LEGO-Anything overview showing how a coding agent converts a single photo into an executable Blender program for editable 3D scenes
LEGO-Anything 让一个编码智能体从单张照片编写出可执行的 Blender 程序。生成的场景可被编辑,并可用于查询以完成图像分析任务。| 图片:Li et al.

该方法被称为“Image-to-Code”。一个编码智能体接收单张图像,并为广泛使用的 3D 软件 Blender 编写代码。该智能体并非一次性生成场景,而是迭代式地工作:它编写代码、运行代码、查看结果,并不断修改,直到场景与原始图像匹配。

由于输出是一个程序,它显式地捕捉了物体、几何形状、布局和相机位置。你可以像对待任何其他代码一样运行、检查和修改该场景。

模拟器场景提供了精确的真值

为了衡量智能体的表现如何,团队引入了 LEGO-Bench。它包含来自 104 个室内和室外场景的 208 张图像,并使用了 443 个已注册资产。

真实照片无法提供精确的 3D 真值来与之比较,据研究人员称。简单的合成场景看起来不真实。因此 LEGO-Bench 通过从专业构建的模拟器场景渲染图像来折中。输入看起来自然,而精确的几何形状、深度和物体分配保持隐藏,并作为自动评分的答案。场景复杂度也可以在不改变光照或相机设置的情况下逐步提高。

LEGO-Bench evaluation metrics for validity, geometric accuracy, and visual similarity
LEGO-Bench 从有效性、几何准确性和与原始图像的视觉相似度三个方面对场景进行评分。| 图片:Li et al.

该基准测试从三个维度对每个场景评分:有效性检查是否交付了可用的场景产物。重建衡量可见几何形状的准确程度。外观通过重新渲染提交的场景,并将其与参考图像逐像素比较,来捕捉外观与原始图像的接近程度。

智能体能交付可用的产物,但在几何形状上表现挣扎

所有六种测试的 GPT 配置几乎每次都能交付可用的场景。不过准确率差异极大。GPT-6 Astra 是测试中表现最好的模型,在室内场景上达到 53.4%,在室外场景上达到 39.6%。较弱的配置得分约为 15%。

Reconstruction examples comparing GPT-6 Astra output to reference images and older models
GPT-6 Astra 最接近参考图像。较旧的模型经常在相机角度、光照或整个物体上出错。| 图片:Li et al.

场景越复杂,准确率下降越多,而户外场景比室内场景更难。当研究人员增加模型的推理预算时,GPT-6 各变体大幅提升。Astra 在一个办公室测试子集上的得分从 32.3% 跃升至 61.8%。

为了理解原因,研究人员分析了智能体的工作步骤。他们发现,糟糕的初始尝试、推翻先前进展的修改,以及不可靠的自我评估是最常见的问题。

Regression example where GPT-6 Astra degrades its own scene from 33.9 to 4.4 percent late in the process
即便是 GPT-6 Astra 也会在流程后期毁掉自己的场景,从 33.9% 跌至 4.4%。| 图片:Li et al.

最后一点最能说明问题。当模型必须从两个版本中选出哪个更匹配原图时,它们的几何判断接近或低于随机水平。智能体基本上无法判断自己的场景是否变得更好了。研究人员得出结论:优化应依赖具体的测量,而非智能体自身的判断。

Heatmap showing model judgment accuracy on geometry near chance level
在判断几何时,模型的表现接近随机水平,即便是在评估自己的场景时也是如此。| 图片:Li et al.

这一洞见促使作者构建了 LEGO-Plugin,一个无需额外训练的扩展。它将起始场景锚定在参考图像中,用具体的测量取代不可靠的自我判断,并保护正确的进展免受倒退性编辑的影响。该插件改善了全部六个模型。较弱的智能体提升最大,最高提升达 62.7%。本已强大的顶尖模型仅提升约两个百分点。

LEGO-Plugin benchmark results showing improvements across all tested models
该插件改善了所有受测模型。较弱的智能体受益最大。| 图片:Li et al.

重建的场景还不够准确

最后,团队测试了重建的场景能否作为标准视觉任务的基础。由于每个场景都是一个可执行程序,目标检测、分割和深度估计可以直接从中提取。

在没有任何额外训练的情况下,这些场景在全部三项任务上产生了可用但平平的结果。目标检测表现最好,重建的场景达到了大约一半的性能,相比专用模型 DINO。在分割和深度估计方面,与SAM 3 等专用模型的差距和 Depth Anything 3 更大。作者表示,当前编程智能体生成的可执行场景程序展现出潜力,但还不够准确。从可运行的结果到忠实重建之间仍存在很大差距。

GPT-6 Astra 在 LEGO-Bench 上的压倒性领先与其他观察结果一致。AI 研究员 Yoav Artzi 认为该模型在空间理解方面是一次重大飞跃,并推测它是在大量 3D 数据(如 Blender 场景)上训练的。3D 软件厂商已经在为这类智能体做准备。Unity 已为 Claude Code 和 Codex 发布了官方插件。其他方法则完全跳过代码,直接在模型内部重建场景,例如World Labs 的 Atlas 世界模型。Google Deepmind 则另辟蹊径,推出 GenCeption,使用视频模型进行深度估计和分割,其性能可与专用模型相媲美。