GenXD是一種先進的3D-4D聯(lián)合生成框架，由新加坡國立大學與微軟公司聯(lián)合開發(fā)。該框架能夠從任意數(shù)量的條件圖像中生成高質(zhì)量的3D和4D場景，采用數(shù)據(jù)整理流程從視頻中提取相機姿態(tài)和物體強度，并基于這些信息以及龐大的4D數(shù)據(jù)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(lián)合推出的3D-4D生成框架，能夠從多種條件圖像中創(chuàng)造出高質(zhì)量的3D和4D場景。它通過數(shù)據(jù)整理流程提取視頻中的相機姿態(tài)和物體強度，并利用這些信息與大規(guī)模4D數(shù)據(jù)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(xiàn)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(zhì)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(tài)與靜態(tài)內(nèi)容。
• 精準的相機姿態(tài)估計：利用結(jié)構(gòu)從（SfM）技術，GenXD能夠有效地估計視頻中的相機姿態(tài)，為生成與相機軌跡一致的內(nèi)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(nèi)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(tài)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(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的情況下接納任意數(shù)量的輸入視圖。

GenXD的技術原理

• 數(shù)據(jù)整理流程：GenXD通過數(shù)據(jù)整理流程從視頻中提取相機姿態(tài)與物體信息，為模型訓練提供必要的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中實現(xiàn)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(tài)場景至關重要。
• 3D與4D數(shù)據(jù)融合：在訓練過程中，GenXD結(jié)合3D與4D數(shù)據(jù)，使模型同時學習空間與時間信息，從而提升生成質(zhì)量。
• 優(yōu)化3D表示：GenXD生成的圖像可直接用于優(yōu)化3D表示，如3D高斯點云（3D-GS）和Zip-NeRF，實現(xiàn)高質(zhì)量的3D場景重建。

GenXD的項目地址

• 項目官網(wǎng)：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(fā)：GenXD可用于創(chuàng)建游戲中的3D和4D環(huán)境，為玩家提供更為真實與動態(tài)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(xiàn)實（VR）與增強現(xiàn)實（AR）：GenXD生成沉浸式的3D和4D內(nèi)容，極大地提升VR與AR應用的用戶體驗。
• 建筑與城市規(guī)劃：基于GenXD生成的3D模型，建筑師和城市規(guī)劃者能夠更直觀地展示設計概念及規(guī)劃方案。
• 教育與培訓：GenXD可以創(chuàng)建模擬環(huán)境，應用于教育和專業(yè)培訓，如模擬手術、歷史重現(xiàn)等。

常見問題

• GenXD適合哪種類型的項目？：GenXD適合需要高質(zhì)量3D和4D場景生成的各類項目，包括游戲開發(fā)、電影制作和虛擬現(xiàn)實應用等。
• 如何獲取GenXD的技術支持？：用戶可通過項目官網(wǎng)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。