PhysGen3D

PhysGen3D简介

PhysGen3D 是一种先进的框架，能够将单张图像转化为交互式 3D 场景，并生成具有物理真实感的视频。该框架结合了基于图像的几何与语义理解以及基于物理的模拟技术，通过从单张图像中推断物体的 3D 形状、姿态、物理属性和光照信息，构建以图像为中心的数字孪生体。随后，利用物质点方法（MPM）模拟物体的反事实物理行为，并将动态效果无缝融合至原始图像中，最终输出视觉逼真的结果。

PhysGen3D的主要功能

• 创建交互式 3D 场景：可将单张图像转换为可交互的 3D 环境，支持模拟多种物理行为。
• 控制物体初始条件：用户可设定物体的速度、材质等参数，实现对生成结果的精细控制。
• 生成物理真实视频：结合图像分析与物理模拟，生成在动态表现和光照效果上高度真实的视频。
• 3D 跟踪：支持对场景内物体进行高精度的 3D 跟踪。
• 视频编辑功能：支持在不同场景间交换物体或移除特定物体。
• 相机控制：可从多个视角生成视频内容。
• 绘画转视频：可处理图像和绘画输入，生成对应的动态视频。

PhysGen3D的技术原理

• 3D 场景重建：通过图像分析技术，推断物体的 3D 属性并重建背景，构建以图像为中心的数字孪生。
• 物理模拟：采用物质点方法（MPM），模拟物体的物理行为，支持用户对初始条件的设定。
• 基于物理的渲染：利用优化的 PBR 材料和 Mitsuba3 渲染引擎，实现高质量的光影效果和阴影处理。

PhysGen3D的项目信息

• 项目官网：https://by-luckk.github.io/PhysGen3D/
• Github仓库：https://github.com/by-luckk/PhysGen3D
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2503.20746

PhysGen3D的应用场景

• 影视制作与特效：可用于生成具有物理真实感的动态场景。
• 虚拟现实与增强现实：支持从图像生成交互式 3D 场景，提升沉浸体验。
• 教育与培训：有助于学生理解物理概念。
• 游戏开发：可快速构建具有真实物理特性的游戏场景。
• 广告与营销：用于生成动态展示产品特性的广告内容。