光明实验室黄惠教授团队的研究成果“Hierarchical Layout Blending with Recursive Optimal Correspondence（具有层次结构布局的混合生成算法）”同时收录于计算机图形学旗舰顶刊ACM TOG和“图形奥斯卡”顶会SIGGRAPH ASIA 2022。

二维布局广泛应用于网页，海报，杂志等信息载体上。不同的信息模块可以通过布局来划分，从而得到一个内容呈现排版。合理的布局能符合用户的阅读习惯，方便用户快速获取关键信息，并在可视化效果上更具美感。现有的布局生成工作包括基于深度学习的方法和基于交互的创建技术。基于深度学习的方法往往需要收集一个较大的数据集用于训练，并且需要消耗大量的计算资源。而交互式的创建技术在设计一些较为复杂的布局时需要用户有一定的操作经验，并且需要花大量时间。因此，探究如何生成二维布局并将其应用在信息展现上是一项非常有意义的工作。

本项研究提出了一个可以根据少量布局模板混合插值出新布局的方法，自动生成的布局具有多样性，可以用于后续海报、数据图表等信息载体的内容创作中。

主要技术贡献

1）基于递归最优对应的方法能使计算出的元素对应结果与布局的划分结构保持一致；

2）输入少量布局模板就能混合插值出新布局的优化算法。

算法输入具有层次结构的二维布局，布局中的元素都是带有语义信息的矩形。对于每个元素用其形心坐标表示位置，宽和高表示大小。首先用递归的方法对布局进行先水平再竖直或者先竖直再水平分割直至不可再划分的单个元素，然后用多叉树表示一个布局，多叉树中的叶子结点代表布局中的元素，分支节点代表其孩子节点的包围盒。

输入布局及其划分结构和对应的多叉树表示

在做混合插值前，为了在输入布局元素之间的对应信息时保证对应与布局的划分结构一致，本研究制定了四种节点对应规则：

对应规则一 两个具有相似几何信息的叶子结点趋向对应在一起，两个具有相似子结构的分支结点趋向对应在一起，两个具有不同语义信息的叶子结点不能对应在一起。

对应规则二 叶子结点和分支节点允许对应为空。

对应规则三 如果两个分支节点和对应在一起，那么中的节点只能对应中的节点或者对应空。

对应规则四 两个处在不同层级的节点允许对应在一起。

根据计算出的对应，建立组合树。在这棵组合树中共有三类节点：第一类是在两棵树中都有对应的节点，这类节点不会被删除；第二类是只在第一棵树中有对应的节点；最后一类是只在第二棵树中有对应的节点。针对后两类节点，分别依据其在组合树中的层级进行排序，按照排序结果均匀地分配一个删除阈值，然后根据用户输入的参数动态确定中间状态的树结构以及兄弟节点之间应满足的关系。

根据对应结果构建出的组合树

算法演示

生成的布局及其对应的可视化形式

输入两个网站布局及其混合插值结果

输入两个数据报表布局及其混合插值结果

本研究的实验环境：Windows 10操作系统(32GB)、Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2620 v4 @ 2.10GHz处理器、Nvidia Quadro M4000显卡。在求解优化时使用Eigen数值计算库，每生成一个结果所消耗的时间不会多于20ms，实时混合插值出新布局。

在下一步工作中，研究团队将致力于把该方法拓展到其它需要求解对应的问题中，比如三维模型各个子部分之间的对应等。

代码已开源，欢迎大家试用！

项目主页详见：

https://vcc.tech/research/2022/HierarchiLayout

实验室简介

人工智能与数字经济广东省实验室（深圳）（以下简称光明实验室）为省政府批准筹建的第三批广东省实验室之一，经市政府批准已设立为事业单位。实验室面向人工智能与数字经济的重大战略需求，由广东省政府统筹规划及顶层设计，深圳市政府主导建设、运营与管理，深圳大学作为牵头建设单位。实验室致力于打造人工智能与数字经济全链条创新平台、数字经济区域开放产学研合作平台、创新人才聚集和培养的基地以及核心技术成果转化和孵化平台。在此建设目标下，实验室遵循“创新、责任、进取、合作”的核心价值观，主要围绕区块链与金融科技、智能传感与精准医疗、机器学习与智能系统、泛在感知与智慧城市四个方向展开研究。

扫码关注我们

人工智能与数字经济广东省实验室（深圳）

官方网站：http://www.gml.ac.cn

招聘联系：hr_office@gml.ac.cn