旁边车道的车突然加塞,自车赶紧减速避让。
这段行车画面,不是行车记录仪拍的,而是 AI 生成的。
对自动驾驶来说,最难补齐的,是那些平时不常见、一旦发生却可能直接造成危险的瞬间。
现在,生成这类视频只需要一张照片,加上几条车辆轨迹就够了。前车怎么切进来、自车怎么减速避让,整个过程都符合物理规律,车和车之间不会互相 " 穿模 "。
△两辆车先后加塞,自车依次减速避让
这就是来自港科大(广州)团队的新工作Motion Forcing。

它的思路简单来说,就是先想清楚东西怎么动,再去画东西长什么样。
在 Waymo 真实驾驶数据上,它的动作连贯性和物理合理性两项指标都排第一,超过了Seedance 2.0和Wan 2.6这两款头部视频模型。
除了驾驶场景,它还能生成多米诺骨牌连环倒下、机械臂推动物体的视频,同样符合物理规律。模型代码和交互 Demo 均已开源。
△多米诺骨牌连环倒下
△机械臂推动物体画得像,还得开得对、控得准
现在的视频模型,画面越来越精致,可一到复杂场景就容易 " 露馅 ":车开着开着穿过了另一辆车,被挡住的车凭空消失,碰撞之后的反应也不对劲。
问题出在哪?
团队认为,是因为模型要同时操心两件事:东西怎么动(车开到哪、开多快、谁让着谁),东西长什么样(车身颜色、光影、路面纹理)。
对模型来说,把画面细节画好,比把物理规律搞对容易得多。两件事搅在一起,它自然会优先顾画面,把物理放到一边。还有一层容易混淆,摄像头装在自车上,画面里一辆车动了,可能是它自己在转向,也可能是他车和自车都在动。
已有的一些方法尝试先给一个粗略的运动方向,再让模型照着画。但几条稀疏的轨迹线和一整段高清视频之间差得太远,场景一复杂,模型要么不听指挥,要么物理出错。
Motion Forcing 的做法,是从两个维度解耦:先把 " 怎么动 " 和 " 长什么样 " 拆开,再把自车与他车控制分开,把生成拆成三层:点、形、貌。
就像画画:先打几个点定好位置,再勾出轮廓和前后关系,最后才上色。
放到 Motion Forcing 里," 点 " 就是用户画的轨迹," 形 " 是一段只有远近、没有颜色的深度视频," 貌 " 才是最终的彩色视频。
这是生成的主线。主线之外,团队还加了两个关键设计:一个用在训练上,逼模型真正学会物理;一个用在输入上,告诉模型自车怎么开。下面一个个看。

△Motion Forcing 整体框架:点(轨迹)→形(深度视频)→貌(彩色视频)点:每辆车就是一个圆
每辆车被简化成一个圆:圆心代表它在哪,圆的大小代表它离镜头多远,越近越大。用户画的轨迹,就是这些圆怎么移动。
这样控制起来非常灵活:手画箭头、写一句指令,甚至直接调整某一时刻的速度,都能转成点的轨迹。
形:先理清谁在前、谁在后
接下来,模型先不画彩色画面,而是生成一段深度视频(一种灰度画面,每个像素表示离镜头有多远)。
深度视频里没有颜色和纹理,只有空间结构:谁在前、谁在后、谁挡住了谁、两车之间还有多远。碰撞、遮挡这些物理关系,在这一步就要先理顺。
貌:最后再上颜色
空间结构定下来之后,模型再以它为蓝本,补上颜色、光影和纹理,生成最终的视频。
值得一提的是,这两步用的是同一个模型。训练时,模型随机在 " 推结构 " 和 " 上颜色 " 两种任务之间切换,相当于一个模型同时学会了当 " 物理引擎 " 和 " 渲染器 "。
中间多了一层深度视频,还有个额外的好处:用户可以在上色之前先检查一遍,车的位置不对就挪一挪,再决定渲染。
盖住答案,逼它学物理
主线讲完,先看训练上的设计。光会照着轨迹画还不够。现实中,用户往往只画了开头几步,或者只画了其中几辆车。
于是团队在训练时故意 " 盖住答案 ":有时把轨迹的后半段遮掉,有时把某辆车的轨迹整条拿掉,但仍然要求模型生成完整、正确的深度视频。
想答对,模型就得自己学会惯性、遮挡这些物理规律:比如轨迹只画了前半段,模型就要根据车之前开多快,自己推出它后面会开到哪;被挡住的车,也不能凭空消失,等它重新露出来时,位置得对得上。
把镜头怎么动,直接 " 画 " 给模型看
再看输入上的设计。前面说的都是周围的车怎么动。可自车也在开,摄像头装在车上,整个画面会跟着转弯、前进。画面里一辆车位置变了,可能是它自己在动,也可能两辆车都动,所以除了周围车辆的轨迹,还得告诉模型自车要怎么开。
常见做法是把 " 转多少度、走多少米 " 这样一串数字喂给模型,但模型很难把这串数字准确对应到画面上。
Motion Forcing 换了个方式:先把第一帧的深度图,按照自车要走的路线 " 挪一挪 ",做成一段镜头运动的预览,再交给模型。
模型看到的不再是抽象的数字,而是每个像素该往哪移,转弯、加速、减速都控制得更准。这样,周围的车和自车就能各调各的。模型生成的视频就能做到,同一次加塞,自车可以换种方式减速;同一段自车行驶,前车也可以在不同的时机或角度切入。
画面不是最精致,但最讲物理
团队在 Waymo 的 100 段真实驾驶视频上做了测试,用了三把尺子:画面像不像真视频、动作连不连贯,以及符不符合物理。
结果很有意思。
Seedance 2.0 和 Wan 2.6 靠着海量数据预训练,画面这一项确实更好。
但一到动作和物理,局面就反过来了:Motion Forcing 的动作连贯性得分 205.2,明显好于 Wan 2.6 的 316.2 和 Seedance 2.0 的 345.6(越低越好);物理合理性得分 33.2,也高于两者的 31.2 和 30.5。
换句话说,大模型画得更漂亮,Motion Forcing 开得更 " 对 "。而对自动驾驶仿真来说,后者往往更要紧。

△Waymo 数据集上的对比结果:Motion Forcing 在动作连贯性与物理合理性上均排名第一
不过团队也坦言,Motion Forcing 还有短板:行人、自行车特别密集的场景里,几个圆点很难描述那么多小目标的动作;多辆车严重重叠时,深度也可能分不清前后顺序。如果用户画的轨迹太离谱、不符合真实情况,生成结果同样会出错。
团队介绍
本论文的第一作者为许添硕,现于香港科技大学(广州)攻读博士学位。
通讯作者为 Ying-Cong Chen(陈颖聪)教授,来自香港科技大学(广州)/ 香港科技大学,是港科大(广州)人工智能学域助理教授,兼任计算机科学与工程系联署助理教授,此前曾在麻省理工学院担任博士后研究员。
目前,团队已开源代码、模型和交互 Demo:上传一张图,点选画面里的车,画出轨迹,就能生成视频。
论文链接:https://arxiv.org/abs/2603.10408
项目主页:https://tianshuo-xu.github.io/Motion-Forcing/
代码:https://github.com/Tianshuo-Xu/Motion-Forcing
模型:https://huggingface.co/TSXu/MotionForcing_driving
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