7、变分图片：概念、模型与应用

变分图片：概念、模型与应用

1 引言

在当今世界，图表和图片是传达思想、设计和艺术的强大媒介。从使用 CAD 工具的建筑师和工业设计师，到运用照片编辑工具的平面设计师和摄影师，再到创建图表和技术图纸以分析和分享数据的科学家和企业主，各类专业人士都广泛使用视觉媒体。

然而，现有的软件工具在处理图片变体方面支持不足，用户不得不采用一些基础且临时的方法来管理作品的多个版本。例如，平面设计师为展示标志设计的变化，可能过度使用编辑工具的图层系统，或者简单地复制和重命名图片文件；数据科学家生成一系列相似或相关的图表和表格时，可能需要手动复制文件或图像并进行有意义的重命名，以便查看和比较；建筑师和工程师在修改图纸和设计时，工具提供的支持极少，他们只能采用临时的方法。

对图片变体的需求主要体现在两个方面：一是创建工件的多个并发变体；二是对图片进行某种版本控制。为了满足这些需求，我们提出了变分图片的模型。变分图片是一种图片（这里指像素值网格），它提供了一种明确的方式来表示和选择不同的变体图片。例如，一张图片及其历史（或撤销）状态可以被视为变分图片；一组相关但不同的设计也是变分图片；甚至动画也可以看作是变分图片，其中的变体是按时间顺序排列的帧。

以景观建筑师设计新城市公园为例，公园的一些特征尚未完全确定。如果预算允许，可能会清理一片树林以扩大公园面积；公园的另一部分可能会增加一个亭子以提供有遮盖的座位；只有在树木被清理的情况下，才会在原来树木的位置安装一个小喷泉。即使只有这么少的不确定特征，也已经有六种可能的公园布局。随着选项的增加，情况很容易失控。通过使用变分图片模型，建筑师可以制作一个单一的规划图，清晰标记出可变区域，并允许在不同选项之间切换，以便向最终决策者展示。