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數(shù)字文藝復(fù)興:NVIDIA Neuralangelo研究重構(gòu)3D場(chǎng)景

2023/06/02
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Neuralangelo是NVIDIA Research 開發(fā)的一個(gè)全新AI模型,它利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行3D重建,可將2D視頻片段轉(zhuǎn)換為詳細(xì)的3D結(jié)構(gòu),為建筑物、雕塑以及其他真實(shí)物體生成逼真的虛擬復(fù)本。

就像米開朗基羅用大理石雕刻出令人驚嘆、栩栩如生的雕塑一樣,Neuralangelo能生成具有復(fù)雜細(xì)節(jié)和紋理的3D結(jié)構(gòu)。隨后,創(chuàng)意人士可以將這些3D物體導(dǎo)入設(shè)計(jì)軟件中,對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步編輯,用于藝術(shù)、視頻游戲開發(fā)、機(jī)器人和工業(yè)數(shù)字孿生。

Neuralangelo將復(fù)雜材料——包括屋頂瓦片、玻璃板和光滑的大理石——的紋理從2D視頻轉(zhuǎn)換為3D物料的能力大大超過了以前的方法。高保真度讓開發(fā)者和創(chuàng)意專業(yè)人士更容易進(jìn)行3D重建,使用智能手機(jī)拍攝的視頻快速為項(xiàng)目創(chuàng)建可用的虛擬物體。

NVIDIA Research高級(jí)研究總監(jiān)、上述論文的合著者劉洺堉表示:“Neuralangelo的3D重建能力將使創(chuàng)作者受益匪淺,能夠幫助他們?cè)跀?shù)字世界中重建現(xiàn)實(shí)世界。這個(gè)工具最終將使開發(fā)人員能夠?qū)⒃敿?xì)的對(duì)象——無(wú)論是小雕像還是大型建筑——導(dǎo)入到虛擬環(huán)境中,用于電子游戲或工業(yè)數(shù)字孿生?!?/p>

在一次演示中,NVIDIA研究人員展示了該模型如何重建米開朗基羅“大衛(wèi)像”這樣的標(biāo)志性物體以及平板卡車這樣的普通物體。Neuralangelo還可以重建建筑物的內(nèi)部和外部——以NVIDIA灣區(qū)辦公園區(qū)的詳細(xì)3D模型為例進(jìn)行了演示。

本次發(fā)布相關(guān)精彩視頻已在NVIDIA中國(guó)西瓜視頻賬號(hào)發(fā)布

在3D中應(yīng)用神經(jīng)渲染模型

之前用于重建3D場(chǎng)景的AI模型很難準(zhǔn)確捕捉重復(fù)的紋理、均勻的顏色和強(qiáng)烈的顏色變化。Neuralangelo采用即時(shí)神經(jīng)圖形基元——即NVIDIA Instant NeRF背后的技術(shù)——來(lái)幫助捕捉這些更精細(xì)的細(xì)節(jié)。

使用從不同角度拍攝的物體或場(chǎng)景的2D視頻,該模型會(huì)選擇從不同角度捕捉的鏡頭來(lái)確定物體或場(chǎng)景的深度、大小和形狀,就像藝術(shù)家會(huì)從多個(gè)角度描繪一個(gè)物體一樣。

一旦確定了每個(gè)鏡頭的相機(jī)位置,Neuralangelo的AI就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)粗略的3D場(chǎng)景,相當(dāng)于雕塑家開始雕刻主體的形狀。

然后,該模型對(duì)渲染進(jìn)行優(yōu)化以銳化細(xì)節(jié),就好像雕塑家辛苦雕琢石頭來(lái)模仿織物或人的紋理。

最終會(huì)生成一個(gè)3D物體或大規(guī)模場(chǎng)景,可用于虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用、數(shù)字孿生或機(jī)器人開發(fā)。

在6月18-22日舉行的CVPR大會(huì)上探尋NVIDIA Research的研究成果

在6月18日至22日于溫哥華舉行的CVPR上,NVIDIA Research將展示近30個(gè)項(xiàng)目,其中包括Neuralangelo。這些論文的主題涵蓋姿態(tài)估計(jì)、3D重建和視頻生成。

其中一個(gè)名為DiffCollage的項(xiàng)目是一種創(chuàng)建大規(guī)模內(nèi)容的擴(kuò)散法,包括長(zhǎng)橫向、360度全景圖和循環(huán)運(yùn)動(dòng)圖像。當(dāng)輸入一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)寬比的圖像訓(xùn)練數(shù)據(jù)集時(shí),DiffCollage將這些較小的圖像視為更大視覺片段的一部分——就像一張張拼貼畫。這使得擴(kuò)散模型能夠生成看上去有凝聚力的大型內(nèi)容,而無(wú)需使用相同比例的圖像進(jìn)行訓(xùn)練。

該技術(shù)還可以將文本提示轉(zhuǎn)換為視頻序列,技術(shù)演示中使用了預(yù)先訓(xùn)練的擴(kuò)散模型來(lái)捕捉人體動(dòng)作:

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英偉達(dá)

英偉達(dá)

NVIDIA(中國(guó)大陸譯名:英偉達(dá),港臺(tái)譯名:輝達(dá)),成立于1993年,是一家美國(guó)跨國(guó)科技公司,總部位于加利福尼亞州圣克拉拉市,由黃仁勛、克里斯·馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同創(chuàng)立。公司早期專注于圖形芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù),隨著公司技術(shù)與業(yè)務(wù)發(fā)展,已成長(zhǎng)為一家提供全棧計(jì)算的人工智能公司,致力于開發(fā)CPU、DPU、GPU和AI軟件,為建筑工程、金融服務(wù)、科學(xué)研究、制造業(yè)、汽車等領(lǐng)域的計(jì)算解決方案提供支持。

NVIDIA(中國(guó)大陸譯名:英偉達(dá),港臺(tái)譯名:輝達(dá)),成立于1993年,是一家美國(guó)跨國(guó)科技公司,總部位于加利福尼亞州圣克拉拉市,由黃仁勛、克里斯·馬拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同創(chuàng)立。公司早期專注于圖形芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù),隨著公司技術(shù)與業(yè)務(wù)發(fā)展,已成長(zhǎng)為一家提供全棧計(jì)算的人工智能公司,致力于開發(fā)CPU、DPU、GPU和AI軟件,為建筑工程、金融服務(wù)、科學(xué)研究、制造業(yè)、汽車等領(lǐng)域的計(jì)算解決方案提供支持。收起

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