這項(xiàng)由NVIDIA、新加坡國立大學(xué)、多倫多大學(xué)和Vector Institute共同完成的研究發(fā)表于2025年3月,論文題目為"DIFIX3D+: Improving 3D Reconstructions with Single-Step Diffusion Models"。感興趣的讀者可以通過arXiv:2503.01774v1訪問完整論文,也可以在https://research.nvidia.com/labs/toronto-ai/difix3d查看項(xiàng)目詳情。
當(dāng)你戴上VR眼鏡,期待沉浸在一個(gè)逼真的虛擬世界中,卻發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處的建筑像被打了馬賽克,近處的物體邊緣模糊不清,這種體驗(yàn)無疑會(huì)讓人大失所望。這正是目前3D重建技術(shù)面臨的核心挑戰(zhàn)——雖然在拍攝角度附近能呈現(xiàn)不錯(cuò)的效果,但一旦視角偏離太遠(yuǎn),畫面質(zhì)量就會(huì)急劇下降,出現(xiàn)各種令人不快的視覺瑕疵。
NVIDIA領(lǐng)導(dǎo)的這個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一痛點(diǎn),開發(fā)了一套名為DIFIX3D+的創(chuàng)新解決方案。這套系統(tǒng)的核心是一個(gè)叫做DIFIX的單步擴(kuò)散模型,它就像一個(gè)專門修復(fù)3D渲染瑕疵的"數(shù)字化妝師"。與傳統(tǒng)需要數(shù)百步計(jì)算的擴(kuò)散模型不同,DIFIX只需要一步就能完成修復(fù)工作,速度快到可以實(shí)現(xiàn)近實(shí)時(shí)處理。
研究團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新之處在于將2D圖像生成的強(qiáng)大能力巧妙地應(yīng)用到3D重建的優(yōu)化過程中。他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)前最先進(jìn)的2D擴(kuò)散模型已經(jīng)通過互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)到了豐富的視覺知識(shí),這些知識(shí)完全可以用來"指導(dǎo)"3D重建系統(tǒng)生成更真實(shí)的畫面。通過這種方式,DIFIX3D+不僅能修復(fù)現(xiàn)有的瑕疵,還能在訓(xùn)練過程中逐步提升整個(gè)3D表示的質(zhì)量。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,DIFIX3D+在多個(gè)評(píng)估指標(biāo)上都取得了顯著改進(jìn),其中FID分?jǐn)?shù)平均提升了2倍,PSNR提升超過1分貝。更重要的是,這套系統(tǒng)既適用于神經(jīng)輻射場(NeRF)也適用于3D高斯拋雪(3DGS),展現(xiàn)出了極強(qiáng)的通用性。在NVIDIA A100 GPU上,DIFIX的單次處理時(shí)間僅為76毫秒,相比傳統(tǒng)多步擴(kuò)散模型快了10倍以上。
一、3D重建的"美顏"難題
要理解DIFIX3D+解決的問題,我們可以把3D重建比作用有限的照片重新構(gòu)建一個(gè)房間的完整模型。當(dāng)你只有幾張從正面拍攝的房間照片時(shí),你很難準(zhǔn)確推測出房間背后或側(cè)面的樣子?,F(xiàn)有的3D重建技術(shù)就面臨這樣的困境——它們在訓(xùn)練時(shí)只能看到有限的視角,因此在渲染全新視角時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)各種問題。
傳統(tǒng)的神經(jīng)輻射場(NeRF)和3D高斯拋雪(3DGS)方法雖然在近距離、熟悉角度的渲染上表現(xiàn)出色,但一旦需要從極端新奇的視角觀察場景,就會(huì)暴露出明顯的短板。這些問題包括幾何結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤推測、缺失區(qū)域的不當(dāng)填充,以及整體畫面的模糊不清。更糟糕的是,即使是在密集采樣、光照條件良好的理想情況下,這些瑕疵依然難以完全避免。
問題的根源在于這些方法采用的是逐場景優(yōu)化框架。每當(dāng)處理一個(gè)new場景時(shí),系統(tǒng)都需要從零開始學(xué)習(xí),只能依賴有限的輸入數(shù)據(jù),無法利用對(duì)真實(shí)世界的廣泛理解。這就像讓一個(gè)從未見過房間的人僅憑幾張照片就要畫出房間的全貌——結(jié)果自然難以令人滿意。
另一方面,大規(guī)模的2D生成模型(如擴(kuò)散模型)通過訓(xùn)練于海量互聯(lián)網(wǎng)圖像,已經(jīng)學(xué)會(huì)了真實(shí)世界圖像的分布規(guī)律。這些模型具備強(qiáng)大的先驗(yàn)知識(shí),能夠合理地"腦補(bǔ)"缺失的細(xì)節(jié),在圖像修復(fù)、外延等任務(wù)上表現(xiàn)卓越。然而,如何將這些2D先驗(yàn)知識(shí)有效地提升到3D層面,一直是一個(gè)未解的難題。
現(xiàn)有的一些嘗試主要是在3D優(yōu)化的每一步都查詢擴(kuò)散模型,但這種方法存在明顯的局限性。首先,它們主要針對(duì)物體中心的場景,難以擴(kuò)展到大型環(huán)境。其次,頻繁的擴(kuò)散模型查詢導(dǎo)致訓(xùn)練時(shí)間過長,實(shí)用性大打折扣。更重要的是,這些方法往往只在訓(xùn)練階段使用擴(kuò)散先驗(yàn),而在最終推理時(shí)仍然會(huì)遇到殘留的瑕疵問題。
二、DIFIX:單步修復(fù)的"魔法師"
DIFIX的設(shè)計(jì)理念可以比作一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的照片修復(fù)師,他能夠一眼識(shí)別出照片中的各種問題,并迅速給出修復(fù)建議。與傳統(tǒng)需要反復(fù)調(diào)整的修復(fù)過程不同,DIFIX基于單步擴(kuò)散模型,能夠在極短時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)修復(fù)流程。
這個(gè)"魔法師"的工作原理相當(dāng)巧妙。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),3D渲染產(chǎn)生的帶瑕疵圖像,其退化分布與擴(kuò)散模型訓(xùn)練時(shí)使用的加噪圖像分布非常相似。這一發(fā)現(xiàn)為直接應(yīng)用預(yù)訓(xùn)練擴(kuò)散模型奠定了理論基礎(chǔ)。具體來說,當(dāng)NeRF或3DGS渲染出現(xiàn)瑕疵時(shí),這些瑕疵的特征模式與在原始圖像上添加特定水平噪聲后的效果高度一致。
基于這一洞察,研究團(tuán)隊(duì)選擇了SD-Turbo作為基礎(chǔ)模型,并對(duì)其進(jìn)行了專門的微調(diào)。他們將噪聲水平設(shè)定為τ=200,這個(gè)數(shù)值是通過大量實(shí)驗(yàn)確定的最優(yōu)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這個(gè)噪聲水平既能有效去除渲染瑕疵,又能保持原始圖像的核心信息不被過度修改。
為了增強(qiáng)DIFIX的修復(fù)能力,研究團(tuán)隊(duì)引入了參考視圖條件機(jī)制。這就像給修復(fù)師提供一張高質(zhì)量的參考照片,讓他能夠更準(zhǔn)確地理解應(yīng)該如何修復(fù)當(dāng)前的問題圖像。通過修改自注意力層為參考混合層,DIFIX能夠有效捕獲跨視圖的依賴關(guān)系,特別是在原始新穎視圖質(zhì)量嚴(yán)重退化的情況下,能夠從參考視圖中提取關(guān)鍵信息如物體、顏色、紋理等。
在訓(xùn)練過程中,DIFIX采用了多種損失函數(shù)來確保修復(fù)質(zhì)量。除了基礎(chǔ)的L2重建損失外,還引入了LPIPS感知損失來增強(qiáng)圖像細(xì)節(jié),以及基于VGG-16特征的Gram矩陣損失來獲得更銳利的細(xì)節(jié)。這種多重約束機(jī)制確保了修復(fù)后的圖像不僅在數(shù)值上接近真實(shí)圖像,在視覺感知上也更加自然。
三、漸進(jìn)式3D優(yōu)化:從粗糙到精細(xì)的蛻變
DIFIX3D+的核心創(chuàng)新在于設(shè)計(jì)了一套漸進(jìn)式的3D更新機(jī)制。這個(gè)過程就像修復(fù)一幅古老壁畫——修復(fù)師不會(huì)一開始就處理最難的部分,而是先修復(fù)相對(duì)完整的區(qū)域,然后逐步擴(kuò)展到損壞嚴(yán)重的地方。
這種漸進(jìn)式方法的智慧在于認(rèn)識(shí)到了擴(kuò)散模型條件強(qiáng)度的重要性。當(dāng)目標(biāo)視角與輸入視角相差太遠(yuǎn)時(shí),擴(kuò)散模型獲得的條件信號(hào)較弱,容易產(chǎn)生不一致的修復(fù)結(jié)果。因此,DIFIX3D+采用了一種逐步逼近的策略:從參考視角開始,通過相機(jī)姿態(tài)插值逐漸靠近目標(biāo)視角,每次只進(jìn)行小幅度的調(diào)整。
具體的工作流程是這樣的:系統(tǒng)首先使用參考視圖優(yōu)化3D表示,經(jīng)過1500次迭代后,開始輕微擾動(dòng)真實(shí)相機(jī)姿態(tài)朝向目標(biāo)視圖方向。每次擾動(dòng)后,系統(tǒng)都會(huì)渲染新的視圖,使用DIFIX進(jìn)行修復(fù),然后將修復(fù)后的圖像加入訓(xùn)練集進(jìn)行另一輪1500次迭代的優(yōu)化。這個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行,直到達(dá)到目標(biāo)視角。
這種漸進(jìn)式更新帶來了兩個(gè)重要好處。首先,它確保了擴(kuò)散模型始終能夠獲得足夠強(qiáng)的條件信號(hào),因?yàn)槊看翁幚淼亩际桥c現(xiàn)有訓(xùn)練數(shù)據(jù)相對(duì)接近的視角。其次,它通過不斷擴(kuò)展可以多視角一致渲染的3D線索覆蓋范圍,逐步增強(qiáng)了3D表示在目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確性。
整個(gè)過程的精妙之處在于平衡了修復(fù)質(zhì)量和一致性之間的關(guān)系。如果一次性跳躍到極端視角,修復(fù)結(jié)果可能出現(xiàn)嚴(yán)重的多視圖不一致;如果步長太小,則需要過多的迭代次數(shù)。研究團(tuán)隊(duì)通過大量實(shí)驗(yàn)確定了最優(yōu)的擾動(dòng)步長,既保證了修復(fù)效果,又控制了計(jì)算成本。
四、實(shí)時(shí)后處理:最后的畫龍點(diǎn)睛
即使經(jīng)過了精心的漸進(jìn)式優(yōu)化,3D表示仍然可能存在一些細(xì)微的瑕疵。這主要是由于修復(fù)過程中引入的輕微多視圖不一致,以及重建方法本身在表示尖銳細(xì)節(jié)方面的有限能力。為了解決這個(gè)問題,DIFIX3D+在推理階段引入了實(shí)時(shí)后處理步驟。
這個(gè)最后的修飾步驟就像給已經(jīng)完成的畫作添加最后的亮點(diǎn)。由于DIFIX是單步擴(kuò)散模型,它能夠在76毫秒內(nèi)完成一次修復(fù)操作,這個(gè)速度對(duì)于實(shí)時(shí)應(yīng)用來說完全可以接受。相比之下,傳統(tǒng)的多步擴(kuò)散模型可能需要數(shù)秒時(shí)間,根本無法用于實(shí)時(shí)場景。
實(shí)時(shí)后處理的效果是立竿見影的。在所有感知質(zhì)量指標(biāo)上,這一步驟都帶來了顯著的改善,同時(shí)保持了較高的多視圖一致性。這種設(shè)計(jì)的巧妙之處在于,它利用了人眼對(duì)靜態(tài)圖像質(zhì)量的敏感性,同時(shí)避免了過度修改可能帶來的時(shí)間不一致問題。
通過這種兩階段的設(shè)計(jì)——訓(xùn)練時(shí)的漸進(jìn)式優(yōu)化和推理時(shí)的實(shí)時(shí)修復(fù),DIFIX3D+實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量和效率的最佳平衡。用戶既能獲得高質(zhì)量的3D渲染結(jié)果,又不需要忍受過長的等待時(shí)間。
五、數(shù)據(jù)制作的精妙藝術(shù)
為了訓(xùn)練DIFIX模型,研究團(tuán)隊(duì)需要大量的"問題圖像-完美圖像"配對(duì)數(shù)據(jù)。這就像訓(xùn)練一個(gè)修復(fù)師,你需要給他看很多損壞的作品以及對(duì)應(yīng)的完美原作。然而,獲取這樣的配對(duì)數(shù)據(jù)并不簡單,需要巧妙的策略來模擬真實(shí)世界中可能出現(xiàn)的各種3D渲染瑕疵。
研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了多種數(shù)據(jù)生成策略。第一種是稀疏重建策略,特別適用于DL3DV數(shù)據(jù)集。他們使用每n幀訓(xùn)練3D表示,然后將剩余的真實(shí)圖像與渲染的"新穎"視圖配對(duì)。這種方法在相機(jī)軌跡變化較大的數(shù)據(jù)集上效果很好,能夠產(chǎn)生顯著偏離的新穎視圖。
對(duì)于相機(jī)軌跡相對(duì)線性的數(shù)據(jù)集(如自動(dòng)駕駛場景),團(tuán)隊(duì)采用了循環(huán)重建策略。他們首先在原始路徑上訓(xùn)練NeRF,然后從水平偏移1-6米的軌跡渲染視圖,再用這些渲染視圖訓(xùn)練第二個(gè)NeRF,最后用第二個(gè)NeRF為原始軌跡渲染退化視圖。這種方法巧妙地利用了兩次重建過程中的累積誤差,產(chǎn)生了更多樣的瑕疵模式。
模型欠擬合策略則通過減少訓(xùn)練輪數(shù)(25%-75%的原始訓(xùn)練計(jì)劃)來產(chǎn)生更明顯的瑕疵。這種人為的"偷懶"訓(xùn)練方式能夠生成比簡單保留視圖更嚴(yán)重的瑕疵,更好地模擬了極端情況下的渲染問題。
交叉參考策略適用于多相機(jī)數(shù)據(jù)集,通過只使用一個(gè)相機(jī)訓(xùn)練重建模型,然后在其他相機(jī)上渲染圖像。這種方法通過選擇具有相似圖像處理管線的相機(jī)來確保視覺一致性,同時(shí)產(chǎn)生由視角差異導(dǎo)致的自然瑕疵。
通過這些精心設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)生成策略,研究團(tuán)隊(duì)為DL3DV數(shù)據(jù)集生成了80000對(duì)訓(xùn)練樣本,NeRF和3DGS瑕疵的比例為1:1。這種多樣化的訓(xùn)練數(shù)據(jù)確保了DIFIX模型能夠處理各種類型的3D渲染瑕疵,具備強(qiáng)大的泛化能力。
六、全面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:數(shù)據(jù)說話
研究團(tuán)隊(duì)在多個(gè)具有挑戰(zhàn)性的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了全面的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在DL3DV和Nerfbusters數(shù)據(jù)集上的結(jié)果充分證明了DIFIX3D+的優(yōu)越性能。與現(xiàn)有方法相比,DIFIX3D+在所有關(guān)鍵指標(biāo)上都取得了顯著改進(jìn)。
在定量結(jié)果方面,DIFIX3D+表現(xiàn)異常出色。在Nerfbusters數(shù)據(jù)集上,使用Nerfacto作為基礎(chǔ)的DIFIX3D+將PSNR從17.29提升到18.32,SSIM從0.6214提升到0.6623,LPIPS從0.4021大幅降低到0.2789,F(xiàn)ID從134.65降低到49.44。使用3DGS作為基礎(chǔ)時(shí),改進(jìn)同樣顯著:PSNR從17.66提升到18.51,F(xiàn)ID從113.84降低到41.77。
在DL3DV數(shù)據(jù)集上的結(jié)果同樣令人印象深刻。DIFIX3D+(Nerfacto)將FID從112.30降低到41.77,幾乎實(shí)現(xiàn)了3倍的改進(jìn)。這種大幅度的FID改進(jìn)表明DIFIX3D+生成的圖像在感知質(zhì)量和視覺保真度方面都有質(zhì)的飛躍。
更重要的是,DIFIX3D+展現(xiàn)出了優(yōu)秀的通用性。無論是基于隱式表示的NeRF還是基于顯式表示的3DGS,同一個(gè)DIFIX模型都能有效地進(jìn)行修復(fù)。這種通用性大大提高了方法的實(shí)用價(jià)值,用戶不需要為不同的3D表示方法訓(xùn)練不同的修復(fù)模型。
在汽車場景數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了方法的泛化能力。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)內(nèi)部真實(shí)駕駛場景數(shù)據(jù)集,包含三個(gè)具有40度重疊的相機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,DIFIX3D+在這個(gè)全新的場景類型上同樣取得了顯著改進(jìn),PSNR從19.95提升到21.75,F(xiàn)ID從91.38降低到73.08。
研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了詳細(xì)的消融實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證各個(gè)組件的重要性。結(jié)果顯示,僅僅將DIFIX直接應(yīng)用于渲染視圖就能帶來一定改進(jìn),但會(huì)導(dǎo)致多視圖不一致。通過漸進(jìn)式3D更新,多視圖一致性得到顯著改善。最終的實(shí)時(shí)后處理步驟則進(jìn)一步提升了感知質(zhì)量,同時(shí)保持了良好的一致性。
七、技術(shù)創(chuàng)新的深層價(jià)值
DIFIX3D+的成功不僅在于其出色的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更在于其體現(xiàn)的技術(shù)創(chuàng)新思路。這項(xiàng)研究展示了如何巧妙地將2D生成模型的強(qiáng)大能力轉(zhuǎn)移到3D領(lǐng)域,為后續(xù)研究提供了寶貴的啟發(fā)。
傳統(tǒng)的3D重建方法往往局限于優(yōu)化框架內(nèi)的幾何和外觀約束,缺乏對(duì)真實(shí)世界圖像分布的深層理解。DIFIX3D+通過引入經(jīng)過大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練的2D先驗(yàn),有效彌補(bǔ)了這一不足。這種跨模態(tài)知識(shí)遷移的思路對(duì)于其他計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)也具有重要的參考價(jià)值。
單步擴(kuò)散模型的應(yīng)用是另一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新。在追求高質(zhì)量生成的同時(shí)保持實(shí)時(shí)性能,這種平衡在實(shí)際應(yīng)用中至關(guān)重要。DIFIX證明了經(jīng)過適當(dāng)微調(diào)的單步模型能夠在特定任務(wù)上達(dá)到與多步模型相當(dāng)甚至更好的效果,為擴(kuò)散模型的實(shí)際部署提供了新的思路。
漸進(jìn)式優(yōu)化策略體現(xiàn)了對(duì)條件強(qiáng)度重要性的深刻理解。這種策略不僅適用于當(dāng)前的3D修復(fù)任務(wù),對(duì)于其他需要處理極端條件的生成任務(wù)也具有借鑒意義。通過逐步擴(kuò)展條件覆蓋范圍,可以有效避免生成質(zhì)量的急劇下降。
數(shù)據(jù)生成策略的多樣性也值得關(guān)注。研究團(tuán)隊(duì)沒有依賴單一的數(shù)據(jù)生成方法,而是針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)集設(shè)計(jì)了專門的策略。這種因地制宜的方法論對(duì)于其他需要大量配對(duì)數(shù)據(jù)的任務(wù)具有重要參考價(jià)值。
從工程實(shí)現(xiàn)角度來看,DIFIX3D+的模塊化設(shè)計(jì)也值得稱贊。整個(gè)系統(tǒng)可以與現(xiàn)有的NeRF和3DGS管線無縫集成,不需要對(duì)底層3D表示進(jìn)行根本性修改。這種設(shè)計(jì)哲學(xué)大大降低了技術(shù)采用的門檻,有利于方法的廣泛應(yīng)用。
八、實(shí)際應(yīng)用前景展望
DIFIX3D+的出現(xiàn)為多個(gè)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域帶來了新的可能性。在虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域,高質(zhì)量的3D重建是構(gòu)建沉浸式體驗(yàn)的基礎(chǔ)。DIFIX3D+能夠顯著提升從有限輸入重建的3D場景質(zhì)量,讓用戶在VR環(huán)境中獲得更加真實(shí)的視覺體驗(yàn)。
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,準(zhǔn)確的3D場景理解對(duì)于安全至關(guān)重要。DIFIX3D+展示的汽車場景增強(qiáng)能力表明,這項(xiàng)技術(shù)可以幫助提升車載3D重建系統(tǒng)的可靠性,特別是在相機(jī)覆蓋不足的區(qū)域。這對(duì)于開發(fā)更安全的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)具有重要價(jià)值。
數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作是另一個(gè)重要的應(yīng)用方向。影視制作、游戲開發(fā)等行業(yè)經(jīng)常需要從有限的實(shí)拍素材重建完整的3D環(huán)境。DIFIX3D+能夠大大減少后期修正工作,提高制作效率的同時(shí)保證視覺質(zhì)量。
在文化遺產(chǎn)保護(hù)方面,這項(xiàng)技術(shù)也具有獨(dú)特價(jià)值??脊艑W(xué)家和文物保護(hù)專家經(jīng)常需要從有限的照片或掃描數(shù)據(jù)重建古建筑或文物的3D模型。DIFIX3D+的修復(fù)能力能夠幫助填補(bǔ)缺失的細(xì)節(jié),為文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保存提供更好的技術(shù)支持。
教育和培訓(xùn)領(lǐng)域同樣受益匪淺。通過DIFIX3D+增強(qiáng)的3D重建技術(shù),可以創(chuàng)建更加逼真的虛擬實(shí)驗(yàn)室、歷史場景或地理環(huán)境,為學(xué)生提供更好的沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,我們有理由期待DIFIX3D+在更多領(lǐng)域找到應(yīng)用。特別是隨著消費(fèi)級(jí)設(shè)備計(jì)算能力的提升,這種實(shí)時(shí)修復(fù)技術(shù)有望集成到更多日常應(yīng)用中,讓普通用戶也能享受到高質(zhì)量3D內(nèi)容的便利。
說到底,DIFIX3D+代表了3D重建技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。它不僅解決了長期困擾該領(lǐng)域的畫質(zhì)問題,更重要的是展示了一種新的技術(shù)發(fā)展思路——通過巧妙地結(jié)合不同模態(tài)的先進(jìn)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)單一技術(shù)難以達(dá)到的突破。這種跨領(lǐng)域融合的創(chuàng)新方法論,很可能成為未來技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。
對(duì)于普通用戶而言,這項(xiàng)技術(shù)的最大意義在于讓高質(zhì)量的3D體驗(yàn)不再是遙不可及的奢侈品。隨著DIFIX3D+等技術(shù)的成熟和普及,我們有望在不久的將來看到更多令人驚艷的3D應(yīng)用涌現(xiàn),讓數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)世界的邊界變得更加模糊。畢竟,當(dāng)技術(shù)能夠如此真實(shí)地重現(xiàn)世界時(shí),虛擬與現(xiàn)實(shí)的界限也就變得不那么重要了。
Q&A
Q1:DIFIX3D+是什么?它主要解決什么問題? A:DIFIX3D+是NVIDIA開發(fā)的3D重建畫質(zhì)增強(qiáng)系統(tǒng),主要解決NeRF和3DGS等3D重建技術(shù)在渲染極端新視角時(shí)出現(xiàn)馬賽克、模糊、幾何錯(cuò)誤等瑕疵的問題。它通過單步擴(kuò)散模型DIFIX來修復(fù)這些瑕疵,讓3D場景在任何角度都能呈現(xiàn)高質(zhì)量畫面。
Q2:DIFIX3D+會(huì)不會(huì)取代現(xiàn)有的NeRF和3DGS技術(shù)? A:不會(huì)取代,而是增強(qiáng)。DIFIX3D+設(shè)計(jì)為與現(xiàn)有NeRF和3DGS系統(tǒng)無縫集成的插件式解決方案,同一個(gè)模型就能同時(shí)修復(fù)兩種不同3D表示的瑕疵,大大提升了實(shí)用性。
Q3:DIFIX3D+的處理速度如何?能用于實(shí)時(shí)應(yīng)用嗎? A:可以。DIFIX基于單步擴(kuò)散模型,在NVIDIA A100 GPU上單次處理僅需76毫秒,比傳統(tǒng)多步擴(kuò)散模型快10倍以上,完全可以用于VR、游戲等需要實(shí)時(shí)渲染的應(yīng)用場景。
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騰訊ARC實(shí)驗(yàn)室推出AudioStory系統(tǒng),首次實(shí)現(xiàn)AI根據(jù)復(fù)雜指令創(chuàng)作完整長篇音頻故事。該系統(tǒng)結(jié)合大語言模型的敘事推理能力與音頻生成技術(shù),通過交錯(cuò)式推理生成、解耦橋接機(jī)制和漸進(jìn)式訓(xùn)練,能夠?qū)?fù)雜指令分解為連續(xù)音頻場景并保持整體連貫性。在AudioStory-10K基準(zhǔn)測試中表現(xiàn)優(yōu)異,為AI音頻創(chuàng)作開辟新方向。
Meta與特拉維夫大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的VideoJAM技術(shù),通過讓AI同時(shí)學(xué)習(xí)外觀和運(yùn)動(dòng)信息,顯著解決了當(dāng)前視頻生成模型中動(dòng)作不連貫、違反物理定律的核心問題。該技術(shù)僅需添加兩個(gè)線性層就能大幅提升運(yùn)動(dòng)質(zhì)量,在多項(xiàng)測試中超越包括Sora在內(nèi)的商業(yè)模型,為AI視頻生成的實(shí)用化應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。
上海AI實(shí)驗(yàn)室發(fā)布OmniAlign-V研究,首次系統(tǒng)性解決多模態(tài)大語言模型人性化對(duì)話問題。該研究創(chuàng)建了包含20萬高質(zhì)量樣本的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和MM-AlignBench評(píng)測基準(zhǔn),通過創(chuàng)新的數(shù)據(jù)生成和質(zhì)量管控方法,讓AI在保持技術(shù)能力的同時(shí)顯著提升人性化交互水平,為AI價(jià)值觀對(duì)齊提供了可行技術(shù)路徑。
谷歌DeepMind團(tuán)隊(duì)開發(fā)的GraphCast是一個(gè)革命性的AI天氣預(yù)測模型,能夠在不到一分鐘內(nèi)完成10天全球天氣預(yù)報(bào),準(zhǔn)確性超越傳統(tǒng)方法90%的指標(biāo)。該模型采用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過學(xué)習(xí)40年歷史數(shù)據(jù)掌握天氣變化規(guī)律,在極端天氣預(yù)測方面表現(xiàn)卓越,能耗僅為傳統(tǒng)方法的千分之一,為氣象學(xué)領(lǐng)域帶來了效率和精度的雙重突破。