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LHM

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LHM – 阿里通義開源的單圖生成可動畫3D人體模型

LHM

LHM(Large Animatable Human Reconstruction Model)是阿里巴巴通義實驗室開發的一款創新性產品,旨在通過單張圖像重建可動畫化的3D人體模型。該模型基于多模態Transformer架構,巧妙地結合了3D幾何特征與2D圖像特征,采用注意力機制以保留服裝的幾何形狀和紋理細節,并引入頭部特征金字塔編碼方案以提升面部細節的恢復能力。LHM以3D高斯點云(Gaussian Splatting)形式呈現重建的3D模型,支持實時渲染和姿態控制動畫,能夠在幾秒鐘內生成高質量的可動畫化3D人體模型,特別適合于增強現實(AR)和虛擬現實(VR)等沉浸式應用場景。

LHM是什么

LHM(Large Animatable Human Reconstruction Model)是由阿里巴巴通義實驗室推出的一種技術,能夠通過單張圖片快速重建可動畫的3D人體模型。該模型依托多模態Transformer架構,融合了3D幾何與2D圖像特征,利用注意力機制確保服裝的幾何形狀和細節紋理得到良好保留。此外,LHM還創新性地設計了一個頭部特征金字塔編碼方案,以增強面部細節的恢復能力。通過3D高斯點云形式進行表示,LHM不僅支持實時渲染,還能實現姿態控制動畫,快速生成高質量的3D人體模型,非常適合用于AR/VR等沉浸式應用。

LHM的主要功能

  • 快速重建:能夠在幾秒鐘內將單張圖像轉換為可動畫化的3D模型,無需復雜的后期處理。
  • 高保真細節:精準保留服裝紋理和面部細節等重要信息,生成的3D模型質量極高。
  • 實時動畫:支持基于姿態控制的實時動畫渲染,適合各種沉浸式應用場景(如AR/VR)。
  • 泛化能力強:在開放環境下表現優異,能夠適應多樣化的場景和姿態。

LHM的技術原理

  • 多模態Transformer架構:將3D幾何特征(從SMPL-X模板提取的表面點)與2D圖像特征(由預訓練的視覺Transformer獲取)相結合,有效地處理幾何與視覺信息。特別針對頭部區域設計的多尺度特征提取方案,能夠增強面部細節的恢復表現。
  • 3D高斯點云表示:采用3D高斯點云(Gaussian Splatting)方式表示3D模型,確保實時、高質量的渲染效果。模型直接預測高斯點云的參數(如位置、旋轉、縮放、顏色等),實現從輸入圖像到3D模型的快速轉換。
  • 自監督學習:通過大規模視頻數據進行訓練,利用渲染損失和正則化項優化模型,避免了對稀缺3D掃描數據的依賴。在訓練過程中,采用“盡可能接近”和“盡可能接近球形”的正則化項,以保持3D模型的幾何合理性。
  • 實時動畫支持:基于SMPL-X骨架參數將重建的3D模型變形至目標姿態,支持實時姿態控制動畫。整個重建與動畫化的過程可以在一次前向傳播中完成,非常適合實時應用。

LHM的項目地址

LHM的應用場景

  • 虛擬現實(VR)和增強現實(AR):能夠快速將圖像轉換為可動畫的3D虛擬角色,增強用戶的沉浸體驗和交互樂趣。
  • 游戲開發:快速生成高質量的3D角色模型,支持實時動畫,有效提升開發效率和游戲體驗。
  • 影視制作:在特效和動畫電影制作中,快速生成角色模型,顯著提高制作效率和質量。
  • 社交媒體和內容創作:用戶可以生成3D虛擬形象用于社交平臺,創作者能夠迅速生成3D角色以滿足短視頻等需求。
  • 教育和培訓:創建虛擬教師或助教用于在線教育,生成3D模型以支持醫療、軍事等領域的模擬訓練。

常見問題

  • 如何使用LHM進行3D模型重建?:用戶需提供一張圖像,LHM會在幾秒內生成可動畫的3D模型,具體操作可參考官網提供的指南。
  • LHM支持哪些操作系統?:LHM為基于云端的應用,用戶可通過瀏覽器訪問,無需特定操作系統支持。
  • 生成的3D模型可以用于哪些平臺?:生成的3D模型適用于AR/VR應用、游戲引擎、影視制作等多種平臺。
  • 是否需要專業知識才能使用LHM?:LHM設計為用戶友好,普通用戶也能輕松上手,相關的操作說明將會提供。
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