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视频生成技术好,短剧才能“不烧心”。

AI 视频生成正在加速商业化,短剧成为最热门的应用场景之一。国家广电总局 9 月中旬披露,今年前 8 个月全国上线微短剧 43 万部,是去年全年的 13 倍,其中 AI 剧占比超过九成。

字节跳动旗下的红果短剧,已经成为这一市场的头部平台。QuestMobile 数据显示,9 月红果日活跃用户达到 2.03 亿,超过爱奇艺、腾讯视频、优酷、芒果TV四家之和。主打 AI 漫剧的红果免费漫剧,5 月月活也已接近 4,000 万。用户规模扩大,使用时长也在增长。今年三季度,红果月人均单日使用时长约 151 分钟,超过了微信、抖音、快手、小红书等月活过亿的应用。

庞大的用户需求推动内容产量激增,也带来了持续增长的算力消耗。行业甚至有人调侃:“世界的 token 一半在中国,中国的 token 一半在短剧。”

今年,于力军入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人”(TR35)亚太区榜单。他长期研究多模态模型与视频生成,作为第一作者提出 MAGVIT、MAGVIT-v2,用视觉词元表示图像和视频,并参与 VideoPoet,以语言模型生成视频,在视觉表征与视频生成领域作出杰出贡献。

近日,DeepTech 围绕视频生成的路线与未来,和于力军进行了对话。

从最初设法生成一段视频,到今天反复权衡画质、速度与训练规模,于力军和团队换过不止一条技术路线。他认为,视频生成已跨过“从零到一”的门槛,接下来要在画质、效率与规模化之间寻找更好的平衡。不同任务偏好的训练方式并不相同,统一多模态模型仍有很长的路要走。

另外,于力军最初研究视频生成时,还怀着一个更远的设想:世界上有那么多真实视频,如果模型能直接观察真实世界,能否实现更高级的智能?

以下是 DeepTech 与于力军的对话。

原本想做操作系统,却开始教 AI 理解视频

DeepTech:从高中到大学,你对计算机的兴趣是怎样形成的?后来又是什么契机让你开始做视频生成相关研究?

于力军:高中时我在哈尔滨三中读书,是理科生。那时就对计算机感兴趣,但没有参加过竞赛培训,更多是自己写些小程序,解决实际问题。

高考填志愿时,我想去北大,也喜欢那里的自由氛围。家里更希望我学经管,但我的分数够不上当时最热门的经管专业。那时计算机还没现在这么热门,我自己又感兴趣,就选了它。

在大一的时候,我们是按大类培养,要通过选课决定以后偏软件还是硬件。我那时有点贪心,数学和物理都想学好,既选了比较难的数学课,也去上物理学院的课。数学没什么问题,编程经常能拿满分,但物理课里有不少竞赛出身的同学,有点受挫。到大二,就决定学计算机。

另外,我原本对系统,尤其是操作系统很感兴趣。学校当时引进了一些卡内基梅隆大学的专业课程,有一次考试我考得很好,授课老师注意到我,邀请我进实验室。我以为终于能做操作系统了,结果老师说,他有位毕业生在微软亚洲研究院工作,建议我跟着他做人工智能,说这个方向前景更广阔,于是我就这样走上了人工智能研究的路。

DeepTech:你进入实验室后开始接触人工智能,那么后来又是怎样走向多模态和视频研究的?

于力军:大概是大二、大三的时候。那时研究还比较初步,算力和项目规模都不像现在这么大。

后来北大鼓励学生去国外做暑期科研,我联系到了后来成为我博士导师的老师。他研究多模态,我大三结束后去卡内基梅隆大学做暑期科研,开始做视频理解。本科毕业后,我又回到那里读博士。

视频理解要处理大量真实视频,比如网上的视频和日常生活中的摄像头画面。我们想知道画面里什么时候、什么地方发生了什么活动。做到 2021 年左右,沿着当时的方法,效果已经不错,但进一步提高很难。

在此期间,我参加过一个多所大学合作的项目,做实时分析视频中人、车活动的系统,有点像智慧城市的应用。既要识别准确,也要运行得快,我们做到了很好的成绩。但系统主要由分别训练的模块拼起来,在那种范式里继续优化,空间已经不大。后来研究者开始靠扩大模型、数据和算力来提升能力,思路很不一样。

正好那时视频生成还很难。我导师推荐我去谷歌,跟一位在那里工作的师兄实习,我便从视频理解转向了视频生成。

DeepTech:从早期的视频理解到后来的视频生成,你研究过哪些具体问题?有没有特别难忘的经历?

于力军:我写的第一篇论文是预测电子竞技比赛的结果:实时分析两队的对战数据,判断哪队会赢。其实这是因为带我的师兄喜欢游戏,觉得这个问题值得做。我对于游戏本身没有太大兴趣,但通过它自学了 Python、机器学习和深度学习,也学会了怎么训练模型。

做视频理解时,一件很有意思的事是自己搭计算集群。我们一开始买消费级 GPU,一台机器只能插几块卡,如果想训大一点的模型、跑得快一点,就得有更多算力。学校经费不够长期租大规模云集群,我们便买了很多卡,自己连线,搭成可以扩展的多卡集群。亲手把它搭起来的这个过程挺有意思,算力也更充足了,也为我们模型的训练打下了基础。

转向视频生成后,我们研究的问题几乎是反过来的:视频理解是从画面中识别发生了什么;视频生成则是给模型一段文字,让它生成相应的画面。我们在 2022 年初开始研究这件事,一方面出于兴趣,另一方面也看到了图像生成质量提高的早期信号,想试着把它扩展到视频。

具体到方法,我们最初尝试用离散的视觉词元表示视频,把连续画面转成模型可以处理的一串单位,以便借鉴语言模型的方法。同期扩散模型也进展很快,我们做过视频扩散 Transformer 方向的研究。

不过,从研究问题出发,我们仍想看看离散词元这条路线能走到哪一步。沿着这个思路,我们后来训练出 VideoPoet,用语言模型的方式生成视频,这项工作也获得了 ICML 2024 最佳论文奖。

DeepTech:VideoPoet 沿着离散词元和语言模型的路线推进,并获得了最佳论文奖。这是否意味着,这条路线在当时已经达到了较好的效果?

于力军:在这条路线内部,我们可能已经做到了一定程度,但这不等于它在当时能做出画质最好的产品。同期一些走扩散模型路线的视频模型,包括 Sora、Veo,视觉效果确实更好。

不过,我后来关心的还有另一个问题,即如果视频模型只负责把画面渲染出来,它未必能学出更强的智能。沿着语言模型的范式处理视频,也许更有机会让模型从中学习,但这还需要验证。至少目前,模型表现出的智能可能仍主要是从文本中学来的。

生成视频和生成文字有多大区别

DeepTech:如果向不熟悉这个领域的读者介绍,你会怎样划分视频生成的发展阶段?

于力军:从技术史看,视频生成算是一个比较新的领域。

较早的研究大约出现在 2016 年。到 2022 年、2023 年,模型才开始生成一些勉强能看的内容。公众真正广泛注意到它,大概是在 2024 年上半年:你对模型说一句话,它就能返回一段画面比较清晰的视频,只是时长还有限,可能只有十秒左右。

从 2024 年起,视频生成逐渐商业化,初创公司和大公司都开始做。到 2026 年,我认为它基本到了可用的阶段,在平台上也能看到很多 AI 生成的短剧。尽管画面还不完美,有时一眼就能看出是生成的,但已经不妨碍人们把它当内容来观看。

DeepTech:你刚刚提到离散词元和扩散模型。从你的研究经历看,视频生成的技术路线经历了怎样的变化?

于力军:我们自己就试过几种办法。最早的 MAGVIT,把视频压缩成离散的视觉词元,再用掩码生成模型来生成画面。我们希望把视频变成与语言相近的表示,因为当时对连续向量建模还比较难;而且模型规模不大时,掩码生成相对自回归生成有明显的效率优势。

这条路线从图像扩展到视频,效果不错,也能支持不同的生成任务。但后来发现,掩码模型不太容易从规模扩大中持续受益。近年 AI 的发展很大程度上靠增加模型、数据和算力。相应的,如果一个范式的规模效应不够好,就很难继续发展。

所以到了 VideoPoet,我们改用自回归模型。它的训练效率比较高,更适合规模化。但它的代价是推理时要一个词元一个词元地生成,延迟可能更长。另外,离散化过程本身会丢掉细节,影响画质,于是又花很多精力改进视觉分词器,做出了 MAGVIT-v2,让视频压缩得更高效。

后来我们发现,这套编码架构并不只适用于离散词元。去掉离散化那一层,放到连续的潜在空间里,用于扩散模型训练,效果也很好。所以这些路线未必完全隔绝,关键要看具体任务需要什么,以及效率、画质和规模化能力之间怎样取舍。

DeepTech:你多次提到视觉词元。它与文本模型中的词元有什么不同?

于力军:文字本身就是离散的,最简单可以把一个字节当成一个词元。但这样词表很小,序列会很长;如果把多个字节合起来,序列短了,词表又可能太大。

所以文本分词通常要在两者之间找一个合适的粒度。字节对编码,也就是 BPE,会根据语料中组合出现的频率,把常见的组合并成词元。

图像和视频和文字不一样,它们原本是像素。要把它们变成词元,通常得先用神经网络提取特征,再把特征向量离散化。比如用码本(codebook),把一个向量映射到码本中的某个编号。最后得到的那个离散编号,才可以当作视觉词元使用。

另外,文本与视觉分词器在训练方式和信息保留上也有很大不同。文本分词器更多依赖相对稳定的统计或压缩算法,一般还能无损还原原文。

视觉分词器则要通过深度学习训练,同时考虑重建质量、人眼感知等目标,有时还会用到生成对抗损失。它既要把大量视觉信息压缩得足够紧凑,也要尽量保证重建出来的画面好看。图像和视频分词大多是有损的,这是它与文本分词很大的区别。

DeepTech:你说视觉分词通常有损。怎样判断哪些信息可以舍去,而人又不容易察觉?

于力军:事实上,这主要取决于人眼对画面变化的敏感程度。

比如把一张图片所有像素的数值都只做很小的调整,人眼可能几乎看不出变化。视觉分词器不一定要在每个像素上做到完全无损,它追求的是压缩后再重建的画面,在人看来尽量接近原图。当然,哪些细节可以损失、损失多少才不会影响观感,正是训练分词器时要解决的问题。

DeepTech:回看视频生成领域的研究,业内是否还有难以解决的瓶颈或者关键的问题?是否能举一个例子?

于力军:如何构建统一的多模态大模型,就是一个目前还缺少成熟解法的例子。

理想中,同一个模型可以处理文本、图像、音频和视频,既理解也生成,还能在不同模态之间转换。我们当然希望它在每项任务上都做得很好,但这样的模型目前还不太现实,其中至少有两个问题没有解决:

第一,训练目标不容易统一。文本通常通过预测下一个词元来训练;如果看纯视觉质量,图像和视频生成目前往往更适合扩散模型。把这两种目标放在一起训,可能相互干扰,模型也不容易稳定地训练。

第二,理解和生成想要的视觉表征不太一样。理解任务希望不同概念容易被区分,好回答“这是什么”“发生了什么”;生成任务更希望在一个紧凑、连续的空间里,能方便地找到符合要求的画面。

所以,在研究中可以先不要求一个模型包办所有事。语言模型或智能体负责理解输入、规划任务,需要生成图像或视频时,再去调用相应的生成模型。在现阶段,把生成模型当作工具,是一条比较可行的路线。

当视频生成遇上短剧和机器人

DeepTech:从应用来看,据你的了解,视频生成现在最常被用来做什么?

于力军:我做视频生成算比较早的,但真没想到它会被用成今天这样。当时我们首先想解决的是从零到一的问题,那就是模型还不能很好地生成视频,怎样先让它生成出来?我也想象过一些更通用的用途,比如把现实中无法同时出现的元素放到一个场景里,或者补全缺损的视频。

然而,现在商业上很显眼的一类内容是 AI 短剧。我有时也会刷到,如果剧本写得好,确实能吸引人,但看完往往没多少收获。当然,也有一些用 AI 生成的不错的科普视频。

我在意的是,这类技术也可能被滥用,例如未经同意用别人的脸生成他本不愿意参与的画面。同时,视频修复也有边界。模型补出来的部分并不是准确的历史记录,它可以让影像展示得更完整、更有观赏性,但不能因此把生成内容当成史实。

另外,在我的理解中,短剧的应用还说明了一件技术上的事:视频画质未必需要完美,剧本能不能吸引人才是关键。剧本由语言写成,情节和表达上的智能更多体现在语言模型里,而视频模型主要把它渲染成合理的画面。

DeepTech:有些科普视频用代码搭建线框、文字和场景转场,而不是直接生成每一帧。你怎么看这种方式?它会与直接生成视频结合吗?

于力军:具体视频我没有看过,但从技术上说,用代码组织画面是一个合理的方向。现在写代码就可以调用三维和设计工具,做出图像或会动的内容。这样更容易控制结构,也更容易遵守物理规律或其他约束。不过,纹理和细节未必能像直接生成像素那样丰富。

两者的确可以结合,例如先用程序把场景的骨架和运动关系搭好,再让生成模型填充细节。我觉得这可能是以后比较常见的做法。

DeepTech:世界模型,以及具身智能中的世界动作模型,近来都很受关注。它们与视频生成是否有什么技术上的关联?

于力军:首先得看怎么定义“世界模型”。如果把它理解为根据当前状态预测未来状态,语言模型也可以算一种。比如,用文字告诉它今天的天气,让它预测明天的天气,只要预测得准,就符合这个定义。不过,大家现在更常讨论的是在视觉空间预测世界的下一个状态。

这就和视频生成联系起来了。根据前一帧生成下一帧,是一种有条件的视频生成。我们几年前就做过。那时我觉得它甚至比文生视频更难,因为模型得弄清楚动作如何发生、下一个状态会怎样。文生视频更多是把文字描述转成画面。只是当年做未来帧预测,也不清楚能直接用在哪里。

另一条路线不去完整预测下一帧的像素,而是在潜在空间里预测未来状态。由于视觉画面里有很多细节对决策并不重要,如果每一处都要准确渲染,可能耗费大量算力。在潜在空间里预测可以跳过一部分细节,但它的结果怎么直接使用,也还要探索。至于具身智能究竟需不需要显式生成下一帧,我个人也是存疑的。

DeepTech:从商业应用和市场预期看,你如何比较当下的视频生成与具身智能?两者分别发展到了哪一步?

于力军:在我的观察中,视频生成现在已经进入了相对成熟的阶段,商业应用已经比较广,行业也经历过一轮筛选。

两三年前,国内外有不少视频生成初创公司,现在有些公司的声音已经听不到了。另一边,大公司可能会重新判断纯视频生成与更高级智能的关系,小公司也要面对很高的竞争成本。

具身智能则不太一样,它长期有价值,但很多能力还没到大家想象的程度。若想要让机器人真正大规模进入具体场景,硬件、数据和系统能力都需要持续投入,也许还要几年,最后的路线还可能与今天的设想不同。

DeepTech:未来三到五年,视频生成值得关注的技术方向是什么?你的研究兴趣会往哪里走?

于力军:如果谈我的兴趣,我希望朝更高级的智能推进。

我最开始研究视频生成时,就有一个想法。世界上有那么多视频,如果模型能直接观察真实世界,也许可以从中学出很高级的智能。语言模型更多是从人类长期整理、写下来的知识中学习。相比之下,直接从世界里学,理论上可能有更高的上限。

但目前看,这条路的学习效率很低。视频包含大量不重要的细节,信噪比低。如果想靠它学出我们期待的能力,可能需要比现在多得多的算力。而训练一代大型语言模型已经很昂贵,很难再轻易把算力投入扩大十倍、一百倍。所以,这个想法能否成立,我们还没有证明。

反过来,过去有人担心文本数据很快耗尽,语言模型最终只能达到普通人的平均水平。如今看来,情况没有当年想得那么悲观。模型仍在进步,在不少领域已经超过一般人的水平。于是我们得重新问,视频究竟能为智能带来什么独特的东西。

还可能出现别的方式,比如通过代码渲染图像,再让它动起来,不一定每一帧都直接生成像素。文本、代码、图像、视频和声音都是不同的信息形式。我更关心的是,模型能不能从中学到抽象知识。

DeepTech:在你的蓝图中,“更高级的智能”未来可能是什么样的?

于力军:我想象它可能完成今天相当大一部分工作,甚至九成。当然,这不等于九成的人都会失业。人也可能借助它做更大、更远的事情,出现今天还没见过的应用。

比如 AI 很擅长收集和分析信息。将来如果能力足够强,市场交易的信息也许会更透明,定价更准确,买卖双方因信息不对称产生的溢价可能减少。另外,一些过去难以有效实施的经济规划方式,也许会被重新讨论。

不过,AI 的发展最终也会受到现实世界制约。过去进展快,是因为许多迭代发生在数字空间:语言、图像、视频,尤其是代码,都可以很快生成和检验。若走进物理世界做实验、执行任务,就会碰到真实的时间尺度。小鼠生长、化学反应都需要时间;实验可以并行,但单个过程未必能无限加速。

在未来,我认为谁能把数字空间和现实世界之间“最后一公里”的交互做得更高效,谁就会有很大的机会。

运营/排版:何晨龙

注:封面/首图由 AI 辅助生成