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- 功能：SPAR3D 能从单张图像中高效重建出高质量的3D网格模型，支持用户交互式编辑。
- 技术：基于两阶段设计，结合点扩散模型和三平面Transformer，实现快速且高质量的3D重建。
- 应用：适用于增强现实、电影制作、工业设计等多种场景，泛化能力强。
正文（附运行示例）
SPAR3D 是什么
SPAR3D 是由 Stability AI 和伊利诺伊大学香槟分校联合推出的先进单图生成3D模型方法。它能够从单张图像中高效重建出高质量的3D对象，结合了回归模型和生成模型的优势，既能准确重建图像中的可见表面，又能合理生成被遮挡部分的几何和纹理细节。
SPAR3D 采用两阶段设计，第一阶段使用点扩散模型生成稀疏的3D点云，第二阶段结合采样的点云和输入图像生成高度详细的网格。该方法在多个数据集上表现出色，推理速度快，支持用户对生成网格的交互式编辑，为单视图3D重建任务提供了一种实用且高效的解决方案。
SPAR3D 的主要功能
- 单视图3D重建：从单张2D图像中重建出高质量的3D网格模型，适用于增强现实、电影制作、制造业等需要3D建模的场景。
- 快速推理：具有高效的推理速度，每个物体的重建时间仅需0.7秒，适合实时应用需求。
- 支持用户编辑：生成的3D网格支持交互式编辑，用户基于修改点云调整未见表面的细节，如添加物体部件或改善局部细节，满足个性化需求。
- 泛化能力强：不仅在标准数据集上表现优异，多图像和AI生成图像上实现准确的几何结构重建和良好的纹理效果，具有强大的泛化性能。
SPAR3D 的技术原理
- 两阶段设计：
- 点采样阶段：用轻量级的点扩散模型生成稀疏的3D点云。模型基于DDPM框架，用前向过程向原始点云添加噪声，再用后向过程中的去噪器学习去除噪声，生成包含XYZ和RGB信息的点云。
- 网格化阶段：将采样的点云和输入图像作为条件，用大型三平面Transformer生成高分辨率的三平面特征，用于估计物体的几何、纹理、光照以及材质属性。
- 点云作为中间表示：点云作为连接两个阶段的桥梁，为网格化阶段提供必要的几何和颜色信息，支持用户在点云层面上进行编辑，增强模型的灵活性和可交互性。
- 概率建模与逆渲染：在点采样阶段，基于概率建模处理单视图3D重建中的不确定性问题，生成合理的点云分布。在网格化阶段，进行逆渲染，将点云和图像信息融合，估计出物体的详细几何结构和材质属性。
如何运行 SPAR3D
1. 安装依赖
确保你的环境满足以下条件：
- Python >= 3.8
- 可选：CUDA
- 对于 Windows（实验性支持）：Visual Studio 2022
安装 PyTorch 和其他依赖：
pip install -U setuptools==69.5.1
pip install wheel
pip install -r requirements.txt
2. 请求访问并登录
3. 运行推理
python run.py demo_files/examples/fish.png --output-dir output/
这将把重建的3D模型保存为 GLB 文件到 output/ 目录中。
4. 本地 Gradio 应用
python gradio_app.py
资源
- GitHub 仓库：https://github.com/Stability-AI/stable-point-aware-3d
- HuggingFace 仓库：https://huggingface.co/stabilityai/stable-point-aware-3d
- arXiv 技术论文：https://arxiv.org/pdf/2501.04689
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