Dive3D – 北大聯(lián)合小紅書推出的文本到3D生成框架

Dive3D是北京大學(xué)與小紅書攜手打造的文本到3D生成框架，它顛覆性地采用了分?jǐn)?shù)隱式匹配（SIM）損失，從而避免了模式坍塌問題，極大地提升了3D生成內(nèi)容的多樣性。Dive3D在文本契合度、用戶偏好和視覺保真度上均表現(xiàn)出色，并在GPTEval3D基準(zhǔn)測試中取得了優(yōu)異成績，展現(xiàn)了其在生成高質(zhì)量、多樣化3D資產(chǎn)方面的強(qiáng)大實(shí)力。

Dive3D：開啟3D創(chuàng)作新紀(jì)元

Dive3D，作為一款前沿的文本到3D生成框架，由北京大學(xué)與小紅書強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手推出。它憑借創(chuàng)新的分?jǐn)?shù)隱式匹配（SIM）損失，巧妙規(guī)避了模式坍塌的困擾，從而實(shí)現(xiàn)了3D內(nèi)容生成多樣性的飛躍。Dive3D不僅在文本理解方面表現(xiàn)卓越，還兼顧了用戶偏好和視覺真實(shí)感，在GPTEval3D基準(zhǔn)測試中斬獲佳績，充分證明了其生成高質(zhì)量、多樣化3D資產(chǎn)的強(qiáng)大能力。

Dive3D的核心功能

• 多樣化3D內(nèi)容生成：根據(jù)文本提示詞，Dive3D能夠創(chuàng)作出風(fēng)格迥異、細(xì)節(jié)豐富的3D模型，有效避免了傳統(tǒng)方法生成的單一和同質(zhì)化結(jié)果。
• 高質(zhì)量3D模型生成：Dive3D生成的3D模型擁有出色的視覺保真度，包括精細(xì)的紋理、逼真的幾何形狀以及恰當(dāng)?shù)墓庹招Ч取?/li>
• 卓越的文本對齊能力：Dive3D生成的3D模型能夠精準(zhǔn)地與輸入的文本描述相符，準(zhǔn)確地呈現(xiàn)文本中描述的各種元素和特征。
• 支持多種3D表示形式：Dive3D支持多種3D表示形式，包括神經(jīng)輻射場（NeRF）、高斯點(diǎn)云（Gaussian Splatting）和網(wǎng)格（Mesh）等，滿足不同應(yīng)用場景和用戶的多元化需求。

Dive3D的技術(shù)解析

• 分?jǐn)?shù)隱式匹配（SIM）損失：Dive3D的核心技術(shù)。傳統(tǒng)的基于KL散度的損失函數(shù)易導(dǎo)致模式尋求行為，限制了生成的多樣性。SIM損失直接匹配生成內(nèi)容的概率密度梯度場（分?jǐn)?shù)）和擴(kuò)散先驗(yàn)的分?jǐn)?shù)，鼓勵模型探索多個高概率區(qū)域，在保證保真度的同時提升生成的多樣性。
• 統(tǒng)一的散度視角框架：Dive3D將擴(kuò)散蒸餾和獎勵引導(dǎo)優(yōu)化整合到一個基于散度的框架中。框架包括三個核心的散度損失，條件擴(kuò)散先驗(yàn)損失（CDP）、無條件擴(kuò)散先驗(yàn)損失（UDP）和獎勵損失（ER）。通過合理地組合和調(diào)整損失的權(quán)重，在生成的多樣性、文本對齊和視覺質(zhì)量之間取得平衡。
• 基于擴(kuò)散模型的優(yōu)化：Dive3D利用預(yù)訓(xùn)練的2D擴(kuò)散模型（如Stable Diffusion）作為先驗(yàn)知識，基于多視圖渲染將3D表示優(yōu)化為與文本提示相匹配的2D圖像。在優(yōu)化過程中，迭代地對3D模型進(jìn)行渲染、計(jì)算損失并更新模型參數(shù)，讓生成的3D模型的渲染圖像逐漸接近預(yù)訓(xùn)練擴(kuò)散模型所期望的圖像分布。
• 高效的優(yōu)化算法：Dive3D采用高效的優(yōu)化算法和策略，以提高優(yōu)化效率。例如，引入分類器引導(dǎo)（Classifier-Free Guidance，CFG）技術(shù)，在優(yōu)化過程中更好地平衡文本條件和無條件的生成效果；基于合理設(shè)置噪聲時間表和優(yōu)化步長等參數(shù)，加快優(yōu)化收斂速度，減少生成時間。

Dive3D的探索之旅

• 項(xiàng)目官網(wǎng)：https://ai4scientificimaging.org/dive3d/
• GitHub倉庫：https://github.com/ai4imaging/dive3d
• arXiv技術(shù)論文：https://arxiv.org/pdf/2506.13594

Dive3D的應(yīng)用前景

• 游戲開發(fā)：快速生成游戲中的角色、道具和場景。根據(jù)游戲劇本中的描述，自動生成具有不同風(fēng)格和細(xì)節(jié)的游戲角色模型，減少美術(shù)設(shè)計(jì)的工作量。
• 影視制作：為電影、電視劇和動畫制作提供創(chuàng)意原型和概念設(shè)計(jì)。根據(jù)劇本描述生成場景和角色的3D模型，幫助導(dǎo)演和美術(shù)師更好地進(jìn)行創(chuàng)意構(gòu)思。
• 建筑設(shè)計(jì)：根據(jù)文本描述生成建筑模型，幫助建筑師快速展示設(shè)計(jì)概念，進(jìn)行方案比較和優(yōu)化。
• 虛擬場景構(gòu)建：為VR和AR應(yīng)用生成逼真的虛擬場景和物體。在虛擬旅游應(yīng)用中，根據(jù)用戶輸入的地點(diǎn)描述生成相應(yīng)的3D場景，讓用戶身臨其境地體驗(yàn)虛擬環(huán)境。
• 科學(xué)教育：生成復(fù)雜的科學(xué)模型，如生物細(xì)胞、分子結(jié)構(gòu)等，幫助學(xué)生更好地理解抽象的科學(xué)概念。

常見問題

1. Dive3D的優(yōu)勢是什么？

Dive3D最大的優(yōu)勢在于其生成內(nèi)容的多樣性、高質(zhì)量和文本對齊能力。通過創(chuàng)新的SIM損失，它有效避免了模式坍塌問題，能夠生成更豐富、更逼真的3D模型。

2. Dive3D支持哪些3D表示形式？

Dive3D支持多種3D表示形式，包括神經(jīng)輻射場（NeRF）、高斯點(diǎn)云（Gaussian Splatting）和網(wǎng)格（Mesh）等。

3. Dive3D的應(yīng)用場景有哪些？

Dive3D的應(yīng)用場景非常廣泛，包括游戲開發(fā)、影視制作、建筑設(shè)計(jì)、虛擬場景構(gòu)建和科學(xué)教育等。

4. 如何開始使用Dive3D？

您可以通過訪問Dive3D的GitHub倉庫和項(xiàng)目官網(wǎng)來了解更多信息，并獲取相關(guān)的代碼和資源。