Hunyuan3D-PolyGen：腾讯混元如何革新美术级3D模型生成？

在数字内容创作领域，腾讯混元团队推出了一款引人注目的AI工具——Hunyuan3D-PolyGen，这是一款美术级的3D生成大模型。它的出现，旨在解决3D资产生成过程中长期存在的布线质量和复杂物体建模难题，为美术师们带来效率的飞跃。那么，Hunyuan3D-PolyGen究竟是如何实现这些功能的？它又将对游戏开发、影视制作等行业产生怎样的影响？本文将深入探讨Hunyuan3D-PolyGen的技术原理、功能特点及其应用前景。

Hunyuan3D-PolyGen的核心优势在于其能够生成面数高达上万的复杂几何模型，并且同时支持三边面和四边面，从而满足不同专业管线的需求。这种强大的生成能力，得益于其独特的技术架构和算法设计。通过集成到腾讯的多个游戏管线中，Hunyuan3D-PolyGen已经帮助美术师们将建模效率提升了70%以上，这无疑是一个显著的进步。

Hunyuan3D-PolyGen

Hunyuan3D-PolyGen的功能亮点

Hunyuan3D-PolyGen的功能远不止于简单的模型生成。它具备一系列强大的功能，旨在提升3D建模的效率和质量：

高质量3D模型生成：Hunyuan3D-PolyGen能够生成具有上万面的复杂几何模型，全面支持三边面和四边面，充分满足各种专业管线对于模型质量的需求。
建模效率显著提升：通过与腾讯内部多个游戏管线的深度集成，Hunyuan3D-PolyGen成功地将美术师的建模效率提升了超过70%。
自适应面数分配：该模型能够根据几何结构的复杂程度，智能地分配面数，从而在较低的面数条件下，实现更加出色的细节表现。
强化学习优化：Hunyuan3D-PolyGen采用了强化学习后训练框架，有效提升了生成模型的稳定性和美术规范性。
灵活的多输入方式：Hunyuan3D-PolyGen支持通过文本提示词或上传图片的方式生成3D模型，并允许用户调整生成参数，以满足特定的需求。

Hunyuan3D-PolyGen的技术原理

Hunyuan3D-PolyGen的技术核心在于其自回归网格生成框架、高压缩率表征技术（BPT）以及强化学习后训练框架。这些技术的协同作用，使得Hunyuan3D-PolyGen能够生成高质量、高效率的3D模型。

自回归网格生成框架

自回归网格生成框架是Hunyuan3D-PolyGen的核心组成部分，它通过三个关键步骤实现3D网格的生成：

网格序列化：该步骤将3D网格的顶点和面片转化为Token序列，从而实现对Mesh结构的表示。通过这种方式，模型能够以序列建模的方式处理复杂的3D网格数据。
自回归建模：以点云作为输入Prompt，基于自回归模型生成Mesh的Token序列。自回归模型通过逐个预测Token的方式，逐步构建完整的3D网格结构。
序列解码：该步骤将生成的Token序列反向解码为顶点与面片，从而重建3D网格。这确保了生成的网格在几何结构上的完整性和准确性。

高压缩率表征技术（BPT）

为了解决现有mesh自回归方法中表达冗余的问题，Hunyuan3D-PolyGen自研了高压缩率mesh表征技术BPT（Blocked and Patchified Tokenization）。BPT技术通过Block索引和Patch压缩，大幅减少了表示相同mesh所需的Token数量，从而提升了模型对复杂mesh的建模能力。这项技术上的突破，使得Hunyuan3D-PolyGen在处理复杂模型时更加高效。

强化学习后训练框架

为了提升mesh自回归生成的稳定性，Hunyuan3D-PolyGen引入了强化学习后训练框架。该框架在预训练模型的基础上进行后训练，通过设计稳定生成和美术规范奖励来引导模型生成更高质量的结果。强化学习能够有效提升模型生成“好结果”的概率，降低生成“差结果”的概率，从而显著提升模型生成的稳定性。

Transformer架构

Hunyuan3D-PolyGen的自回归建模部分采用了Transformer架构。Transformer架构通过注意力机制能够捕捉网格数据中的长距离依赖性，从而更好地处理顶点和面之间的复杂关系。模型分为顶点模型和面模型两部分，顶点模型负责生成网格的顶点序列，面模型则在给定顶点序列的条件下生成网格的面序列。这种分离式的设计，使得模型能够更加精细地控制网格的生成过程。

如何使用Hunyuan3D-PolyGen

要使用Hunyuan3D-PolyGen，您可以按照以下步骤进行操作：

访问创作平台：首先，访问腾讯混元3D AI创作引擎官方平台。
选择功能入口：
- 您可以选择首页的“3D智能拓扑”功能。
- 或者，您可以选择实验室中的“3D智能拓扑”功能。
- 此外，您还可以选择首页的“文生3D”或“图生3D”功能，并选择“几何、纹理分阶段”，在生成几何模型后，选择“智能拓扑”。
使用方法：
- 文生3D：
  - 在首页选择“文生3D”功能。
  - 输入文本提示词，描述您想要生成的3D模型的特征。
  - 点击“生成”，等待模型生成完成。
- 图生3D：
  - 在首页选择“图生3D”功能。
  - 上传一张图片（建议是非透明背景的图片）。
  - 点击“生成”，模型会根据图片生成对应的3D模型。
- 3D智能拓扑：
  - 在首页或实验室中选择“3D智能拓扑”功能。
  - 上传一个3D模型文件（如.obj格式）。
  - 模型会自动优化拓扑结构，生成更高质量的3D网格。
调整参数：在生成过程中，您可以调整以下参数：
- 面数：根据需求调整生成模型的面数。
- 纹理细节：选择是否生成纹理映射。
- GIF动画：选择是否生成GIF动画展示3D模型的旋转效果。
查看和下载结果：生成完成后，您可以查看生成的3D模型。如果需要，您可以下载生成的模型文件（如.obj格式）或GIF动画。

Hunyuan3D-PolyGen的应用场景

Hunyuan3D-PolyGen的应用前景广阔，它可以在多个领域发挥重要作用：

UGC游戏资产生成：Hunyuan3D-PolyGen能够快速生成高质量的3D模型，特别适用于UGC（用户生成内容）游戏开发场景。美术师可以利用该模型快速生成复杂的几何模型，从而显著提升建模效率。
游戏场景和角色建模：该模型支持生成高分辨率、细节丰富的3D模型，完全能够满足游戏开发中对于场景和角色建模的高要求。
虚拟场景和道具生成：Hunyuan3D-PolyGen能够生成复杂的几何模型，并且支持三边面和四边面，从而满足影视制作中对于虚拟场景和道具的高精度需求。
动画制作：通过生成高质量的3D模型，该模型可以为动画制作提供高效的建模支持，从而减少手工建模的时间和成本。
产品原型设计：Hunyuan3D-PolyGen能够快速生成高保真的3D模型，适用于工业设计中的产品原型设计，帮助设计师快速验证设计概念。
虚拟装配与展示：生成的3D模型可以直接用于虚拟装配和展示，从而提升设计沟通效率。

总而言之，腾讯混元推出的Hunyuan3D-PolyGen大模型，凭借其在3D模型生成方面的卓越性能，正在为游戏开发、影视制作、工业设计等多个领域带来革命性的变革。通过简化建模流程、提高生成质量，Hunyuan3D-PolyGen无疑将成为未来数字内容创作的重要推动力。