Hunyuan3D-PolyGen:腾讯混元如何用AI重塑3D建模?

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近年来,人工智能(AI)技术的飞速发展深刻地改变了各行各业的运作模式。在3D内容创作领域,AI驱动的工具正以前所未有的速度和效率重塑着传统的工作流程。腾讯混元团队推出的Hunyuan3D-PolyGen,作为业界首个美术级3D生成大模型,正是这一变革浪潮中的杰出代表。它不仅大幅提升了3D建模的效率,还降低了创作门槛,为用户生成内容(UGC)游戏资产的开发带来了新的可能性。

Hunyuan3D-PolyGen的技术原理是什么?它又将如何改变未来的3D内容创作模式?

Hunyuan3D-PolyGen的核心功能与优势

Hunyuan3D-PolyGen并非简单的3D模型生成工具,它代表着AI技术在3D内容创作领域的一次重大突破。其核心优势体现在以下几个方面:

  1. 高质量3D模型生成能力

Hunyuan3D-PolyGen能够生成面数高达上万的复杂几何模型,并同时支持三边面和四边面,充分满足了不同专业管线对于模型精度的需求。这意味着美术师们可以使用该工具创建出更加精细、逼真的3D资产,而无需耗费大量时间和精力在繁琐的手工建模上。例如,在角色建模中,Hunyuan3D-PolyGen可以生成具有丰富细节的面部表情和服装纹理,从而提升角色的视觉表现力。

高质量3D模型生成

  1. 建模效率的显著提升

对于游戏开发团队而言,时间就是金钱。Hunyuan3D-PolyGen通过其智能化的建模流程,显著缩短了3D资产的制作周期。据官方数据显示,在集成到腾讯多个游戏管线后,美术师的建模效率提升了超过70%。这意味着游戏开发团队可以更快地推出新内容,并更快地响应市场变化。例如,在制作游戏场景时,美术师可以使用Hunyuan3D-PolyGen快速生成各种建筑物、植被和其他环境元素,从而大大加快场景的搭建速度。

  1. 自适应面数分配

在3D建模中,面数是一个重要的参数,它直接影响着模型的精度和渲染性能。Hunyuan3D-PolyGen具备自适应面数分配的能力,可以根据几何结构自动调整面数的分布,从而在低面数条件下实现更好的细节表现。这意味着美术师们可以在保证模型质量的前提下,尽可能地降低模型的复杂度,从而优化游戏的运行性能。例如,在制作游戏角色时,Hunyuan3D-PolyGen可以将更多的面数分配给角色的面部和手部等关键部位,从而提升角色的表情和动作的细腻程度。

  1. 强化学习优化

为了进一步提升生成模型的稳定性和美术规范性,Hunyuan3D-PolyGen引入了强化学习后训练框架。通过强化学习,模型可以不断地学习和优化自身的生成策略,从而生成更加符合美术规范的高质量3D模型。这意味着美术师们可以更加放心地使用该工具,而无需担心生成模型的质量问题。例如,在生成游戏道具时,Hunyuan3D-PolyGen可以学习各种道具的风格和特点,从而生成更加符合游戏世界观的道具模型。

  1. 灵活多样的输入方式

Hunyuan3D-PolyGen支持多种输入方式,包括文本提示词和图片上传。用户可以通过输入文本提示词来描述想要生成的3D模型的特征,也可以通过上传图片来让模型根据图片生成对应的3D模型。此外,用户还可以调整生成参数,以满足特定的需求。这种灵活多样的输入方式,使得Hunyuan3D-PolyGen可以适应各种不同的创作场景。例如,在制作游戏角色时,美术师可以通过输入文本提示词来描述角色的外貌、服装和性格等特征,也可以通过上传一张角色的概念图来让模型根据概念图生成对应的3D模型。

Hunyuan3D-PolyGen的技术原理

Hunyuan3D-PolyGen之所以能够实现如此强大的功能,离不开其背后先进的技术原理。该模型主要采用了以下几项关键技术:

  1. 自回归网格生成框架

自回归网格生成框架是Hunyuan3D-PolyGen的核心技术之一。该框架将3D网格的生成过程分解为三个步骤:网格序列化、自回归建模和序列解码。

  • 网格序列化:将3D网格的顶点和面片转化为Token序列,用以表示Mesh结构。使模型能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:将生成的Token序列反向解码为顶点与面片,重建3D网格。确保了生成的网格在几何结构上的完整性和准确性。

通过这种方式,Hunyuan3D-PolyGen可以将复杂的3D网格生成问题转化为一个序列生成问题,从而利用深度学习模型来解决。

  1. 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)。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,提升了模型对复杂mesh的建模能力。这项技术可以有效地降低模型的计算复杂度,并提高模型的生成效率。

  1. 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。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。强化学习能有效提升模型生成“好结果”的概率,降低生成“差结果”的概率,显著提升了模型生成的稳定性。

  1. Transformer架构

Hunyuan3D-PolyGen的自回归建模部分采用了Transformer架构。Transformer通过注意力机制能捕捉网格数据中的长距离依赖性,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。

如何使用Hunyuan3D-PolyGen

要使用Hunyuan3D-PolyGen,可以按照以下步骤操作:

  1. 访问创作平台:访问腾讯混元3D AI创作引擎官方平台。
  2. 选择功能入口
    • 选择首页的“3D智能拓扑”功能。
    • 实验室中的“3D智能拓扑”功能。
    • 首页的“文生3D”或“图生3D”功能,选择“几何、纹理分阶段”,在生成几何模型后,可选择“智能拓扑”。
  3. 选择使用方法
    • 文生3D:输入文本提示词,描述想要生成的3D模型的特征,然后点击“生成”。
    • 图生3D:上传一张图片(建议是非透明背景的图片),然后点击“生成”。
    • 3D智能拓扑: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。
  4. 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。
  5. 查看和下载结果:生成完成后,可以查看生成的3D模型。如果需要,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的应用场景非常广泛,主要包括以下几个方面:

  1. UGC游戏资产生成

Hunyuan3D-PolyGen能快速生成高质量的3D模型,适用于UGC(用户生成内容)游戏开发场景。美术师可以用模型快速生成复杂的几何模型,显著提升建模效率,建模效率提升超70%。这意味着UGC游戏开发者可以更加轻松地创建出各种各样的游戏内容,从而丰富游戏的可玩性和趣味性。

  1. 游戏场景和角色建模

模型支持生成高分辨率、细节丰富的3D模型,能满足游戏开发中对场景和角色建模的高要求。无论是宏伟的城堡、茂密的森林,还是栩栩如生的角色,Hunyuan3D-PolyGen都可以轻松胜任。

  1. 虚拟场景和道具生成

Hunyuan3D-PolyGen能生成复杂的几何模型,支持三边面和四边面,满足影视制作中对虚拟场景和道具的高精度需求。这意味着影视制作人员可以使用该工具创建出更加逼真的虚拟世界,从而提升影片的视觉效果。

  1. 动画制作

通过生成高质量的3D模型,模型可以为动画制作提供高效的建模支持,减少手工建模的时间和成本。无论是动画电影、动画短片,还是动画广告,Hunyuan3D-PolyGen都可以提供强大的支持。

  1. 产品原型设计

Hunyuan3D-PolyGen能快速生成高保真的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。这意味着设计师可以更加快速地将自己的创意转化为现实,从而缩短产品的开发周期。

  1. 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,提升设计沟通效率。无论是汽车、飞机,还是其他复杂的机械设备,Hunyuan3D-PolyGen都可以提供清晰、直观的3D模型。

结论与展望

Hunyuan3D-PolyGen作为腾讯混元团队推出的美术级3D生成大模型,凭借其高质量的3D模型生成能力、建模效率的显著提升、自适应面数分配、强化学习优化和灵活多样的输入方式等优势,正在深刻地改变着3D内容创作领域。随着AI技术的不断发展,我们有理由相信,Hunyuan3D-PolyGen将在未来发挥更加重要的作用,为游戏开发、影视制作、动画制作、产品设计等领域带来更多的创新和可能性。

总而言之,Hunyuan3D-PolyGen的出现,不仅是3D建模技术的一次革新,更是人工智能技术赋能内容创作领域的一个重要里程碑。它预示着一个更加高效、智能、创新的3D内容创作时代的到来。