BlenderFusion是谷歌DeepMind推出的一项创新性生成式视觉合成框架。该框架巧妙地将传统的3D编辑软件Blender与先进的AI模型相结合，旨在实现对3D对象的精确几何编辑和多样化的视觉合成效果。BlenderFusion的核心理念在于利用AI技术增强传统3D编辑流程，从而为视觉内容创作带来更高的效率和更广阔的创作空间。
BlenderFusion的工作原理
BlenderFusion的实现依赖于三个关键步骤，每个步骤都发挥着不可或缺的作用：
- 对象中心化分层：该步骤是整个流程的基础，其目标是从源图像中精确提取出用户感兴趣的对象，并将其转换为可编辑的3D元素。为了实现这一目标，BlenderFusion利用视觉基础模型，例如SAM（Segment Anything Model）进行精确的图像分割，以及Depth Anything模型进行深度估计。这些模型协同工作，能够准确地识别和分离图像中的对象，并获取其深度信息，为后续的3D转换奠定基础。此外，为了进一步增强编辑的灵活性，BlenderFusion还可选地使用图像到3D模型技术，例如Rodin或Hunyuan3D，生成完整的3D网格模型。这些模型与2.5D表面网格对齐，从而在编辑过程中提供更大的自由度和控制力。
基于Blender的编辑：在成功提取并转换3D元素后，BlenderFusion将这些元素导入到Blender中。Blender作为一款强大的开源3D编辑软件，提供了丰富的工具和功能，使用户能够对3D对象进行多样化的编辑操作。这些操作包括对象的基本变换（如位置、旋转和缩放），属性修改（如颜色、材质和形状），以及非刚性变形等。此外，BlenderFusion还支持相机控制和背景替换，从而为生成合成步骤提供精确的3D控制信号，确保最终图像的视觉效果。
生成合成：最后一步是生成合成，其目标是将编辑后的3D元素与背景无缝融合，生成最终的逼真图像。为了实现这一目标，BlenderFusion采用基于扩散模型的生成合成器。该合成器基于双流架构，能够同时处理原始场景（编辑前）和目标场景（编辑后）的信息。通过交叉视图注意力机制，合成器能够有效地融合两者的信息，从而生成具有高度一致性和真实感的图像。此外，BlenderFusion还采用了源遮罩（source masking）和模拟对象抖动（simulated object jittering）两种训练策略，以提高模型在复杂编辑任务中的灵活性和解耦能力。
BlenderFusion的主要功能特点
BlenderFusion之所以能够在视觉合成领域脱颖而出，得益于其独特的功能特点：
- 精确的3D几何控制：BlenderFusion允许用户基于Blender对对象进行精确的3D编辑，包括位置、旋转、缩放等变换，以及颜色、材质、形状等属性的修改。这种精确的控制能力为用户提供了更大的创作自由度，使他们能够实现各种复杂的视觉效果。
- 灵活的相机控制：除了对象编辑外，BlenderFusion还支持独立于对象操作调整相机视角，实现复杂的视角变化。这一功能使得用户能够从不同的角度观察和呈现场景，从而增强视觉表现力。
- 复杂的场景合成：BlenderFusion能够将编辑后的对象和背景无缝融合，生成逼真的最终图像。它支持多对象操作和复杂的场景编辑，从而满足各种复杂的视觉合成需求。
- 解耦的对象和相机控制：BlenderFusion允许用户在保持相机固定的情况下操作对象，或在保持对象固定的情况下调整相机，实现高度解耦的控制。这种解耦的控制方式使得用户能够更加灵活地调整场景，从而实现更精细的视觉效果。
- 强大的泛化能力：BlenderFusion不仅能够处理已知的场景和对象，还支持应用在未见过的场景和对象。它支持从简单到复杂的编辑任务，包括渐进式多步编辑，从而满足各种不同的应用需求。
BlenderFusion的技术原理
BlenderFusion的技术原理主要包括以下三个方面：
对象中心化分层：该步骤的核心在于从输入图像中提取对象，并将其转换为可编辑的3D元素。为了实现这一目标，BlenderFusion采用了视觉基础模型，例如SAM进行分割，Depth Anything进行深度估计。这些模型能够准确地识别和分离图像中的对象，并获取其深度信息。此外，BlenderFusion还可选地使用图像到3D模型技术，例如Rodin、Hunyuan3D，生成完整的3D网格，与2.5D表面网格对齐，以便在测试时进行更灵活的编辑。
基于Blender的编辑：该步骤将分层步骤得到的3D对象导入Blender，并基于Blender的强大功能进行多样化的编辑操作。这些操作包括对象的基本变换、属性修改、非刚性变形等。此外，BlenderFusion还支持相机控制和背景替换，从而为生成合成步骤提供精确的3D控制信号。
生成合成：该步骤基于扩散模型的生成合成器将Blender的渲染结果与背景融合，生成最终的逼真图像。生成合成器基于双流架构，能够同时处理原始场景（编辑前）和目标场景（编辑后）的信息。通过交叉视图注意力机制，合成器能够有效地融合两者的信息。此外，BlenderFusion还采用了源遮罩（source masking）和模拟对象抖动（simulated object jittering）两种训练策略，以提高模型在复杂编辑任务中的灵活性和解耦能力。
BlenderFusion的应用场景
BlenderFusion的应用前景广阔，可以应用于各种不同的领域：
- 影视制作：在电影、电视剧的视觉效果（VFX）制作中，BlenderFusion可以用于添加虚拟对象、调整场景布局、改变背景等，从而创建逼真的合成场景。例如，电影制作人员可以使用BlenderFusion在现有的场景中添加逼真的外星生物，或者改变场景的背景，使其看起来像是在另一个星球上。
- 游戏开发：BlenderFusion可以助力游戏开发者快速设计和编辑游戏场景，添加和调整游戏中的对象、改变相机视角等，从而创造逼真的游戏环境。例如，游戏开发者可以使用BlenderFusion快速创建各种不同的游戏场景，例如森林、城市或沙漠。
- 广告：BlenderFusion可以帮助广告设计师制作高质量的产品展示图，突出产品特点。例如，广告设计师可以使用BlenderFusion创建一个逼真的产品展示场景，从而吸引消费者的注意力。
- 建筑设计：建筑师和室内设计师可以使用BlenderFusion进行室内设计可视化，添加和调整家具、装饰品等，生成逼真的室内效果图。例如，建筑师可以使用BlenderFusion创建一个虚拟的室内环境，以便客户能够更好地了解设计方案。
- 艺术创作：艺术家可以借助BlenderFusion的3D编辑和生成合成能力创作独特的数字艺术作品，实现创意可视化。例如，艺术家可以使用BlenderFusion创建一个超现实主义的数字艺术作品，从而表达自己的情感和思想。
总结
总而言之，BlenderFusion作为一款由谷歌DeepMind推出的生成式视觉合成框架，通过将传统的3D编辑软件Blender与AI模型相结合，实现了对3D对象的精确几何编辑和多样化的视觉合成。该框架在复杂视觉合成任务中表现出色，能够实现对象、相机和背景的灵活、解耦且具有3D感知的操控。随着人工智能技术的不断发展，BlenderFusion有望在影视制作、游戏开发、广告、建筑设计和艺术创作等领域发挥越来越重要的作用，为视觉内容创作带来革命性的变革。
