过去两年,3D高斯建模技术(3D Gaussian Splatting,简称3D高斯)热度持续攀升,成为学术界和产业界重点关注的新兴方向。自2023年其核心论文在顶会发布以来,3D高斯逐渐进入VR/AR、自动驾驶、影视文娱等行业的视野,成为当前最具潜力的三维建模方向之一。
不同于传统三维建模“流程繁琐、操作门槛高”的固有印象,3D高斯提供了一种更轻量、高效、真实感强的三维表达方式。随着越来越多企业和开发者的加入,这项技术正逐渐从研究探索阶段走向产品化落地,带动一系列工具链和应用平台的演进。
3D高斯改变了什么?
三维建模领域一直以来的主力技术,是基于网格结构(Mesh)的建模方式。它通过多边形网格来表示物体的几何形状,适用于结构规则的建筑、机械零件等对象。然而,Mesh在处理反光、透明物体的表面时,容易出现破面、拉花,后期修复工作量大、技术门槛高。
Mesh模型
近几年兴起的NeRF(神经辐射场)技术为建模提供了新思路。它通过神经网络学习多张图像中的光线分布,生成真实感强烈的视觉场景,尤其擅长还原室内空间、光影变化与材质细节。但NeRF的计算成本高、渲染速度慢,难以满足实时交互与移动端部署的需求。
NeRF模型
与前两者都不同的是,3D高斯采用大量的高斯分布点来表示场景中的信息。每个高斯点包含位置、颜色、大小和透明度等属性,通过优化这些参数,3D高斯能够在保持高质量渲染的同时,实现实时或近实时的渲染速度。
这种方法在处理复杂光照和材质变化方面具有优势,适用于对交互性要求较高的应用场景,如虚拟现实、增强现实和实时三维可视化。
3D高斯模型 VS 实景
简而言之,3D高斯带来了一种全新的三维表达方式,它不再需要构建复杂的网格结构,也无需庞大的神经网络进行推理,而是用轻量灵活的方式,在效果、效率与可用性之间找到突破点。这使得从移动终端到XR设备都能更容易接入高质量三维模型,推动三维内容生成走向更广泛、更实用的应用场景。
走出实验室,3D高斯加速落地应用
当前,3D高斯已从学术研究走向产品实践阶段。无论是算法优化还是应用探索,整个技术生态正在快速演进。
2024年9月,Meta发布了Hyperscape应用,用户只需用手机扫描现实场景,便可在Quest头显中实现高保真还原与沉浸式漫游。其底层建模正是基于3D高斯结合云端流式渲染。
Hyperscape展示的三维场景
随后,PICO也推出了PICO Splat插件,面向Unreal开发者开放3DGS支持,使得PICO 4 Ultra具备更高质量、更轻量的场景呈现能力,加快了3D高斯在XR内容生产中的落地节奏。
影视行业也在积极探索这项新技术的价值。在英国电影学院奖(BAFTA)2025颁奖礼,3D高斯技术首次被用于颁奖环节,通过多角度采集与实时渲染,将获奖者的形象转化为可交互、可多视角浏览的数字模型,被形象比喻为“生成式杜莎夫人蜡像馆”。
明星三维形象捕捉
在技术快速演进的背景下,不少企业开始将3D高斯与自有产品体系结合,推动这项技术加速走向商用实践。其中,国内空间计算企业其域创新,近期推出了升级版本的三维内容生成技术——Lixel CyberColor(LCC),在3D高斯落地路径上迈出了相对完整的产品化尝试。
LCC是大场景建模的软硬件一体化方案,具备自动化程度高、数据轻量、生态兼容性强等特点。相比以往依赖繁复流程的建模方式,LCC更强调“即扫即建”的便捷性和场景还原的真实感。
不同于面向物品级应用的3DGS App方案,LCC聚焦于大场景空间的建模,融合了其域创新自研的Multi-SLAM同步定位与建图算法,结合优化后的3D高斯算法,支持从空中到地面,从室外到室内的多源数据融合,在反光材质和复杂几何结构等场景下,也能保持稳定的建模表现。
室内+室外+空中一体化建模
反光镜面场景建模
在工具链方面,LCC生成的模型支持导入Unity、UE等主流开发引擎,可用于后续的光影编辑、物理仿真等二次开发流程。这种对完整工作流的覆盖,也使其在多个行业场景中找到落点。
LCC正逐步融入AR/VR内容生态,其生成的三维模型支持接入Apple Vision Pro、PICO、Quest、Rokid等多种XR终端设备。用户在XR设备中,可以更便捷、更沉浸地体验真实场景。从内容生成、空间交互到应用开发,LCC打通了三维内容在XR场景下的完整闭环。
使用Apple Vision Pro体验LCC
除此之外,LCC已被应用于包括影视制作、文旅文保、建筑房产等多个领域。其域创新在此前的发布中展示了多个应用案例。
在影视制作中,LCC正在逐步改变传统的拍摄工作流程。英国制作公司Global Objects与福克斯电视台合作,使用其域创新的三维扫描仪,对美国历史街区Old Sturbridge Village进行了高精度扫描,运用LCC自动生成完整的3D高斯模型。
模型与实景对比
LCC模型可以无缝接入三维编辑软件,进行场景打光与细节优化。例如,剧组人员可以在模型中将现代路牌直接移除,以还原19世纪小镇的历史风貌。
模型编辑
完成优化的模型可接入LED虚拟拍摄系统,实现数字场景与实景拍摄的无缝融合。借助这种方式,剧组在洛杉矶影棚内即可一次性完成12个不同场景的拍摄,无需频繁外拍或更换布景,大幅提高拍摄效率。
虚拟拍摄
在游戏开发中,LCC正在助力打造以真实场景为蓝本的三维游戏。开发者可直接使用LCC模型作为游戏世界的空间底板,再叠加玩法逻辑、任务机制和交互元素,构建出真实、可探索、带有地域特色的虚拟游戏场景,为玩家带来“实地探险”体验。
使用LCC开发的实景游戏
结语
3D高斯尚处于快速发展期,基于在建模效率、渲染质量和系统兼容性上的优势,这项技术已逐渐显现出在未来三维内容生态中的关键潜力。以LCC为代表的新一代产品,正在推动3D高斯走出实验室,走向更广泛、更多元的真实场景。
随着标准化工具链的进一步成熟、软硬件能力的持续提升,以及各行各业对高保真三维内容需求的增长,3D高斯有望成为推动空间计算、智能交互与数字内容创作协同发展的重要支撑技术。
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