多模态 AI 基础与工程

这个主题把输入输出从纯文本扩展到图片、语音、视频和文档。前端天然处理多媒体,因此多模态是前端进入 AI 产品的重要入口。

多模态不是“给 Chat 加一个上传按钮”。图片、音频、视频和 PDF 都有自己的解析、预览、状态、权限、成本和延迟问题。这个阶段会把多模态能力拆成输入理解、媒体处理、模型调用、结果呈现和用户修正几条链路。

学习目标

完成这个主题后,你应该能够:

  • 判断图片、音频、视频、PDF 和截图分别适合哪些模型能力。
  • 设计支持上传、预览、标注、进度反馈和错误恢复的多模态交互。
  • 解释 OCR、layout understanding、视觉问答、语音识别和语音合成的工程边界。
  • 实现图片问答、PDF 文档解析问答和语音输入回复。
  • 为多模态 RAG 设计文本、图片、页面和来源引用之间的映射关系。

关键概念

Multimodal Input 指模型或系统能接收文本以外的信息,例如图片、音频、视频帧、PDF 页面、截图和结构化文件。

Vision Understanding 适合识别画面内容、UI 状态、图表、截图和文档页面,但它并不天然等于精确 OCR 或严格表格抽取。

AI OCR 不只是识别文字,还可能理解版面、标题层级、表格结构、阅读顺序和图片说明。

Realtime Audio 把语音识别、模型生成和语音合成连接成低延迟对话体验,关键体验指标是打断、轮次切换和端到端延迟。

Multimodal RAG 要同时处理文本检索和视觉证据。PDF 页面、图片区域、OCR 文本、截图描述和原始文件之间需要稳定的 source mapping。

Multimodal 输入输出

这张图说明多模态产品通常不是一个模型直接解决全部问题,而是把媒体解析、上下文组装、模型生成和结果交互连接起来。

核心主题

  • 多模态:text、image、audio、video、document。
  • Vision Model:image understanding、image caption、visual question answering、screenshot understanding。
  • OCR 与文档理解:传统 OCR、AI OCR、layout understanding、table extraction、PDF parsing。
  • Audio AI:speech to text、text to speech、voice conversation、realtime audio。
  • Image Generation:text to image、image editing、style transfer、prompt for image generation。
  • Video AI:video understanding、video summarization、video generation。
  • Multimodal RAG:text + image retrieval、document image retrieval、screenshot retrieval。
  • Multimodal UX:upload、preview、annotation、streaming media、progressive result。

阶段实践拆解

  1. 实现多模态上传区:支持图片、PDF 和音频,展示文件状态、大小限制、预览和失败原因。
  2. 实现图片问答:把图片和用户问题一起发送给视觉模型,返回可追问的文本回答。
  3. 处理 PDF:解析页面文本、表格和图片,保留页码、区域和 source id,为 RAG 做准备。
  4. 实现 PDF 问答:将解析文本切分并入库,回答时展示引用页码和原文片段。
  5. 实现语音输入:接入 speech to text,把转写结果作为用户消息,并允许用户编辑后发送。
  6. 增加语音回复:接入 text to speech,支持播放、暂停、重新生成和音色选择。
  7. 增加多模态调试:展示原始输入、解析结果、上下文、模型输出和引用来源。

阶段实践

  • 实现图片问答。
  • 实现 PDF 文档解析问答。
  • 实现语音输入 + AI 回复。

计划文章

  • 多模态 AI 对前端意味着什么
  • AI OCR 为什么会重构文档处理
  • 如何设计一个支持图片输入的 AI Chat