本地用AIGC生成图像与视频

最近AI界最火的话题，当属Sora了。遗憾的是，Sora目前还没开源或提供模型下载，所以没法在本地跑起来。但是，业界有一些开源的图像与视频生成模型。虽然效果上还没那么惊艳，但还是值得我们体验与学习下的。

Stable Diffusion（SD）是比较流行的开源方案，可用于文生图、图生图及图像修复。Stability AI最近发布了Stable Diffusion 3，采用的是与Sora类似的Diffusion Transformer（DiT）技术。另外，Stable Video Diffusion（SVD）将图像升级到视频，可用于文生视频和图生视频。

下面介绍下如何在本地机器上运行SD和SVD。首先假定有一台带GPU的机器（本人用的RTX 4070），并装好Python和CUDA基本环境。

Stable Diffusion

最简单的方式是用Python脚本运行。我们可以用diffusers库来运行。该库集成了各种diffusion pipeline。注意脚本可能尝试从hugging-face官方下载模型。如果下载失败，可以设置下面的环境变量：

export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com

按官方文档（https://hf-mirror.com/runwayml/stable-diffusion-v1-5）运行Stable diffusion 1.5：

from diffusers import StableDiffusionPipeline
import torch

model_id = "runwayml/stable-diffusion-v1-5"
pipe = StableDiffusionPipeline.from_pretrained(model_id, torch_dtype=torch.float16)
pipe = pipe.to("cuda")

prompt = "a photo of an astronaut riding a horse on mars"
image = pipe(prompt).images[0]  
    
image.save("astronaut_rides_horse.png")

运行上面脚本，结果：
在这里插入图片描述

运行Stable Diffusion 2.1也是类似的。运行官方例子：

import torch
from diffusers import StableDiffusionPipeline, DPMSolverMultistepScheduler

model_id = "stabilityai/stable-diffusion-2-1"

# Use the DPMSolverMultistepScheduler (DPM-Solver++) scheduler here instead
pipe = StableDiffusionPipeline.from_pretrained(model_id, torch_dtype=torch.float16)
pipe.scheduler = DPMSolverMultistepScheduler.from_config(pipe.scheduler.config)
pipe = pipe.to("cuda")

prompt = "a photo of an astronaut riding a horse on mars"
image = pipe(prompt).images[0]
    
image.save("astronaut_rides_horse.png")

结果：
在这里插入图片描述

以上是文生图。图生图，图像修补的使用可参见：

https://hf-mirror.com/docs/diffusers/en/using-diffusers/img2img
https://hf-mirror.com/docs/diffusers/en/using-diffusers/inpaint

对结果不太满意可以调节参数。

Stable Diffusion XL（SDXL）是一个更为强大的生成模型。用法可参见：https://hf-mirror.com/docs/diffusers/en/using-diffusers/sdxl。比如文生图的例子：

from diffusers import AutoPipelineForText2Image
import torch

pipeline_text2image = AutoPipelineForText2Image.from_pretrained(
    "stabilityai/stable-diffusion-xl-base-1.0", torch_dtype=torch.float16, variant="fp16", use_safetensors=True
).to("cuda")

prompt = "a photo of an astronaut riding a horse on mars"
image = pipeline_text2image(prompt=prompt).images[0]

image.save("astronaut_rides_horse.png")

结果：
在这里插入图片描述

如果想用TensorRT加速的话可参见：https://github.com/NVIDIA/TensorRT/tree/release/8.6/demo/Diffusion。在此不再累述。

Stable Video Diffusion

Stable Video Diffusion（SVD）可用于生成视频。使用方法可参见：https://hf-mirror.com/docs/diffusers/en/using-diffusers/text-img2vid。如官方中的例子：

import torch
from diffusers import StableVideoDiffusionPipeline
from diffusers.utils import load_image, export_to_video

pipeline = StableVideoDiffusionPipeline.from_pretrained(
    "stabilityai/stable-video-diffusion-img2vid", torch_dtype=torch.float16, variant="fp16"
)
pipeline.enable_model_cpu_offload()

image = load_image("https://hf-mirror.com/datasets/huggingface/documentation-images/resolve/main/diffusers/svd/rocket.png")
image = image.resize((1024, 576))

generator = torch.manual_seed(42)
frames = pipeline(image, decode_chunk_size=8, generator=generator).frames[0]
export_to_video(frames, "generated.mp4", fps=7)

由于stable-video-diffusion-img2vid-xt在我的4070卡上貌似会OOM，因此换成stable-video-diffusion-img2vid。

结果：

Stable Diffusion web UI

前面都是用的Python脚本。要调模型的各种参数需要改调用参数，不太易用和直观。接下来看看怎么基于Diffusion模型构建App。

stable-diffusion-webui是用Gradio库实现的Stable Diffusion的web接口。在Linux环境可以按照以下文档搭环境：
https://github.com/AUTOMATIC1111/stable-diffusion-webui?tab=readme-ov-file#automatic-installation-on-linux

如果在执行webui.sh的过程碰到下面问题：

stderr: ERROR: Could not find a version that satisfies the requirement tb-nightly (from versions: none)
ERROR: No matching distribution found for tb-nightly

可以换成阿里的pip源：

pip config set global.index-url https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple

另外脚本中会尝试从hugging-face官网下载，无法下载的话可以将地址替换成：

diff --git a/modules/sd_models.py b/modules/sd_models.py
index 9355f1e1..bf5dbba5 100644
--- a/modules/sd_models.py
+++ b/modules/sd_models.py
@@ -150,7 +150,7 @@ def list_models():
     if shared.cmd_opts.no_download_sd_model or cmd_ckpt != shared.sd_model_file or os.path.exists(cmd_ckpt):
         model_url = None
     else:
-        model_url = "https://huggingface.co/runwayml/stable-diffusion-v1-5/resolve/main/v1-5-pruned-emaonly.safetensors"
+        model_url = "https://hf-mirror.com/runwayml/stable-diffusion-v1-5/resolve/main/v1-5-pruned-emaonly.safetensors"
 
     model_list = modelloader.load_models(model_path=model_path, model_url=model_url, command_path=shared.cmd_opts.ckpt_dir, ext_filter=[".ckpt", ".safetensors"], download_name="v1-5-pruned-emaonly.safetensors", ext_blacklist=[".vae.ckpt", ".vae.safetensors"])

脚本执行完，顺利的话就可以看到UI界面了。随便输入点啥点Generate按钮就可以出图了。
请添加图片描述
比起脚本，这里参数的调节就直观得多，使用上傻瓜得多。

ComfyUI

ComfyUI是图形化、模块化的Diffusion模型工作流构建工具。此外它还支持插件扩展。可以按照https://github.com/comfyanonymous/ComfyUI?tab=readme-ov-file#nvidia搭建环境，最后运行：

python main.py

运行成功后，打开http://127.0.0.1:8188，就可以看到UI界面：
请添加图片描述

接下来准备模型：

cd models/checkpoints
wget https://hf-mirror.com/runwayml/stable-diffusion-v1-5/resolve/main/v1-5-pruned-emaonly.ckpt

然后在UI中选择该模型后点Queue Prompt按钮，默认的例子就可以跑通了。整个过程图形化，很直观。
请添加图片描述

基本环境搭好后，接下来就可以试试官方的其它例子：https://comfyanonymous.github.io/ComfyUI_examples。比如用于视频生成的SVD（介绍可参见https://blog.comfyui.ca/comfyui/update/2023/11/24/Update.html）。根据说明：https://comfyanonymous.github.io/ComfyUI_examples/video，先下载所需模型：

cd models/checkpoints
wget https://hf-mirror.com/stabilityai/stable-video-diffusion-img2vid/resolve/main/svd.safetensors
wget https://hf-mirror.com/stabilityai/stable-video-diffusion-img2vid-xt/resolve/main/svd_xt.safetensors
https://hf-mirror.com/stabilityai/stable-diffusion-xl-base-1.0/resolve/main/sd_xl_base_1.0.safetensors?download=true

然后运行。这是图生视频的效果：

这是文生图再生视频的效果：

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