3D高斯泼溅:一项正在改变数字世界的新技术

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3D高斯泼溅:一项正在改变数字世界的新技术

近年来,一种名为“3D高斯泼溅”的新技术,正在悄悄改变我们感知和构建虚拟世界的方式。从虚拟数字人、AR/VR场景,到元宇宙的构建,它正走向大众视野。那么,它到底是什么?又为何如此重大?

技术原理简介:用“彩色气泡”建世界

简单来说,3D高斯泼溅是一种新型的三维建模方法。它的思路不是用传统的“骨架+皮肤”方式来搭建模型,而是用成千上万个小小的、带颜色的“气泡”来还原现实世界。

这些“气泡”每一个都有位置、形状、颜色和透明度,就像漂浮在空中的彩色雾点。当这些雾点数量足够多、分布得足够合理,就能组合成一个完整的三维场景,甚至可以做到以假乱真。

这些“气泡”来自真实的照片或视频,通过对多个角度的影像进行分析生成。最终,电脑可以用这些雾点快速渲染出完整的三维画面,而且超级流畅、真实。

与点云和倾斜摄影有何不同?

在过去,三维建模主要靠两种方式:

  • 点云:像是用一堆小点勾勒出物体形状,精度有限,看起来很粗糙。
  • 倾斜摄影:通过航拍照片生成三维地图,适合大范围场景,但细节处理不够细腻。

而3D高斯泼溅则是一种全新的方式。它不像点云那样只是“点”,也不需要构建复杂的三角形网格。它用的是“带颜色和形状”的斑点,渲染速度快、效果更真实,还能很好地表现毛发、衣物褶皱这类细节。

应用场景:从数字人到元宇宙

这项技术已经开始走入实际应用。例如阿里推出的“TaoAvatar”数字人项目,就利用3D高斯泼溅来打造高还原度的虚拟人像。在直播、短视频、虚拟导购中,这些数字人可以快速生成并驱动,表现自然,甚至能在实时互动中保持流畅和高画质。

3D高斯泼溅技术正在迅速成为元宇宙内容生态的重大支撑工具,苹果、Meta、谷歌、Niantic等科技巨头纷纷投入研究,并推动其在三维扫描领域的快速落地。

与传统建模方式相比,3D高斯泼溅能够更高效地构建沉浸式虚拟空间,让用户得以自由行走、观察每一个角落,同时支持更真实、更动态的实时更新,极大降低了内容创作的技术门槛,为元宇宙的普及与发展注入了强劲动力。

此外,它还可应用于游戏、数字遗产保存、电影特效制作等领域。列如,用它扫描古建筑或文物后,能生成高度还原的虚拟模型,供线上展览或远程教学使用。

优缺点:真实又快速,但仍有挑战

优势:3D高斯泼溅具备三个关键词:真实、高效、灵活。它能在较短时间内生成高质量的三维内容,并可实现实时渲染,不需要庞大的计算资源。细节表现力强,特别擅长处理头发、布料等复杂材质。

不足:它的模型由大量斑点组成,数据量较大,对电脑显存要求较高。同时,目前还不容易直接导入到一些传统三维软件或游戏引擎中,适配工具仍在完善中。另外,对于动态内容,列如人物动作,处理上也还在探索中。

前景展望:构建更真实的虚拟世界

随着技术不断成熟,3D高斯泼溅有望成为元宇宙和数字孪生等新兴领域的重大基石。它大大降低了构建虚拟世界的难度,让普通摄影也能“变身”三维场景,有可能彻底改变游戏制作、社交互动、在线教育等行业的内容创作方式。

可以预见,未来我们在手机或眼镜中看到的虚拟人、虚拟空间,许多都会由这项技术驱动。它不再是遥不可及的科研成果,而是一个正在走进大众生活的新引擎。

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