GenXD

GenXD是一種先進的3D-4D聯合生成框架，由新加坡國立大學與微軟公司聯合開發。該框架能夠從任意數量的條件圖像中生成高質量的3D和4D場景，采用數據整理流程從視頻中提取相機姿態和物體強度，并基于這些信息以及龐大的4D數據集CamVid-30K進行模型訓練。GenXD通過多視角時序模塊有效解耦相機和物體的，支持多種視角的條件生成，從而在單一模型中處理多樣的3D和4D生成任務。

GenXD是什么

GenXD是一款由新加坡國立大學和微軟公司聯合推出的3D-4D生成框架，能夠從多種條件圖像中創造出高質量的3D和4D場景。它通過數據整理流程提取視頻中的相機姿態和物體強度，并利用這些信息與大規模4D數據集CamVid-30K進行模型訓練。GenXD獨特的多視角時序模塊使得相機和物體得以解耦，從而實現多樣化的條件生成，極大地提升了生成任務的靈活性和效果。

GenXD的主要功能

• 高質量的3D和4D場景生成：GenXD可從單視圖或多視圖中生成精致的3D和4D場景，涵蓋動態與靜態內容。
• 精準的相機姿態估計：利用結構從（SfM）技術，GenXD能夠有效地估計視頻中的相機姿態，為生成與相機軌跡一致的內容奠定基礎。
• 物體識別：通過深度估計和關鍵點跟蹤，GenXD能夠識別并模擬視頻中物體的特征。
• 多視角時序處理模塊：框架內的模塊能夠處理多視角和時間信息，成功解耦相機與物體的，生成更加真實的動態場景。
• 靈活的掩碼潛在條件：GenXD支持掩碼潛在條件進行條件生成，允許模型在不改變網絡結構的情況下接納任意數量的輸入視圖。

GenXD的技術原理

• 數據整理流程：GenXD通過數據整理流程從視頻中提取相機姿態與物體信息，為模型訓練提供必要的數據基礎。
• 多視角時序模塊：框架的多視角時序模塊能夠處理多視角與時間信息，采用α融合策略在3D和4D數據中實現無縫學習。
• 掩碼潛在條件擴散模型：GenXD利用掩碼潛在條件擴散模型（LDM）生成不同相機視角和時間步長的圖像，支持單視圖與多視圖生成。
• 相機與物體解耦：基于多視角時序模塊，GenXD有效分離相機與物體，這對生成動態場景至關重要。
• 3D與4D數據融合：在訓練過程中，GenXD結合3D與4D數據，使模型同時學習空間與時間信息，從而提升生成質量。
• 優化3D表示：GenXD生成的圖像可直接用于優化3D表示，如3D高斯點云（3D-GS）和Zip-NeRF，實現高質量的3D場景重建。

GenXD的項目地址

• 項目官網：gen-x-d.github.io
• GitHub倉庫：https://github.com/HeliosZhao/GenXD
• arXiv技術論文：https://arxiv.org/pdf/2411.02319

GenXD的應用場景

• 視頻游戲開發：GenXD可用于創建游戲中的3D和4D環境，為玩家提供更為真實與動態的游戲體驗。
• 電影和視覺效果制作：在電影拍攝中，GenXD能夠生成復雜的3D場景和特效，有效降低實際拍攝及后期制作的成本。
• 虛擬現實（VR）與增強現實（AR）：GenXD生成沉浸式的3D和4D內容，極大地提升VR與AR應用的用戶體驗。
• 建筑與城市規劃：基于GenXD生成的3D模型，建筑師和城市規劃者能夠更直觀地展示設計概念及規劃方案。
• 教育與培訓：GenXD可以創建模擬環境，應用于教育和專業培訓，如模擬手術、歷史重現等。

常見問題

• GenXD適合哪種類型的項目？：GenXD適合需要高質量3D和4D場景生成的各類項目，包括游戲開發、電影制作和虛擬現實應用等。
• 如何獲取GenXD的技術支持？：用戶可通過項目官網或GitHub倉庫獲取最新的技術支持和文檔信息。
• GenXD的使用門檻高嗎？：雖然GenXD的功能強大，但其設計考慮了用戶的易用性，配備了詳細的文檔以幫助用戶快速上手。