattita, wc è la matrice di peso di proiezione lineare, u è la sequenza di patch non rollata, è l'embedding posizionale aggiunto per trattenere le informazioni spaziali, e dk è il token di classificazione aggiunto.
      NOTA: Consulta la Tabella 2 per una descrizione dettagliata delle variabili ViT come la dimensione della patch (O) e la dimensione di proiezione (d).
    4. Transformer Encoder: Immetti i token processati nel Transformer Encoder. Utilizzare meccanismi di auto-attenzione per identificare correlazioni tra diverse macchie d'immagine (ad esempio, illuminazione vs. sfondo).
    5. Applica le funzioni di normalizzazione e attivazione usando le Equazioni 5-8 per generare la mappa delle caratteristiche finale:
      figure-protocol-6(5)
      figure-protocol-7(6)
      figure-protocol-8(7)
      figure-protocol-9(8)
      Dove u' è la sequenza di token normalizzata, RL rappresenta i pesi di auto-attenzione derivati dalle query R e Lchiavi SC (con fattore di scala SC), w è l'output di attenzione calcolato usando i valori U e lineare (w) e GeLU (w) indicano le trasformazioni all'interno della rete feed-forward.
    6. Visualizza la mappa delle caratteristiche di output, che evidenzia gli elementi chiave del design e riduce il rumore, come mostrato nella Figura 4.
  2. Estrazione delle caratteristiche testuali usando BERT
    1. Inizializzare il modello BERT (rappresentazioni bidirezionali degli encoder dai trasformatori) per elaborare gli script di stage.
    2. Converti gli script del linguaggio naturale in vettori continui usando l'embedding delle parole per catturare il significato semantico. Consulta la Tabella 3 per la struttura di estrazione delle caratteristiche.
    3. Combina gli embeddings di token, gli embedding di segmenti e gli embedding posizionali come input per l'encoder.
    4. Esegui i passaggi dell'unità del codificatore del trasformatore (Multi-Head Attention, Add & Norm, Feed Forward) come illustrato nella Figura 5 per creare sequenze di token contestualizzate.
    5. Concatena le sequenze di token contestualizzate in uscita (da BERT) con le mappe di caratteristiche visive (da ViT). Inserisci questi dati multimodali fusi come vettore di input condizionale diretto nel modulo di raffinamento GAN nello Passo 4.
  3. Generazione iniziale del concetto
    1. Inserisci le caratteristiche testuali estratte (da BERT) e le caratteristiche visive (da ViT) nel Modello di Diffusione.
    2. Generare progetti concettuali iniziali 2D basati sulle caratteristiche multimodali integrate.
    3. Passa questi concetti iniziali 2D come input base alla Generative Adversarial Network (GAN) nello Step 4 per ulteriori affinamenti di texture e illuminazione.

4. Raffinamento di texture e illuminazione usando GAN

  1. Configurazione della rete generativa avversaria (GAN)
    1. Costruisci il modulo di raffinamento GSAD costituito da un Generatore (H) e un Discriminatore (C) come mostrato nella Figura 6.
    2. Configura il Discriminatore per distinguere tra immagini reali del palco e quelle generate, e il Generatore per creare texture e illuminazione realistiche.
  2. Addestramento e ottimizzazione
    1. Definisci la funzione obiettivo per il GAN condizionale (CGAN) usando l'Equazione 9 per introdurre le variabili condizione (y) per una migliore stabilità:
      figure-protocol-10 (9)
      Dove x rappresenta la condizione di progettazione dello stadio di input, y è l'immagine reale bersaglio, z rappresenta il vettore di rumore casuale, G è il generatore e D è il discriminatore.
    2. Per il miglioramento dell'immagine in condizioni di scarsa luce, applica l'Equazione 10 per ottimizzare l'output dell'immagine potenziata dalla luce (Hbasso):
      figure-protocol-11 (10)
      Dove U(C, H) rappresenta la funzione valore oggettivo, H è la rete Generatore, C è la rete Discriminatore (Critico), w rappresenta dati reali campionati dai dati della distribuzione O, y è la condizione di input, z è la variabile di rumore condizionale, qha rappresenta le immagini reali di alta qualità degli stadi e HLow indica l'uscita del generatore proveniente da input di scarsa luce.
    3. Applicare la modulazione adattativa alla trasformazione delle caratteristiche usando l'Equazione 11:
      figure-protocol-12 (11)
      Dove hE i(w) rappresenta la feature map nello strato i, AM indica la funzione di modulazione adattativa con parametri appresi αi e βi, figure-protocol-13 è il peso dello strato, ed è il bias (bias).
    4. Implementa connessioni di salto e strati di pooling nella rete generativa usando le Equazioni 12 e 13 per preservare i dettagli spaziali:
      figure-protocol-14(12)
      figure-protocol-15 (13)
      Dove Skip(w) indica le caratteristiche preservate tramite connessioni di salto dai blocchi convoluzionali hE, e Hjw rappresenta la mappa delle caratteristiche di uscita dopo il max pooling negli stadi dell'encoder (0 < j ≤ 3).
  3. Ricostruzione dell'immagine
    1. Eseguire up-sampling e concatenazione nella fase di decodifica utilizzando le Equazioni 14 e 15:
      figure-protocol-16(14)
      figure-protocol-17 (15)
      Dove up(w) rappresenta le caratteristiche campionate in up-sample concatenate con le corrispondenti connessioni skip(w), v°Hj-1(w) indica l'ingresso combinato agli stadi decodificatori (4 < j ≤7), e hout(w) è l'immagine finale raffinata dello stadio generata tramite la funzione di attivazione sigmoide, utilizzando i pesi X 8 e il bias a 8 dello strato finale.
    2. Genera l'output finale dell'immagine raffinata usando la funzione di attivazione sigmoide nell'Equazione 16:
      figure-protocol-18(16)
    3. Segui la procedura di addestramento iterativa descritta nell'Algoritmo 1 (Pseudocodice del raffinamento dell'illuminazione GAN-Texture)
  4. .

Algoritmo 1: Pseudocodice per il raffinamento dell'illuminazione delle texture GAN
Input: Immagine di scena in scarsa luce H(bassa), numero di iterazioni di addestramento N, dimensione batch B
Output: Immagine migliorata H migliorata
1: Inizializzare il generatore con parametri H
2: Inizializzare il discriminatore con parametri C
3: tassi di apprendimento figure-protocol-19
4: variabile condizionale z (opzionale per GAN)
5: Parametri di modulazione adattiva αi e βi
6: Saltare la lista delle connessioni saltare (w)
7: per iterazione = 1 a F fare
Addestramento al discriminatore
8: Campionare un lotto di immagini reali figure-protocol-20
9: Campionare un lotto di immagini rumorose/casuali in condizioni di scarsa luce
10: Se CGAN, aggiungere la variabile condizionale z agli ingressi
Genera immagini false
Perdita del discriminatore di calcolo
Aggiornare i parametri del discriminatore
Addestramento al generatore
Genera immagini false
Perdita del generatore di calcolo
Parametri del generatore di aggiornamento
per j = 1 a 3 do

figure-protocol-21

figure-protocol-22

fine per
11: Convoluzione del collo di bottiglia
12: Decoder/upsampling
per j = 5 a 7 do

figure-protocol-23

fine per
13: Livello di uscita

figure-protocol-24

14: fine per
15: ritorno H e C potenziati

5. Ottimizzazione della disposizione dei palchi (IECO)

  1. Inizializzazione IECO
    1. Inizializzare l'algoritmo di ottimizzazione intelligente del clan degli elefanti (IECO) per ottimizzare la disposizione spaziale degli elementi dello stadio.
    2. Definire la popolazione di "elefanti" (che rappresentano potenziali soluzioni progettuali) e i clan associati. Consulta la Figura 7 per il diagramma di flusso IECO.
  2. Movimento ed evoluzione
    1. Calcola il movimento indipendente di ciascun elefante per esplorare lo spazio di progettazione usando le Equazioni 17 e 18:
      figure-protocol-25 (17)
      figure-protocol-26 (18)
      Dove figure-protocol-27 rappresenta l'incremento di movimento calcolato usando un fattore di distribuzione casuale r limitato tra una dimensione minima (figure-protocol-28) e massima (figure-protocol-29) di un passo, ed figure-protocol-30 è la posizione spaziale indipendente aggiornata dell'elefante.
    2. Riduci la portata di movimento nel tempo usando l'Equazione 19 per facilitare la convergenza man mano che la soluzione migliora.
    3. Aggiornamento Matriarca: Aggiornare la posizione del capo clan (matriarca) verso la soluzione globale migliore usando l'Equazione 20:
      figure-protocol-31 (19)
      Dove figure-protocol-32 rappresenta la posizione aggiornata della matriarca, figure-protocol-33 è la posizione attuale ponderata, figure-protocol-34 è la soluzione globale migliore di layout finora trovata e β agisce come fattore di scala che controlla l'influenza della soluzione migliore.
    4. Aggiornamento sull'elefante maschio: Aggiorna le posizioni degli elefanti maschi rispetto al centro del clan usando le Equazioni 21 e 22:
      figure-protocol-35 (20)
      figure-protocol-36 (21)
      Dove figure-protocol-37 rappresenta la posizione aggiornata dell'elefante maschio, figure-protocol-38 è la sua posizione di riferimento attuale, XCenterjs indica la posizione centrale del clan familiare calcolata da tutti i membri maschi, Md è il numero totale di membri maschi della famiglia nel clan, e r e p sono probabilità di distribuzione casuale che guidano il movimento verso il centro del clan.
  3. Sostituzione della popolazione
    1. Calcola il Centro del Clan: Prima valuta la fitness delle soluzioni di layout. Poi, calcola la posizione centrale (figure-protocol-39) di ogni clan familiare usando l'Equazione 22, dove Mf è il numero di membri della famiglia:
      figure-protocol-40 (22)
    2. Sostituzione degli elefanti adulti: Per migliorare la velocità di convergenza, sostituire gli "elefanti adulti" inferiori (soluzioni) con quelli superiori generati dal centro del clan. Applica l'Equazione 23 per calcolare la nuova posizione (figure-protocol-41):
      figure-protocol-42(23)
      Dove figure-protocol-43 rappresenta la posizione centrale degli elefanti adulti, Mf è il numero di membri adulti della famiglia, figure-protocol-44 indica la posizione di sostituzione recentemente calcolata per un elefante adulto inferiore, figure-protocol-45 è la posizione di riferimento da sostituire e figure-protocol-46 figure-protocol-47 rappresenta posizioni superiori all'interno del clan utilizzate per guidare il processo di sostituzione per accelerare la convergenza.
      (NOTA: Qui, figure-protocol-48 e figure-protocol-49 rappresentano posizioni intermedie ponderate utilizzate per guidare la sostituzione.)
    3. Sostituzione dei giovani elefanti: Per prevenire ottimi locali e preservare la diversità, sostituire i più deboli "giovani elefanti" (figure-protocol-50). Aggiornare le posizioni di questi elementi utilizzando l'Equazione 24:
      figure-protocol-51 (24)
      Dove figure-protocol-52 indica la posizione attuale dell'elefante giovane più debole, ed figure-protocol-53 è la sua posizione appena generata. Questa sostituzione è guidata da un fattore casuale r e dai membri superiori del clan per evitare che il processo di ottimizzazione cadesse negli ottimi locali e per preservare la diversità spaziale.
    4. Licenziamento: Unisci i clan aggiornati, ricalcola la fitness e ripeti il ciclo di ottimizzazione finché i criteri di terminazione non sono soddisfatti come descritto nell'Algoritmo 2.

Algoritmo 2: Pseudocodice di IECO per ottimizzare la disposizione del palco e la posizione dell'illuminazione
Input: Dimensione della popolazione M:, iterazioni massime Xmax:
Output: Disposizione ottimale del palco e posizionamento dell'illuminazione
Inizializzare i clan di elefanti con posizioni casuali (disposizione del palco + parametri di illuminazione)
Valuta la forma di ogni elefante
Per t = 1 a X max:
Per ogni clan:
Identificare matriarca (miglior elefante), maschi e giovani elefanti Movimento indipendente
Per ogni elefante:
Calcola l'incremento di movimento ΔXmax
Aggiorna la posizione indipendente figure-protocol-54
Ridurre la portata di movimento nelle iterazioni
Aggiornamento Matriarch

figure-protocol-55

Per ogni matriarca:
Aggiornare la posizione verso il meglio globale
Aggiornamento sull'elefante maschio

figure-protocol-56

figure-protocol-57

Per ogni elefante maschio
Calcolare il centro del clan e aggiornare la posizione verso il centro con sostituzione adulta

figure-protocol-58

figure-protocol-59

Calcolare il centro del clan degli adulti
Sostituire gli adulti inferiori con il superiore di un piccolo elefante sostituto

figure-protocol-60

Sostituire i giovani elefanti più deboli per preservare la diversità
Unisci i clan aggiornati, ricalcola la fitness di tutti gli elefanti e aggiorna la soluzione globale migliore
Torna la migliore disposizione del palco e dell'illuminazione al mondo

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Risultati

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L'impostazione sperimentale e il flusso di lavoro analitico, come illustrato nelle Figure 1-7 e nelle Tabelle 1-3, hanno fornito una solida base per la preprocessing dei dati, l'estrazione delle funzionalità e l'ottimizzazione del layout del framework GSAD.

Dinamiche di addestramento dei modelli e convergenza
La valutazione sperimentale del quadro GSAD ha prodotto dati qua...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Discussione

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Il contributo principale di questo studio è lo sviluppo di un flusso di lavoro riproducibile assistito dall'IA che standardizza la concettualizzazione del design artisticoscenico 2,10. Concentrandosi sul quadro GSAD, gli autori forniscono una metodologia strutturata che supera i limiti dell'ideazione manuale e dell'interpretazione soggettiva comuni nella scenografia tradizionale. Un passaggio fondamentale all'interno del protocol...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Dichiarazioni

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

L'autore desidera esprimere la più sincera gratitudine ai colleghi del Politecnico Minhang di Shanghai per i feedback approfonditi e l'assistenza tecnica durante lo sviluppo e l'implementazione del framework GSAD. Un ringraziamento speciale è rivolto alla comunità open-source per aver fornito gli strumenti computazionali essenziali e i dataset pubblici che hanno facilitato l'addestramento e la validazione dei modelli di IA multimodali utilizzati in questo protocollo. Apprezzo anche i colleghi che hanno fornito suggerimenti costruttivi sulle prime bozze di questo lavoro. Questa ricerca non ha ricevuto alcuna sovvenzione specifica da agenzie finanzianti nei settori pubblico, commerciale o non profit.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
BERT (Rappresentazioni Bidirezionali degli Encoder da Transformers)Trasformatori Facciali AbbracciantiOpen Source
Linguaggio di programmazione PythonPython Software FoundationVersione 3.8 o superiore
PyTorch Deep Learning FrameworkLinux Foundation / Meta AIVersione 2.0.1 o superiore
Dataset di Progettazione di Arte ScenicaKaggle RepositoryAccessibile al pubblico
Implementazione del Trasformatore di Visione (ViT)Modelli immagine PyTorch (timm)Open Source
Workstation con capacità GPUN/A (Hardware Standard)N/A

Riferimenti

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Masters, P. The history and theory of environmental scenography. Theatre Perform Des. 5 (3-4), 317-319 (2019).
  2. Lotker, S., Gough, R. On scenography: editorial. Perform Res. 18 (3), 3-6 (2013).
  3. Goldschmidt, G. The dialectics of sketching. Creat Res J. 4 (2), 123-143 (1991).
  4. Tversky, B. What do sketches say about thinking. , (2002).
  5. Baugh, C. . Theatre, performance and technology: the development and transformation of scenography. , (2013).
  6. Müller, M., Montag, C. Disentangling the link between creativity and technology use: individual differences in smartphone and social media (over)use. J Creat. 34 (2), 100081 (2024).
  7. Amankwah-Amoah, J., Abdalla, S., Mogaji, E., Elbanna, A., Dwivedi, Y. K. The impending disruption of creative industries by generative AI: opportunities, challenges, and research agenda. Int J Inf Manage. 79, 102759 (2024).
  8. Zhang, H., Zhang, R. Generative artificial intelligence (AI) in built environment design and planning: a state-of-the-art review. Prog Eng Sci. 2 (1), 100040 (2025).
  9. Cetinic, E., She, J. Understanding and creating art with AI: review and outlook. ACM Trans Multimed Comput Commun Appl. 18 (2), 66 (2022).
  10. Aronson, A., Palmer, S., McKinney, J., Benedetto, S. A. D. . The history and theory of environmental scenography. , (2018).
  11. Anantrasirichai, N., Bull, D. Artificial intelligence in the creative industries: a review. Artif Intell Rev. 55 (1), 589-656 (2022).
  12. Corvello, V. Generative AI and the future of innovation management: a human-centered perspective and an agenda for future research. J Open Innov Technol Mark Complex. 11 (1), 100456 (2025).
  13. Mazzone, M., Elgammal, A. Art, creativity, and the potential of artificial intelligence. Arts. 8 (1), 26 (2019).
  14. Kadenhe, N., Al Musleh, M., Lompot, A. Human-AI co-design and co-creation: a review of emerging approaches, challenges, and future directions. Proc AAAI Symp Ser. 6 (1), 265-270 (2025).
  15. Santoso, B., Wijayanti, R. Human-AI collaboration in creative industries: workflows in media production and community-driven platforms. Trans Artif Intell Mach Learn Cogn Syst. 9 (11), 11-26 (2024).
  16. Candy, L., Edmonds, E. Practice-based research in the creative arts: foundations and futures from the front line. Leonardo. 51 (1), 63-69 (2018).
  17. Peckham, O., Raines, J., Bulsink, E., Goudswaard, M., Gopsill, J., Barton, D., et al. Artificial intelligence in generative design: a structured review of trends and opportunities in techniques and applications. Designs. 9 (4), 79 (2025).
  18. Hegab, H., Khanna, N., Monib, N., Salem, A. Design for sustainable additive manufacturing: a review. Sustain Mater Technol. 35, e00576 (2023).
  19. Reed, S., Akata, Z., Yan, X., Logeswaran, L., Schiele, B., Lee, H., et al. Generative adversarial text-to-image synthesis. , 1060-1069 (2016).
  20. Wang, G. G., Deb, S., Coelho, L. D. S. Elephant herding optimization. , 1-5 (2015).
  21. Strumberger, I., Beko, M., Tuba, M., Minovic, M., Bacanin, N. . Elephant herding optimization algorithm for wireless sensor network localization problem. , (2018).
  22. Ploennigs, J., Berger, M. AI art in architecture. AI Civ Eng. 2 (1), 8 (2023).
  23. Zhang, L., Pan, Y., Wu, X., Skibniewski, M. J. . Artificial intelligence in construction engineering and management. , (2021).
  24. Chaillou, S. . Artificial intelligence and architecture: from research to practice. , (2022).
  25. Vaswani, A., Shazeer, N., Parmar, N., Uszkoreit, J., Jones, L., et al. Attention is all you need. , 6000-6010 (2017).
  26. Li, Y., Xu, W. A deep learning-based framework for intelligent modeling: from architectural sketch to 3D model. Front Archit Res. 14 (6), 1567-1584 (2025).
  27. Dosovitskiy, A. An image is worth 16×16 words: transformers for image recognition at scale. arxiv. , (2020).
  28. Devlin, J., Chang, M. W., Lee, K., Toutanova, K. BERT: pre-training of deep bidirectional transformers for language understanding. , (2019).
  29. Han, K., Wang, Y., Chen, H., Chen, X., Guo, J., et al. A survey on vision transformer. IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 45 (1), 87-110 (2022).
  30. Woo, S., Park, J., Lee, J. Y., Kweon, I. S. CBAM: convolutional block attention module. , (2018).
  31. Qi, X., Zhi, M. A review of attention mechanisms in computer vision. , (2023).
  32. Howard, A., Sandler, M., Chen, B., Wang, W., Chen, L. C., et al. Searching for MobileNetV3. , (2019).
  33. Mehta, S., Rastegari, M. MobileViT: light-weight, general-purpose, and mobile-friendly vision transformer. arxiv. , (2021).
  34. Tan, M., Le, Q. EfficientNet: rethinking model scaling for convolutional neural networks. , (2019).
  35. Liao, W. J., Tang, C. H. Teaching strategies and practices that facilitate the development of design concepts in architectural engineering education. SAGE Open. 13 (3), 21582440231196376 (2023).
  36. Goodfellow, I. J., Pouget-Abadie, J., Mirza, M., Xu, B., Warde-Farley, D., et al. Generative adversarial nets. , 2672-2680 (2014).
  37. Dhariwal, P., Nichol, A. Diffusion models beat GANs on image synthesis. , (2021).
  38. Karras, T., Laine, S., Aila, T. A style-based generator architecture for generative adversarial networks. , (2019).
  39. Isola, P., Zhu, J. Y., Zhou, T., Efros, A. A. Image-to-image translation with conditional adversarial networks. , (2017).
  40. Amershi, S., Weld, D., Vorvoreanu, M., Fourney, A., Nushi, B., et al. Guidelines for human-AI interaction. , 3 (2019).
  41. Xiao, Y., Lin, X., Ji, T., Qiao, J., Ma, B., Gong, H. AI-assisted design: intelligent generation of Dong paper-cut patterns. Electronics. 14 (9), 1804 (2025).
  42. Runco, M. A. . Creativity: research, development, and practice. , (2023).
  43. Plate, D., Hutson, J. Composition pedagogy as AI-native coding: from design kit to scholarly framework. World J Arts. 2 (11), 1-10 (2025).
  44. Karras, T., Laine, S., Aila, T. A style-based generator architecture for generative adversarial networks. , 4396-4405 (2019).
  45. Berryman, J. Creativity and style in GAN and AI art: some art-historical reflections. Philos Technol. 37 (2), 61 (2024).
  46. Yan, S., Wu, C., Zhang, Y. Generative design for architectural spatial layouts: a review of technical approaches. J Asian Archit Build Eng. , 1-21 (2025).
  47. Deng, Y., Zhai, Q. Integrating deep learning in art and design: computational techniques for enhancing creative expression. Int J Adv Comput Sci Appl. 16 (2), 175-183 (2025).
  48. Mirjalili, S. The ant lion optimizer. Adv Eng Softw. 83, 80-98 (2015).
  49. Lian, Q. Optimization of image recognition technology for dance theatre creation and evaluation of its effectiveness. J Comb Math Comb Comput. 127, 1653-1665 (2025).
  50. Avila, C., Ilbay, D., Rivera, D. Human-AI teaming in structural analysis: a model context protocol approach for explainable and accurate generative AI. Buildings. 15 (17), 3190 (2025).

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Ristampe e permessi

Richiedi il permesso di riutilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE

Richiedi permesso

Tag

Modellazione GenerativaModelli di DiffusioneReti Generative AvversarieOttimizzazione del Clan degli Elefanti IntelligentiApprendimento MultimodaleConsistenza Visiva

Articoli correlati