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Two-stage distilled inference pipeline that animates a character from a driving video, wiring the Phase 1-3 SCAIL-2 conditioning into a runnable CLI. - scail_animation.py: ScailAnimationPipeline (mirrors distilled.py) plus a pure, testable build_scail_conditionings that assembles VideoConditionByDrivingLatent + VideoConditionByMaskChannels (driving appended, mask on the trailing driving tokens), and a load_masks helper. main() + scail_animation_arg_parser add --driving-video / --mask-path / --mode / --driving-strength on top of the standard two-stage distilled parser. - LTXModelConfigurator now reads config `mask_conditioning_channels`, so a SCAIL-trained checkpoint whose config declares it builds the widened patchify_proj automatically — no runtime widening wrapper needed at inference. - CLAUDE.md pipeline table row. Verified on CPU (verify_phase4_pipeline.py): the module imports, the CLI parses the SCAIL flags, build_scail_conditionings grows the sequence and places the mask channels on the driving tokens (target stays zero), driving-only leaves cond_channels None, and the configurator honors mask_conditioning_channels (patchify_proj widened from config). End-to-end runs still need a GPU and a SCAIL-trained checkpoint. Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 <noreply@anthropic.com>
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# SCAIL-2 → LTX-2 移植計畫
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將 SCAIL-2（arXiv:2606.10804，`zai-org/SCAIL-2`）的端到端角色動畫手法移植到 LTX-2。
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> **注意**：SCAIL-2 原始實作建構於 **Wan 2.1**，非 LTX-2。座標慣例與架構需翻譯到 LTX 的資料流。
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## 三個核心機制
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1. **Driving latent 直接串接** — 把驅動影片 latent 直接接進 DiT token 序列（不經骨架/pose 中介），用 width 軸座標偏移 ΔW 讓 driving 座標跟主 video 座標分開。
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2. **In-context mask channel** — 疊加額外輸入 channel（1 個環境開關 + K=6 個角色綁定槽，展開為 `4(K+1)=28` channel）到模型輸入，讓模型知道背景/角色對應。
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3. **Mode-specific RoPE** — Animation Mode 與 Replacement Mode 用不同的座標指派規則。
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## LTX-2 對應落點
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| 機制 | LTX-2 落點 | 改權重？ |
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| 1. Driving 串接 + ΔW | 新 `ConditioningItem`（clone `reference_video_cond.py`），改 `positions` 偏移 | 否 |
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| 3. Mode-specific RoPE | 上述 item 加 `DrivingMode` enum | 否 |
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| 2. In-context mask channel | 加寬 `patchify_proj` 輸入 channel + `LatentState` 帶額外 channel + 投影前 concat | **是**（需微調） |
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**關鍵洞察**：LTX 的 `ConditioningItem.apply_to(latent_state, latent_tools) -> LatentState` 就是「串接進序列」的天然注入點，機制 1+3 **完全不用動 transformer / rope.py**。RoPE 由 `LatentState.positions` `[B,3,T,2]`（pixel 座標，axis1=(time,h,w)）驅動；ΔW = 對 `positions[:,2]`（width）加常數。width 正規化上界 `max_pos[2]=2048`，超過會 wrap。
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## SCAIL-2 座標規則（論文）
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序列 `[z_ref; z_t; z_driv]`，driving 永遠在 width 軸帶固定偏移 ΔW：
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| | Animation | Replacement |
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|---|---|---|
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| z_ref | T=0, H=[0,Hv), W=[0,Wv) | T=0, **H=[ΔH_ref, ΔH_ref+Hv)**, W=[0,Wv) |
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| z_t | T=[1,Tv], H=[0,Hv), W=[0,Wv) | T=[0,Tv−1], H=[0,Hv), W=[0,Wv) |
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| z_driv | T=[1,Tv], H=[0,Hv), **W=[ΔW, ΔW+Wv)** | T=[0,Tv−1], H=[0,Hv), **W=[ΔW, ΔW+Wv)** |
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## 分階段計畫
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### Phase 1 — Driving 串接 item（機制 1+3，推論期 PoC）✅ 已完成
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- 純推論、不改權重、不動 `patchify_proj`、不碰 ltx-trainer。
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- 用現有 checkpoint 驗證資料流正確性（序列長度、座標偏移、attention mask、denoise_mask、不 wrap）。
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- **PoC 僅驗證 plumbing**；LTX-2 未經此訓練，畫面不會是正確動畫。
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### Phase 2 — In-context mask channel（機制 2，checkpoint 手術）✅ 已完成（plumbing）
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- **決策**：時間編碼採忠實堆疊，`8×(K+1)=56` channel（LTX 時間因子 8，K=6），非 Wan 的 28。
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- `LTXModel(mask_conditioning_channels=0)` config-gated 加寬 `patchify_proj`；預設不變。
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- `LatentState`/`Modality` 加 `cond_channels` 欄位，跟著 clone/clear/append 流動；投影前在 `_apply_patchify_proj` concat（None 補零）。
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- 新輸入欄位 **zero-init**：`widen_patchify_proj_for_mask_channels` 轉換舊 checkpoint，行為不變、待微調才生效。
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- `VideoConditionByMaskChannels`：(K+1) 語意 mask → 空間下採樣 + 時間 8× 堆疊 → 寫入尾端 driving token（target 保持零，符合論文）。
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- 驗證通過（`verify_mask_channels.py`）：向後相容、zero-init 加寬 forward == baseline、mask pipeline 不 crash。**僅驗證 plumbing，畫質需 Phase 3 微調。**
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### Phase 3 — 訓練整合（ltx-trainer）✅ 已完成（程式碼路徑；實訓需 GPU）
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- **決策**：完整整合到 `FlexibleStrategy`；訓練 = LoRA + 解凍 `patchify_proj`（新 mask 欄位無法純 LoRA 訓練）。
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- 新 `DrivingConditionConfig` + `MaskChannelsConditionConfig`（`flexible.py`）；`_apply_driving_condition`(cond-first concat + ΔW) + `_build_mask_channels`(重用 `encode_mask_channels`) → `Modality.cond_channels`。
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- `load_transformer(mask_conditioning_channels=)` 用 `widen_module_patchify_proj_for_mask_channels` 加寬；`ModelConfig.mask_conditioning_channels`；trainer 在 LoRA 模式解凍 patchify_proj。
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- `configs/scail_animation_lora.yaml` + docs。CPU 單元驗證通過（`verify_phase3_trainer.py`）。
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- **本機無 GPU/Linux/checkpoint → 未跑實機訓練**；dataset 前處理（driving latents + 語意 mask）與 validation runner 接線未做。
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### Phase 4 — Pipeline + CLI 包裝 ✅ 已完成（程式碼路徑；實跑需 GPU）
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- `LTXModelConfigurator` 讀 `mask_conditioning_channels` → SCAIL checkpoint 自描述、載入自動加寬（不需 runtime wrapper）。
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- `scail_animation.py`：`ScailAnimationPipeline`（仿 `distilled.py` 兩階段）+ 可測純函式 `build_scail_conditionings`（driving + mask 條件組裝）+ `load_masks` + `main()`。
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- `utils/args.py` `scail_animation_arg_parser`（`--driving-video/--mask-path/--mode/--driving-strength`）。
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- CPU 驗證通過（`verify_phase4_pipeline.py`）；`ltx-pipelines/CLAUDE.md` 表格 row。
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- **實機端到端需 GPU + SCAIL-trained checkpoint**（config 含 `mask_conditioning_channels` + 訓練好的 patchify_proj + LoRA）。
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## Phase 1 簡化取捨（記錄，Phase 2 需回頭處理）
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- (a) driving 時間座標直接複製 target 的（token-wise），故 driving 需與 target 同 F/H/W。
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- (b) 單一 frozen driving group 的 `attention_mask` 維持 None（= 全連接，target 完全看得到 driving），與 reference cond 一致。
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- (c) **ANIMATION 與 REPLACEMENT 在 Phase 1 產生相同 driving 座標** — mode 差異（z_ref 的 ΔH_ref 高度位移、target 時間原點、mask channel）屬 Phase 2，enum 先保留佔位。
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## 參考
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- 論文：arXiv:2606.10804 — *SCAIL-2: Unifying Controlled Character Animation with End-to-end In-Context Conditioning*
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- 官方實作：`zai-org/SCAIL-2`（GitHub / HuggingFace），建構於 Wan 2.1
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- 藍本檔案：`packages/ltx-core/src/ltx_core/conditioning/types/reference_video_cond.py`
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