GaussianAnything – 南洋理工 S-Lab 和上海 AI Lab 等推出的 3D 生成框架

GaussianAnything 是由南洋理工大學(xué) S-Lab 聯(lián)合上海 AI Lab 等機(jī)構(gòu)研發(fā)的一個(gè)創(chuàng)新型 3D 生成框架。它通過交互式的點(diǎn)云結(jié)構(gòu)化潛空間和級聯(lián)流匹配模型，致力于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量且可擴(kuò)展的 3D 內(nèi)容生成。該工具支持多模態(tài)條件輸入，包括點(diǎn)云、文本描述以及單/多視圖圖像，能夠生成具有幾何與紋理解耦特性的 3D 資產(chǎn)，從而便于后續(xù)的編輯和調(diào)整。相較于現(xiàn)有方法，GaussianAnything 在文本和圖像引導(dǎo)的 3D 生成任務(wù)中展現(xiàn)出更優(yōu)秀的 3D 一致性和生成質(zhì)量。

GaussianAnything是什么

GaussianAnything 是南洋理工大學(xué) S-Lab 與上海 AI Lab 等機(jī)構(gòu)合作推出的 3D 生成框架。它利用交互式的點(diǎn)云結(jié)構(gòu)化潛空間和級聯(lián)流匹配模型，能夠高效生成高質(zhì)量、可擴(kuò)展的 3D 內(nèi)容。GaussianAnything 支持多模態(tài)輸入，不僅包括點(diǎn)云和文本，還能處理單視圖或多視圖圖像，使得生成的 3D 資產(chǎn)在幾何和紋理上實(shí)現(xiàn)解耦，便于后期編輯。該框架在文本和圖像引導(dǎo)的 3D 生成任務(wù)中表現(xiàn)出色，超越了許多現(xiàn)有技術(shù)，提供了更為一致的 3D 效果和生成質(zhì)量。

GaussianAnything的主要功能

• 多模態(tài)條件輸入：支持多種輸入形式，如點(diǎn)云、文本描述以及單/多視圖圖像。
• 高質(zhì)量 3D 生成：能夠生成細(xì)節(jié)豐富、表面質(zhì)量高的 3D 模型，適應(yīng)不同分辨率和細(xì)節(jié)層次的需求。
• 靈活的 3D 編輯能力：支持對生成的 3D 模型進(jìn)行形狀調(diào)整、紋理替換等多種編輯操作。
• 多種輸出格式支持：生成的 3D 模型可以導(dǎo)出為點(diǎn)云、高斯表面（Surfel Gaussian）或三角網(wǎng)格（Mesh），滿足不同應(yīng)用需求。

GaussianAnything的技術(shù)原理

• 3D VAE 編碼器：以多視圖 RGB-D（深度）和法線（Normal）渲染圖作為輸入，使用 3D-Attention Transformer 編碼器，將 3D 物體壓縮到點(diǎn)云結(jié)構(gòu)化的潛空間中，保留豐富的幾何和紋理信息，從而降低潛空間的維度，提高訓(xùn)練效率。
• 點(diǎn)云結(jié)構(gòu)化潛空間：通過 Cross Attention 將特征投影到稀疏的 3D 點(diǎn)云上，形成點(diǎn)云結(jié)構(gòu)化的潛變量，保留 3D 物體的幾何信息，支持高效的 3D 擴(kuò)散模型訓(xùn)練。
• 級聯(lián)擴(kuò)散模型：
  • 第一階段：生成稀疏點(diǎn)云，確定 3D 物體的幾何布局。
  • 第二階段：在點(diǎn)云條件下生成紋理細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)幾何與紋理的解耦。
• 高質(zhì)量解碼器：通過 3D Transformer 和上采樣模塊，將點(diǎn)云潛變量逐步上采樣為高分辨率的高斯表面（Surfel Gaussian），最終解碼為稠密的 3D 模型。

GaussianAnything的項(xiàng)目地址

• 項(xiàng)目官網(wǎng)：https://nirvanalan.github.io/projects/GA/
• GitHub倉庫：https://github.com/NIRVANALAN/GaussianAnything
• arXiv技術(shù)論文：https://arxiv.org/pdf/2411.08033
• 在線體驗(yàn)Demo：https://huggingface.co/spaces/yslan/GaussianAnything

GaussianAnything的應(yīng)用場景

• 3D 游戲與影視特效：快速生成高質(zhì)量的 3D 模型，簡化內(nèi)容創(chuàng)作過程。
• 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）：創(chuàng)建虛擬場景和對象，增強(qiáng)沉浸感。
• 工業(yè)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)：基于文本或圖像快速生成和編輯 3D 設(shè)計(jì)原型。
• 文化遺產(chǎn)與建筑可視化：實(shí)現(xiàn) 3D 重建和修復(fù)，助力數(shù)字化保護(hù)和展示。
• 機(jī)器人與 AI 訓(xùn)練：生成 3D 數(shù)據(jù)以用于機(jī)器人視覺和 AI 模型訓(xùn)練。

常見問題

• GaussianAnything支持哪些輸入形式？ GaussianAnything 支持點(diǎn)云、文本描述和單/多視圖圖像作為輸入。
• 生成的 3D 模型可以導(dǎo)出為哪些格式？ 生成的模型可以導(dǎo)出為點(diǎn)云、高斯表面（Surfel Gaussian）或三角網(wǎng)格（Mesh）。
• GaussianAnything適合哪些應(yīng)用場景？ 該框架適用于 3D 游戲、影視特效、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、工業(yè)設(shè)計(jì)、文化遺產(chǎn)保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。