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開源AI應(yīng)用平臺(tái)Vid2Avatar-Pro：從單目自然視頻中生成逼真的3D人體虛擬形象
Vid2Avatar-Pro是什么？
Vid2Avatar-Pro 是一種能夠從普通的單目自然視頻中創(chuàng)建逼真且可動(dòng)畫化的3D人體虛擬形象的技術(shù)。它是 Vid2Avatar 的升級(jí)版本，通過引入通用先驗(yàn)?zāi)Ｐ停║niversal Prior Model, UPM）和優(yōu)化的 3D 表示方法，提升了虛擬形象的逼真度和泛化能力。
Vid2Avatar-Pro功能特征
高逼真度與可動(dòng)畫性：Vid2Avatar-Pro 能夠從普通單目視頻中生成逼真的 3D 虛擬形象，并支持復(fù)雜的動(dòng)作動(dòng)畫。
多視角渲染：生成的虛擬形象可以被渲染到任意視角，解決了傳統(tǒng)方法中視角受限的問題。
多樣化動(dòng)作支持：虛擬形象能夠執(zhí)行多種復(fù)雜動(dòng)作，如打羽毛球、打鼓、單腿跳躍等。
通用先驗(yàn)?zāi)Ｐ停║PM）：通過大規(guī)模多視角數(shù)據(jù)預(yù)訓(xùn)練的通用先驗(yàn)?zāi)Ｐ?，顯著提升了對(duì)新姿態(tài)和視角的泛化能力。
Vid2Avatar-Pro應(yīng)用場(chǎng)景
影視制作：從普通視頻中重建演員的 3D 模型，用于特效制作。
虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）：創(chuàng)建逼真的虛擬角色，提升沉浸感。
時(shí)尚與電商：通過視頻重建用戶 3D 模型，實(shí)現(xiàn)虛擬試衣。
體育分析：從比賽視頻中重建運(yùn)動(dòng)員模型，分析動(dòng)作細(xì)節(jié)。
醫(yī)療康復(fù)：記錄和分析患者康復(fù)過程中的動(dòng)作。
Vid2Avatar-Pro 技術(shù)原理
通用先驗(yàn)?zāi)Ｐ停║PM）
預(yù)訓(xùn)練階段：使用大規(guī)模多視角、動(dòng)態(tài)的穿衣人類表演數(shù)據(jù)訓(xùn)練 UPM，使其能夠捕捉人類外觀和姿態(tài)的通用特征。
微調(diào)階段：在給定的單目野外視頻上，通過逆渲染技術(shù)對(duì)預(yù)訓(xùn)練的 UPM 進(jìn)行微調(diào)，恢復(fù)特定人物的細(xì)節(jié)。
3D 高斯表示
使用規(guī)范前后地圖的 3D 高斯表示來構(gòu)建虛擬形象，這些地圖在不同身份之間共享。
通過正向線性混合蒙皮（LBS）和光柵化技術(shù)合成訓(xùn)練姿態(tài)/形狀參數(shù)。
自監(jiān)督場(chǎng)景分解
不依賴外部分割模塊，直接在 3D 中分離人體和背景。
通過兩個(gè)獨(dú)立的神經(jīng)場(chǎng)對(duì)人物和背景進(jìn)行參數(shù)化，解決了場(chǎng)景分解和表面重建任務(wù)。
優(yōu)化策略
引入由粗到細(xì)的采樣策略和新穎的目標(biāo)函數(shù)，清晰地分離動(dòng)態(tài)人體和靜態(tài)背景。
優(yōu)化背景模型、規(guī)范化的人體形狀和紋理以及每幀人體姿態(tài)參數(shù)。
Vid2Avatar-Pro使用方法
1. 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：
使用 ROMP 獲取初始 SMPL 形狀和姿勢(shì)。
使用 OpenPose 提取關(guān)鍵點(diǎn)。
2. 模型訓(xùn)練：
對(duì)背景模型、人體形狀紋理和姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化。
使用預(yù)訓(xùn)練的 UPM 模型進(jìn)行微調(diào)。
3. 生成與渲染：
使用訓(xùn)練好的模型生成最終的 3D 虛擬形象。
通過逆渲染技術(shù)實(shí)現(xiàn)多視角渲染。
4. 動(dòng)畫生成：
將虛擬形象綁定到新的動(dòng)作序列，實(shí)現(xiàn)多樣化動(dòng)畫。
論文鏈接：https://moygcc.github.io/vid2avatar-pro/static/CVPR2025_Vid2Avatar_Pro.pdf
項(xiàng)目主頁：https://moygcc.github.io/vid2avatar-pro/
