SAM 3D – Meta開源的3D生成模型

SAM 3D，一項(xiàng)由 Meta 擘畫的尖端三維重建技術(shù)，宛如一位數(shù)字世界的雕塑家，能夠?qū)⒍S影像轉(zhuǎn)化為栩栩如生的三維實(shí)體。它并非單一模型，而是由 SAM 3D Objects 和 SAM 3D Body 兩大精銳組成，各自肩負(fù)著獨(dú)特的使命。

SAM 3D：二維到三維的魔術(shù)師

SAM 3D 是一套由 Meta 匠心打造的先進(jìn)三維生成模型，其核心由 SAM 3D Objects 和 SAM 3D Body 這兩個(gè)子模型構(gòu)成。SAM 3D Objects 擅長(zhǎng)從一張靜態(tài)圖像中復(fù)原出物體乃至整個(gè)場(chǎng)景的三維形態(tài)，其能力不僅體現(xiàn)在對(duì)多視角一致性的嚴(yán)謹(jǐn)把控，更在于對(duì)復(fù)雜遮擋場(chǎng)景的從容應(yīng)對(duì)。而 SAM 3D Body 則專精于人體，能夠精確還原人體姿態(tài)、骨骼結(jié)構(gòu)以及可驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)格模型，為虛擬人體的構(gòu)建和動(dòng)作捕捉等應(yīng)用領(lǐng)域提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

SAM 3D 的核心本領(lǐng)

• SAM 3D Objects
  • 單圖三維復(fù)原：該模型能夠從一張二維圖像中預(yù)測(cè)出物體的三維結(jié)構(gòu)，涵蓋了深度信息的推斷、網(wǎng)格模型的構(gòu)建，以及材質(zhì)與表面外觀的估算。
  • 全方位視角協(xié)調(diào)：其生成的三維模型能夠?qū)崿F(xiàn)多視角下的高度統(tǒng)一，為用戶提供流暢的多視角觀察與互動(dòng)體驗(yàn)。
  • 應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境：在面對(duì)存在遮擋、非標(biāo)準(zhǔn)視角或光照不足的場(chǎng)景時(shí)，SAM 3D Objects 依然能夠展現(xiàn)出強(qiáng)大的重建能力和卓越的泛化性能。
  • 多元應(yīng)用領(lǐng)域：該模型在數(shù)字孿生、機(jī)器人感知、室內(nèi)外場(chǎng)景建模、自動(dòng)駕駛環(huán)境理解等方面均有廣泛的應(yīng)用前景。
• SAM 3D Body
  • 人體姿態(tài)與網(wǎng)格精細(xì)恢復(fù)：此模型能夠從單張圖像中精準(zhǔn)恢復(fù)人體三維姿態(tài)、骨骼骨架以及可動(dòng)畫化的網(wǎng)格，尤其在手部、腳部以及肢體關(guān)鍵點(diǎn)的恢復(fù)上達(dá)到了極高的精度。
  • 強(qiáng)大的魯棒性：即使在非標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)、存在遮擋或部分身體缺失的情況下，SAM 3D Body 也能保持出色的表現(xiàn)，使其能夠勝任各種復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
  • 賦能虛擬世界：該模型在虛擬人物建模、動(dòng)作捕捉、數(shù)字資產(chǎn)制作、游戲開發(fā)等領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。

SAM 3D 的技術(shù)基石

• 多模態(tài)輸出的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：SAM 3D 采用多頭預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，能夠同時(shí)輸出深度、法線、遮罩和網(wǎng)格等多種信息，極大地提升了重建的精度和完整性，尤其在處理復(fù)雜場(chǎng)景和遮擋時(shí)效果顯著。
• 海量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與弱監(jiān)督學(xué)習(xí)：借助龐大的數(shù)據(jù)引擎，結(jié)合人工標(biāo)注與AI生成的數(shù)據(jù)，SAM 3D 運(yùn)用弱監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，有效降低了對(duì)高質(zhì)量標(biāo)注數(shù)據(jù)的依賴，從而大幅增強(qiáng)了模型的泛化能力。
• Transformer 架構(gòu)的革新：SAM 3D Body 巧妙地運(yùn)用了 Transformer 架構(gòu)，支持基于提示（如掩碼和關(guān)鍵點(diǎn)）的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了高精度的人體姿態(tài)和網(wǎng)格重建，能夠靈活適應(yīng)各種復(fù)雜姿勢(shì)和遮擋情況。
• 創(chuàng)新的數(shù)據(jù)標(biāo)注機(jī)制：通過對(duì)模型生成的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行人工評(píng)估，SAM 3D 的數(shù)據(jù)引擎能夠高效地標(biāo)注海量的真實(shí)世界圖像，有效彌補(bǔ)了三維數(shù)據(jù)稀缺的短板。
• 優(yōu)化推理，追求效率：SAM 3D 融合了擴(kuò)散模型等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)推理速度進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了較低的顯存占用和快速的重建能力，使其能夠勝任常見硬件上的實(shí)時(shí)運(yùn)行需求。

SAM 3D 的探索之路

• 官方網(wǎng)站：https://ai.meta.com/sam3d/
• GitHub 倉(cāng)庫(kù)：
  • SAM 3D Body：https://github.com/facebookresearch/sam-3d-body
  • SAM 3D Objects：https://github.com/facebookresearch/sam-3d-objects
• 技術(shù)深度解析：https://ai.meta.com/research/publications/sam-3d-body-robust-full-body-human-mesh-recovery/

SAM 3D 的廣闊天地

• 宏大場(chǎng)景的數(shù)字化：從一張照片即可重建物體、建筑乃至室內(nèi)外場(chǎng)景的三維模型，為虛擬設(shè)計(jì)、建筑可視化及數(shù)字孿生提供強(qiáng)大支撐。
• 自動(dòng)駕駛的“慧眼”：助力自動(dòng)駕駛系統(tǒng)快速理解復(fù)雜環(huán)境的三維結(jié)構(gòu)，顯著提升其環(huán)境感知能力。
• 單圖人體復(fù)原的革新：僅憑一張照片即可生成高精度的人體姿態(tài)和網(wǎng)格模型，為虛擬角色的塑造提供了無限可能。
• 低成本的動(dòng)作捕捉方案：無需昂貴的專業(yè)設(shè)備，通過單張圖像即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)作捕捉，為影視、游戲等行業(yè)的早期制作流程帶來便利。
• 高效的三維模型生成：能夠從單張圖像快速生成可在 AR/VR 環(huán)境中交互的三維模型，極大地提升了內(nèi)容創(chuàng)作的效率。
• 沉浸式虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建：可與 SAM 等其他模型協(xié)同工作，共同構(gòu)建出逼真且引人入勝的虛擬場(chǎng)景，帶來前所未有的沉浸式體驗(yàn)。