Hunyuan3D-PolyGen：腾讯混元如何重塑3D美术资产生成？

在3D内容创作领域，腾讯混元团队推出了一项引人注目的创新成果——Hunyuan3D-PolyGen，这款美术级3D生成大模型，为游戏资产生成带来了革命性的改变。它不仅显著提升了美术师的建模效率，还在UGC（用户生成内容）游戏开发中展现出巨大的应用潜力。本文将深入探讨Hunyuan3D-PolyGen的技术原理、主要功能、应用场景以及使用方法，带您全面了解这项前沿技术。

Hunyuan3D-PolyGen的卓越之处在于其能够生成面数高达上万面的复杂几何模型。这种高精度建模能力，得益于腾讯混元团队自研的高压缩率表征技术（BPT）。该技术不仅支持三边面和四边面，还能满足不同专业管线的需求，为美术师提供了更大的创作自由。更重要的是，Hunyuan3D-PolyGen采用了自回归网格生成框架，通过网格序列化、自回归建模和序列解码三个关键步骤，实现了高质量、符合美术规范的3D模型生成。

Hunyuan3D-PolyGen

自回归网格生成框架是Hunyuan3D-PolyGen的核心技术之一。它通过将3D网格的顶点和面片转化为Token序列，实现了对Mesh结构的有效表示。这种网格序列化的方法，使得模型能够以序列建模的方式处理复杂的3D网格数据。同时，该模型以点云作为输入Prompt，基于自回归模型生成Mesh的Token序列，并通过逐个预测Token的方式，逐步构建完整的3D网格结构。最后，通过将生成的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。

为了解决现有mesh自回归方法中表达冗余的问题，Hunyuan3D-PolyGen创新性地采用了高压缩率mesh表征技术BPT（Blocked and Patchified Tokenization）。这项技术通过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。此外，为了提升mesh自回归生成的稳定性，Hunyuan3D-PolyGen还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，显著提升了模型生成的稳定性。

Hunyuan3D-PolyGen的自回归建模部分采用了Transformer架构。Transformer通过注意力机制能够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。

Hunyuan3D-PolyGen的主要功能体现在以下几个方面：

高质量3D模型生成：Hunyuan3D-PolyGen能够生成面数达上万面的复杂几何模型，支持三边面和四边面，满足不同专业管线需求。这意味着美术师可以利用该工具创造出更加精细、逼真的3D模型，从而提升游戏的视觉质量和沉浸感。
提升建模效率：通过集成到腾讯多个游戏管线后，美术师的建模效率提升了超70%。这表明Hunyuan3D-PolyGen能够显著减少美术师在建模过程中所需的时间和精力，让他们能够将更多精力投入到创意和设计上。
自适应面数分配：Hunyuan3D-PolyGen可根据几何结构自适应分配面数，在低面数条件下实现更好的细节表现。这项功能对于优化游戏性能至关重要，能够在保证视觉效果的同时，降低游戏对硬件的要求。
强化学习优化：通过强化学习后训练框架，Hunyuan3D-PolyGen能够提升生成模型的稳定性和美术规范性。这意味着生成的3D模型不仅质量更高，而且更符合行业标准，减少了后期修改和调整的工作量。
多输入方式：Hunyuan3D-PolyGen支持通过文本提示词或上传图片生成3D模型，用户还可以调整生成参数以满足特定需求。这种灵活的输入方式，使得Hunyuan3D-PolyGen能够适应不同的创作场景和用户需求。

那么，如何使用Hunyuan3D-PolyGen呢？以下是详细的使用指南：

访问创作平台：首先，访问腾讯混元3D AI创作引擎官方平台。这是使用Hunyuan3D-PolyGen的入口。
功能入口：
- 选择首页的“3D智能拓扑”功能。这是Hunyuan3D-PolyGen的核心功能之一，能够优化3D模型的拓扑结构，提升模型质量。
- 在实验室中，您也可以找到“3D智能拓扑”功能。实验室通常会提供一些实验性的功能和特性，供用户体验和测试。
- 如果您想通过文本或图片生成3D模型，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，您可以选择“智能拓扑”来优化模型。
使用方法：
- 文生3D：
  - 在首页选择“文生3D”功能。该功能允许您通过输入文本提示词来生成3D模型。
  - 输入文本提示词，描述您想要生成的3D模型的特征。您可以尽可能详细地描述模型的形状、颜色、材质等。
  - 点击“生成”，等待模型生成完成。生成时间取决于模型的复杂度和服务器的负载。
- 图生3D：
  - 在首页选择“图生3D”功能。该功能允许您通过上传图片来生成3D模型。
  - 上传一张图片（建议是非透明背景的图片）。模型会根据图片的内容生成对应的3D模型。
  - 点击“生成”，模型会根据图片生成对应的3D模型。生成时间同样取决于模型的复杂度和服务器的负载。
- 3D智能拓扑：
  - 在首页或实验室中选择“3D智能拓扑”功能。该功能允许您上传一个现有的3D模型，并优化其拓扑结构。
  - 上传一个3D模型文件（如.obj格式）。Hunyuan3D-PolyGen支持多种常见的3D模型格式。
  - 模型会自动优化拓扑结构，生成更高质量的3D网格。优化后的模型通常具有更少的面数，但细节表现更好。
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。面数越高，模型细节越丰富，但同时也对硬件要求更高。您可以根据实际情况进行调整。
- 纹理细节：选择是否生成纹理映射。纹理映射能够为模型增加更多的细节和真实感。
- GIF动画：选择是否生成GIF动画展示3D模型的旋转效果。这对于展示模型的各个角度非常有用。
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，可以下载生成的模型文件（如.obj格式）或GIF动画。

Hunyuan3D-PolyGen在多个领域都具有广泛的应用前景：

UGC游戏资产生成：Hunyuan3D-PolyGen能够快速生成高质量的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丰富多样的游戏内容，从而提升游戏的可玩性和吸引力。
游戏场景和角色建模：Hunyuan3D-PolyGen支持生成高分辨率、细节丰富的3D模型，能够满足游戏开发中对场景和角色建模的高要求。无论是宏大的游戏场景，还是精细的角色模型，Hunyuan3D-PolyGen都能够胜任。
虚拟场景和道具生成：Hunyuan3D-PolyGen能够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利用Hunyuan3D-PolyGen快速创建出逼真的虚拟场景和道具，从而提升影视作品的视觉效果。
动画制作：通过生成高质量的3D模型，Hunyuan3D-PolyGen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。动画制作人员可以利用Hunyuan3D-PolyGen快速创建出各种动画角色和场景，从而提升动画制作效率。
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。设计师可以利用Hunyuan3D-PolyGen快速创建出产品的3D模型，并进行虚拟测试和评估，从而降低设计风险。
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。例如，在汽车设计中，设计师可以利用Hunyuan3D-PolyGen创建出汽车的3D模型，并进行虚拟装配和展示，从而提升设计沟通效率，并减少物理样机的制作成本。

总而言之，腾讯混元推出的Hunyuan3D-PolyGen大模型，凭借其独特的技术优势和广泛的应用前景，正在为3D内容创作领域带来一场深刻的变革。它不仅能够提升美术师的建模效率，还能够降低3D内容创作的门槛，为更多人参与到3D内容创作中提供了可能。随着技术的不断发展和完善，Hunyuan3D-PolyGen有望在未来发挥更大的作用，推动3D内容创作领域的持续创新。