VCAI
VCAI là khoa Điện toán Hình ảnh và Trí tuệ Nhân tạo tại Viện Tin học Max Planck. …
VCAI là khoa Điện toán Hình ảnh và Trí tuệ Nhân tạo tại Viện Tin học Max Planck. Dưới sự dẫn dắt của GS. Christian Theobalt, khoa tiến hành nghiên cứu nền tảng ở giao điểm của thị giác máy tính, đồ họa và AI. Phòng thí nghiệm nổi tiếng với công trình tiên phong trong tái tạo 3D, kết xuất thần kinh (như 3D Gaussian Splatting), con người kỹ thuật số và ghi hình chuyển động. Nghiên cứu của họ thúc đẩy sự đổi mới trong VR/AR, điện ảnh và robot, với nhiều dự án được phát hành dưới dạng mã nguồn mở và dẫn đến các công ty spin-off thương mại.
Về Tái tạo 3D
Công cụ Tái tạo 3D là một danh mục phần mềm chuyên dụng tự động tạo ra các mô hình ba chiều kỹ thuật số từ hình ảnh 2D, video hoặc dữ liệu cảm biến. Tận dụng các kỹ thuật AI như phép quang trắc và Trường bức xạ thần kinh (NeRF), những công cụ này phân tích nhiều góc nhìn của một đối tượng hoặc cảnh để tính toán hình dạng, kết cấu và thông tin không gian của nó. Quá trình này cho phép số hóa nhanh chóng các đối tượng và môi trường trong thế giới thực để sử dụng trong thực tế ảo, bảo tồn di sản văn hóa và thương mại điện tử. Chúng mang lại một lợi thế đáng kể so với việc tạo mô hình 3D thủ công bằng cách ghi lại các chi tiết và kết cấu thực tế trực tiếp từ thực tế.
Tính năng Cốt lõi
- Công cụ Quang trắc: Xử lý các bức ảnh hoặc khung hình video chồng chéo để tính toán các điểm 3D và xây dựng một mô hình chi tiết.
- Công nghệ NeRF: Tạo ra các cảnh 3D chân thực với ánh sáng và phản xạ phức tạp từ một bộ ảnh.
- Tạo Lưới & Kết cấu: Tự động tạo ra một lưới 3D sạch, có thể sử dụng và áp dụng kết cấu có độ phân giải cao từ hình ảnh nguồn.
- Xử lý Đám mây điểm: Nhập và xử lý dữ liệu từ LiDAR hoặc các máy quét 3D khác để tạo ra các mô hình có độ chính xác cao.
- Căn chỉnh Tự động: Căn chỉnh thông minh các hình ảnh hoặc khung hình video để tái tạo lại cảnh mà không cần can thiệp thủ công.
Trường hợp Sử dụng
Những công cụ này được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kiến trúc để tạo mô hình hoàn công, trong thương mại điện tử để tạo trình xem sản phẩm tương tác và trong di sản văn hóa để số hóa các hiện vật. Các nhà phát triển trò chơi và nghệ sĩ VFX cũng sử dụng chúng để tạo ra các tài sản kỹ thuật số thực tế bằng cách quét các đối tượng và môi trường trong thế giới thực.
Cách Lựa chọn
Khi chọn một công cụ, hãy xem xét loại đầu vào yêu cầu (ảnh, video, LiDAR), chất lượng và định dạng đầu ra mong muốn (ví dụ: OBJ, FBX, USDZ) và liệu bạn cần xử lý trên đám mây hay tại chỗ. Ngoài ra, hãy đánh giá mức độ dễ sử dụng, mức độ tự động hóa và mô hình định giá của công cụ dựa trên sự phức tạp và quy mô của dự án của bạn.
Tái tạo 3DTrường hợp sử dụng
Số hóa hiện vật cho Di sản văn hóa
Một người phụ trách bảo tàng cần tạo một kho lưu trữ kỹ thuật số các hiện vật dễ vỡ để nghiên cứu và triển lãm trực tuyến. Sử dụng công cụ tái tạo 3D, họ chụp một loạt ảnh có độ phân giải cao của một chiếc bình cổ từ mọi góc độ. Phần mềm xử lý những hình ảnh này, tự động tạo ra một mô hình 3D chi tiết và có kết cấu chính xác. Bản sao kỹ thuật số này có thể được xem trực tuyến, sử dụng trong các cuộc triển lãm thực tế ảo hoặc in 3D cho mục đích giáo dục, tất cả đều không có nguy cơ làm hỏng vật thể gốc.
Tạo bản xem trước sản phẩm 3D tương tác
Một người quản lý thương mại điện tử cho một thương hiệu nội thất muốn tăng cường sự tương tác của khách hàng bằng cách cung cấp chế độ xem 3D của sản phẩm. Thay vì thuê các nghệ sĩ 3D đắt tiền, họ sử dụng một ứng dụng tái tạo 3D trên điện thoại thông minh để quay video một chiếc ghế bành mới. Công cụ này tải video lên đám mây và trả về một mô hình 3D đã được tối ưu hóa, sẵn sàng cho web. Mô hình này sau đó được nhúng vào trang sản phẩm, cho phép khách hàng xoay, thu phóng và xem chiếc ghế bành từ mọi góc độ, dẫn đến tỷ lệ chuyển đổi cao hơn.
Tạo mô hình hoàn công cho kiến trúc
Một kiến trúc sư cần một mô hình chính xác của một tòa nhà hiện có cho một dự án cải tạo. Một người điều khiển máy bay không người lái bay theo một lộ trình đã được lên kế hoạch trước xung quanh tòa nhà, chụp hàng trăm bức ảnh trên không có độ phân giải cao. Những bức ảnh này được đưa vào một phần mềm tái tạo 3D, phần mềm này sẽ ghép chúng lại với nhau để tạo ra một mô hình 3D và đám mây điểm chính xác, đúng tỷ lệ của toàn bộ khu vực. Sau đó, kiến trúc sư có thể nhập mô hình này vào phần mềm CAD của họ để đo đạc và thiết kế cải tạo một cách tự tin, đảm bảo sự phù hợp hoàn hảo với cấu trúc hiện có.
Phát triển tài sản game thực tế từ vật thể thật
Một nhà phát triển game muốn tạo ra các tài sản môi trường có độ chân thực cao, như đá và thân cây, cho một trò chơi video mới. Họ ra ngoài và chụp nhiều bức ảnh của một tảng đá phủ rêu trong thế giới thực từ nhiều góc độ khác nhau, đảm bảo ánh sáng nhất quán. Họ tải những bức ảnh này lên một công cụ tái tạo 3D. Công cụ này tạo ra một mô hình 3D với bản đồ kết cấu chân thực như ảnh chụp. Sau đó, nhà phát triển nhập tài sản này vào một công cụ trò chơi, giảm đáng kể thời gian cần thiết để tạo mô hình và kết cấu cho tảng đá từ đầu trong khi đạt được mức độ chân thực cao hơn.
Sản xuất chuyến tham quan ảo cho bất động sản
Một nhân viên môi giới bất động sản muốn cung cấp các chuyến tham quan ảo sống động cho một bất động sản cao cấp. Họ sử dụng máy ảnh 360 độ và dịch vụ tái tạo 3D để chụp mọi căn phòng trong nhà. Dịch vụ này xử lý hình ảnh để tạo ra một chế độ xem 'nhà búp bê' 3D liền mạch và một chuyến tham quan ảo có thể đi bộ. Người mua tiềm năng giờ đây có thể khám phá bất động sản trực tuyến từ bất kỳ đâu trên thế giới, di chuyển từ phòng này sang phòng khác và có được cảm nhận thực sự về không gian và cách bố trí. Điều này nâng cao sức hấp dẫn của danh sách và giúp sàng lọc trước những người mua quan tâm.
Tạo bối cảnh kỹ thuật số cho VFX và phim ảnh
Một giám sát viên VFX cho một bộ phim cần tạo ra một phần mở rộng kỹ thuật số của một bối cảnh vật lý. Thay vì tạo mô hình môi trường theo cách thủ công, một nhóm sử dụng máy quét LiDAR và phép quang trắc bằng máy bay không người lái để chụp toàn bộ địa điểm. Dữ liệu này được xử lý bởi một công cụ tái tạo 3D để tạo ra một lưới 3D có độ chính xác cao và chi tiết của bối cảnh. Các nghệ sĩ VFX sau đó có thể xây dựng trên nền tảng kỹ thuật số này, thêm các yếu tố do máy tính tạo ra tích hợp liền mạch với cảnh quay trong thế giới thực, tiết kiệm vô số giờ tạo mô hình và đảm bảo sự căn chỉnh hoàn hảo.