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怎样制作网站二维码,网站后台如何添加附件,新闻头条最新,不同类型网站一、论文核心信息 题目#xff1a;EnliveningGS: Active Locomotion of 3DGS#xff08;EnliveningGS#xff1a;3D 高斯 splatting 的主动运动生成#xff09; 作者#xff1a;沈思远、邵天佳、周昆、江陈帆、尹洋 单位#xff1a;浙江大学 CADCG 国家重点实验室、…一、论文核心信息题目EnliveningGS: Active Locomotion of 3DGSEnliveningGS3D 高斯 splatting 的主动运动生成作者沈思远、邵天佳、周昆、江陈帆、尹洋单位浙江大学 CADCG 国家重点实验室、加州大学洛杉矶分校、犹他大学会议CVPR 2025计算机视觉顶会Open Access 版本已公开二、摘要这篇论文提出了一款名为 EnliveningGS 的新型框架首次让 3D 高斯 splatting3DGS表示的静态模型实现 “主动运动”—— 就像给物体植入 “肌肉”让椅子走路、棋子跳跃、玩偶扭转既符合物理规律又能精准贴合用户设定的运动轨迹还解决了运动中穿模、伪影、场景空缺等关键问题。三、论文动机为什么要做这件事3D 高斯 splatting3DGS是近年来火遍视觉领域的技术能逼真还原 3D 场景但它有个致命短板场景里的物体都是 “死的”—— 要么静止不动要么只能靠重力、推力等外力 “被动” 运动没法像生命体一样主动调整姿态实现行走、跳跃。现有方法的核心问题运动是 “被动响应”物体只能被外力推着动没有自主运动能力接触建模难物体与地面、桌面的碰撞、摩擦是 NP 难问题计算复杂还容易穿模变形有缺陷大幅运动时会出现表面凹凸、细节丢失等伪影分割物体后场景还会留下空缺。为此团队希望打造一款能让 3DGS 物体 “活过来” 的框架让日常物品也能像生物一样主动运动同时解决上述技术痛点。四、核心创新点主动运动流水线首次实现 3DGS 模型的肌肉驱动主动运动用户只需输入运动轨迹如 “跳 1 米远”框架就能自动计算所需的肌肉激活信号无需手动设置复杂物理参数混合接触建模融合罚函数法与线性互补规划LCP既解决了穿模问题罚函数法软化约束又精准还原摩擦规律LCP 编码库仑定律大幅降低计算复杂度高斯核自分裂机制运动变形时自动检测并分裂 “撑不住” 的高斯核避免表面尖峰伪影高效场景修补分割物体后利用平面先验快速填补场景空缺20 秒就能完成现有方法 20 分钟的工作量还不依赖缺失区域大小。五、核心方法怎么让物体 “活” 起来EnliveningGS 的核心逻辑是 “给物体搭骨架、植肌肉、定规则”三步实现主动运动搭骨架混合网格 - 高斯表示从 3DGS 场景中分割出目标物体比如椅子的高斯核集合给它套一个 “四面体网格骨架”—— 既近似物体的体积、质量又能给松散的高斯核提供运动约束避免变形时散架。T(V,F)近似物体的总体积、质量和变形特性其中V为节点集F为面集。分割过程中通过平面近似目标物体周围环境平面P由单位法向量N和原点到平面的距离d定义P(N,d){x∈R3∣TNd0}四面体网格T决定了变形后G0​中高斯核的状态四面体内部某点x变形后的位置x′由四面体四个顶点变形后的位置v′通过重心坐标表示x′​i λi(x)vi′​变形后T为G0​中所有高斯核提供全局位移映射但基于位置的插值无法准确描述高斯核的内部旋转和缩放易产生尖峰伪影此外四面体网格较为粗糙其表面与物体边界存在显著间隙无法精确描述G0​与平面的碰撞。为解决这些问题围绕高斯核中心m建立双向局部嵌入精确描述其影响范围。该嵌入由高斯核对应椭球的端点[v1​,v2​,v3​]确定T±​[m,v1​,v2​,v3​][m,m±γs1​r1​,m±γs2​r2​,m±γs3​r3​]​。相关参数可从缩放矩阵Sdiag(s1​,s2​,s3​)和旋转矩阵R[r1​,r2​,r3​]中获取γ为描述影响范围的参数默认值设为 3.0。每个高斯核具有两个方向嵌入T和T−各包含四个点。同时加入 “双向局部嵌入”精准捕捉高斯核的旋转、缩放解决骨架粗糙导致的碰撞不准问题。植肌肉肌肉驱动动力学在四面体网格T中嵌入肌肉纤维作为运动的主要驱动力。每个时间步节点集V中N个节点的位置p通过动力学方程的数值积分求解Mp¨​fext​fint​fd​fm​fc​(4)其中M为质量矩阵fext​、fint​、fd​、fm​、fc​分别表示外力、内力、阻尼力、肌肉力和接触力(⋅)˙​表示速度(⋅)¨​表示加速度。外力fext​包括重力等内力fint​弹性力是材料抵抗变形的弹性特性产生的合力在四面体网格T中嵌入肌肉纤维作为运动的主要驱动力。每个时间步节点集V中N个节点的位置p通过动力学方程的数值积分求解Mp¨​fext​fint​fd​fm​fc​(4)在骨架中嵌入 “肌肉纤维”近似为分段弹簧支持自动生成和自定义布局纵向、径向、环形等。通过肌肉激活矩阵将肌肉收缩 / 伸长转化为驱动力配合重力、阻尼力、接触力构建动力学方程让物体能主动产生收缩、弯曲、扭转等动作。肌肉纤维被视为含M个分段的多边形曲线每个分段产生的弹簧力为fkak为肌肉纤维刚度a为分段长度变化量。肌肉段激活时弹簧力会使周围身体收缩或弯曲。整个软体的肌肉力通过与姿态相关的激活矩阵A∈R3N×M编码fm​A§a(7)其中a∈RM为所有肌肉段的激活向量本节提出适用于 3DGS 的新型接触模型。对于G0​中的高斯核首先定义双向局部嵌入T±中满足NTud≤0的点u为平面下方点由此建立 3DGS 的非穿透约束不等式Cn​(u)≡N^Tu˙≥0将高斯核上的接触力分解为fg​Nf⊥​Df∥​其中D为接触点处近似摩擦锥的方向集与平面法向量N垂直f⊥​和f∥​分别为法向力和切向力的大小。用于规范接触速度与接触力的 LCP定规则两阶段运动生成第一阶段用罚函数法快速计算接触力比如物体碰地面时的弹力得到初步运动状态第二阶段用 LCP 修正摩擦效果通过二次规划求解最优肌肉激活值确保物体贴合预设轨迹不穿模、不打滑。此外还加入了高斯核分裂抗伪影和场景修补补空缺模块让运动效果更逼真。六、实验效果团队在 完成实验效果碾压现有方法运动效果成功实现三类典型运动行走木凳像四足动物一样走四步平移一个位置跳跃棋子在棋盘上连续跳跃精准控制落点扭转豌豆射手玩偶跳跃时旋转 180 度落地刚好面向目标。性能方面变形质量在弯曲、扭转、落地场景中PSNR图像相似度最高达 28.79SSIM结构相似度最高 0.951显著优于 PhysGaussian、VR-GS 等方法计算效率运动求解平均迭代仅 17 次目标函数值低至 0.83比 QPCC solver 快 2.7 倍修补速度20 秒完成大面积场景空缺修补是现有方法的 60 倍。消融实验验证双向局部嵌入能精准检测伪影非穿透正则化可避免穿模高斯核分裂让大幅变形仍保持表面光滑。七、结论与展望EnliveningGS 首次实现了 3DGS 模型的主动运动通过混合网格 - 高斯表示、肌肉驱动动力学和混合接触建模解决了静态 3DGS 场景 “活化” 的核心难题让日常物体能像生命体一样行走、跳跃、扭转。局限性目前依赖平面环境简化面对复杂几何场景如凹凸不平的地面时需要更精细的接触平面估计。未来方向后续可拓展复杂环境适应性优化肌肉激活与运动轨迹的映射精度有望应用于影视动画制作、游戏角色设计、VR/AR 交互等领域让 3D 虚拟世界更具生命力​