DimensionX – 港科大、清华和生数科技共同推出的单图像生成复杂3D、4D场景框架

DimensionX是一个由香港科技大学、清华大学和生数科技联合研发的先进框架，能够通过单张图片生成高质量的3D和4D场景。借助视频扩散技术，该框架实现了对空间和时间维度的精确控制。其特色在于基于ST-Director技术解耦空间和时间因素，支持独立或组合控制，从而创造出动态变化的复杂场景。

DimensionX是什么

DimensionX是一个前沿框架，由香港科技大学、清华大学和生数科技共同开发，致力于从单张图片生成高度逼真的3D和4D场景。该框架利用视频扩散技术，能够精确控制空间和时间维度。通过ST-Director技术，DimensionX实现了空间与时间因素的解耦，支持独立或组合的控制方式，生成具有动态变化的复杂场景。此外，DimensionX还采用了轨迹感知机制和身份保持去噪策略，以增强场景的一致性与真实感。

DimensionX的主要功能

• 3D场景生成：能够从单张图片生成新的视角渲染，从而构建出三维场景。
• 4D场景生成：通过单张图片生成包含时间和空间变化的动态场景。
• 视频扩散控制：基于ST-Director技术，实现对视频扩散过程中空间和时间因素的精准解耦和控制。
• 轨迹感知机制：专为3D生成设计，以应对复杂的现实世界场景和相机运动。
• 身份保持去噪策略：专为4D生成设计，提升场景一致性，尤其是在动态对象与背景之间。

DimensionX的技术原理

• ST-Director（空间和时间导演）：
  • 维度感知LoRAs：通过学习维度变化数据获得的低秩适应（LoRAs），实现视频扩散中空间和时间因素的解耦。
  • S-Director（空间导演）：负责生成与空间变化相关的视频帧，控制相机的视角和位置。
  • T-Director（时间导演）：负责生成与时间变化相关的视频帧，控制场景中对象的动态。
• 维度感知分解：定义空间和时间的等价关系，构建S-Quotient Space与T-Quotient Space，分别捕捉视频中的空间轨迹和时间运动轨迹。
• 无需训练的维度感知组合：基于视频扩散过程中的去噪机制，开发出无需训练的方法，实现混合维度控制，能够在去噪过程的不同阶段切换S-Director与T-Director，生成包含空间和时间变化的视频。
• 3D场景生成：
  • 轨迹感知机制：针对不同的相机运动轨迹训练多个S-Director，以覆盖广泛的相机运动模式。
  • 视频插值模型：生成高质量的插值视频，平滑而一致地过渡稀疏视图。
• 4D场景生成：
  • 参考视频latent共享：基于选择的参考帧并共享其latent代码，以增强所有空间变体视频之间的一致性。
  • 外观细化：对每个视点的动态视频进行细化，增强多视图视频间的稳定性与一致性。

DimensionX的项目地址

• 项目官网：chenshuo20.github.io/DimensionX
• GitHub仓库：https://github.com/wenqsun/DimensionX
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2411.04928

DimensionX的应用场景

• 电影与娱乐行业：生成特效场景，降低拍摄成本，创造虚拟背景。
• 游戏开发：生成真实感十足的游戏环境，快速进行原型设计。
• 虚拟现实（VR）与增强现实（AR）：构建动态三维环境，提升用户体验。
• 建筑与城市规划：根据设计图生成建筑模型，模拟城市发展。
• 教育与培训：创建历史场景可视化，模拟紧急情况以供学习。

常见问题

• DimensionX能生成哪些类型的场景？ DimensionX可以生成高质量的3D和4D动态场景，适用于多种行业。
• 如何访问DimensionX的技术文档？ 您可以通过项目官网或GitHub仓库访问技术文档和相关资料。
• DimensionX适合哪些使用场景？ DimensionX适用于电影制作、游戏开发、虚拟现实、建筑设计等多个领域，具有广泛的应用前景。