AIGC 3D、体积视频与高斯泼溅：火山引擎如何重塑沉浸式内容未来，打破创作瓶颈

TL;DR：

火山引擎多媒体实验室通过前沿的AIGC 3D、体积视频及智能三维重建技术，显著降低沉浸式内容创作门槛，加速数字资产生产效率。这不仅为游戏、XR、电商、工业设计等领域注入新活力，更预示着一个物理真实、高度互动、人人皆可创作的元宇宙时代的到来，重塑数字经济与社会互动模式。

当3D、VR技术日益渗透娱乐、教育、医疗等领域，一个长期的痛点却如同“达摩克利斯之剑”悬于行业之上——“内容短缺”。传统3D/4D内容创作耗时耗力，高度依赖专业技能，且难以适配消费级设备，使得许多创新想法难以落地。近日，火山引擎多媒体实验室在享誉全球的SIGGRAPH会议上主持专题Workshop，集中展示其在AIGC 3D、体积视频和三维重建领域的前沿技术，旨在用底层创新破局，将先进的沉浸式内容生成技术推向“普及化”的转折点。¹

技术原理与创新点解析：跨越沉浸式内容创作的鸿沟

火山引擎在SIGGRAPH上揭示的核心技术，不仅代表了计算机图形学的最前沿，更通过工程化实现了对现有创作范式的颠覆。其突破主要体现在体积视频、三维重建和AIGC 3D三大核心方向。

体积视频的革命：从静态捕捉到动态交互

传统的二维视频早已无法满足用户对沉浸感的渴求。火山引擎的**体积视频（Volumetric Video）技术，旨在于构建自由视角、高保真的多模态动态内容。其核心创新之一是“运动估计联合表征解耦的一致性体积视频建模”方案，采用双高斯（Dual-Gaussian）**表示，巧妙地将静态外观与动态运动解耦，实现了对复杂人体表演的稳健跟踪与高保真渲染。这种方法不仅显著提升了时间一致性与跟踪精度，更在存储效率上表现突出，每帧仅需约350KB，并通过120倍的压缩比，使得多个4D资产能够无缝集成至VR环境并实现实时渲染，已成功应用于Pico VR头显。

更具前瞻性的是“可驱动的沉浸式体积视频建模”和“面向人体体积视频的拓扑感知高斯基元优化”方案。前者实现了可驱动的体积视频，允许在全新动作下逼真再现动态场景，突破了传统体积视频受限于播放形式的桎梏；后者则解决了长期被忽视的、具有拓扑变化的动态场景（如脱外套）的长时序跟踪与建模难题。通过自适应地处理新观测的出现与过时观测的消失，结合拓扑感知的高斯表示，该技术能捕捉“动中之雅”与“静中之力”，预示着更加真实、灵活的虚拟人物互动体验。

三维重建的智能化升级：从实景到数字的“全真复刻”

三维重建是连接物理世界与数字世界的桥梁。火山引擎多媒体实验室在这一领域，正积极探索传统技术与大模型的结合，实现从“轻量级采集”到“高精度还原”的跃迁。

在物体重建方面，其研发的几何重建大模型仅需通过普通相机拍摄几十张多角度照片，即可依托深度学习算法，精准复现物体的三维几何结构、表面材质细节与空间光影效果。这种“全真复刻”能力，通过轻量化前馈设计和Transformer架构的全局建模能力，大幅压缩了重建流程耗时。其在电商业务中的落地尤为引人注目，通过搭建专属采集仓，实现了“商品图片采集—3D模型重建—商品首视频生成”的全流程链路，为商家提供了更真实、更具交互性的展示体验。大型物品如车辆的建模也实现了手机环绕拍摄即可生成媲美专业设备的3D素材。

在场景重建领域，火山引擎在2024年提出的“高质量3D Gaussian-Splatting场景重建及低延迟重渲染技术”是一个重要里程碑。² **3D Gaussian Splatting (3DGS)**作为三维场景表示和渲染领域的革命性技术，正重新定义三维重建的可能性。³ 该团队通过几何增强算法，首次为每个3D高斯引入法线属性，解决了传统3DGS难以呈现复杂光影的问题，并设计基于高斯光栅化的延迟渲染管线，兼容Unity/UE全光源类型，实现了毫秒级延迟的重打光与二次编辑。这项成果不仅被SIGGRAPH 2024收录，更已集成至Unity/UE插件，让创作者能够零成本打造可实时交互的虚拟舞台，极大地拓展了3DGS在商业内容与沉浸式体验中的应用边界。此外，实验室与Pico团队合作，实现了超大规模场景（>100km²级别）的1:1高精度复刻，通过融合高分辨率立体卫星、无人机航空及地面单反数据，将现实场景转化为具有高度艺术表现力的VR场景。

AIGC3D的突破：Beaver3D的物理真实与泛化能力

AIGC（AI Generated Content）已在2D领域掀起巨浪，而3D内容的AIGC是下一个兵家必争之地。火山引擎多媒体实验室推出的豆包·3D生成模型-Beaver3D，正推动3D生成从“视觉可信”向“物理可用”跨越。

Beaver3D是一款原生3D大模型，支持文本、图像、点云等多模态输入，能在30秒内快速输出具备复杂细节与规整拓扑结构的3D模型。其底层以Transformer为核心，结合自主研发的3DVAE（3D变分自编码器）网络，解决了传统3D生成细节模糊丢失的痛点，并能精确还原用户指令。同时，Beaver3D支持4K高清纹理与完整PBR材质生成，将传统手工制作数小时的纹理材质工作，缩短至数分钟，极大地解放了创作者。

最值得关注的是其物理属性生成能力。Beaver3D实现了从2D图像到具备真实物理运动关系的3D模型的端到端生成，自动学习并赋予模型质量、尺度、铰链结构、摩擦系数、形变特性及碰撞响应等物理属性。这打破了传统3D模型“重外观、轻物理”的局限性，使得生成的3D模型具备“可交互、可仿真、可迁移”的核心能力。这些模型可无缝导入Nvidia Isaac等物理仿真平台，支持机器人抓取、碰撞模拟等核心仿真场景，为工业设计、机器人研发等领域提供了“可交互、可验证”的虚拟资产解决方案。

此外，Beaver3D针对大尺度3D场景生成的核心难题，创新性地采用前馈式生成技术，实现从单张图像到完整三维场景的端到端合成，进一步提升了空间精度与几何完整性，支撑了三维重建、虚拟环境搭建和机器人仿真等多场景任务。

产业生态影响评估：重塑数字内容生产与消费范式

火山引擎的这些技术突破，不仅仅是实验室里的新奇成果，它们正以前所未有的速度和深度，重塑整个数字内容产业的生态，并带来深刻的商业与社会变革。

商业模式的颠覆与市场潜力

内容生产效率的几何级提升是核心价值。 传统3D内容制作的高成本和长周期是限制XR、元宇宙等产业发展的最大障碍。AIGC 3D和自动化三维重建将制作成本降低一个数量级，将数周甚至数月的工作压缩到几分钟或几小时，使得**“按需生成”和“个性化定制”成为可能**。这将在电商领域催生出更丰富的虚拟商品展示、虚拟试穿体验；在游戏和影视行业，能够实现更高效的角色、场景、道具生成与迭代，加速开发周期；在虚拟直播、虚拟活动中，实时、动态的3D环境和数字人将变得触手可及。

这些技术赋能了3D内容的“长尾效应”，让小型工作室、独立创作者甚至普通用户也能生产高质量的沉浸式内容，从而构建一个更加繁荣的**“3D内容创作者经济”**。火山引擎作为字节跳动旗下平台，其技术与抖音、西瓜视频等内容分发渠道的结合，将形成强大的内容生产-分发-消费闭环，极大地刺激市场需求。

赋能垂直行业：工业、教育与机器人仿真

Beaver3D对物理属性的生成能力，是其最具战略意义的突破之一。这使得生成的3D模型不仅仅是视觉资产，更是**“物理资产”，能够应用于严谨的工程和科学领域。在工业设计中，设计师可以快速生成带有真实物理属性的产品原型进行仿真测试，大幅缩短产品迭代周期。在机器人研发领域，Beaver3D能够为机器人提供高度真实的虚拟环境进行训练和测试，降低了昂贵的物理实验成本和风险，加速具身智能的发展。在教育**领域，通过沉浸式体验和物理仿真，学生可以更直观地理解复杂的科学概念和工程原理。

这种“物理可用”的数字资产，正推动各行各业的数字化转型进入深水区，从简单的信息数字化走向“物理世界”的数字孪生与仿真。这使得数字孪生不仅可看，更“可测、可用、可交互”，为企业决策提供了更精确的虚拟验证环境。

标准化与互操作性的挑战

尽管技术突破令人振奋，但沉浸式内容的普及仍面临挑战。火山引擎在SIGGRAPH上提出的“3D视频标准”讨论，正触及了行业的核心痛点。缺乏统一的3D/4D内容格式、传输协议和渲染标准，是阻碍内容生态互操作性的关键因素。在一个碎片化的生态中，内容难以在不同设备和平台间无缝流转，这将限制其规模化应用。行业亟需共同努力，建立开放、通用的标准，以促进技术的广泛应用和生态的健康发展。

未来发展路径预测：迈向沉浸式元宇宙的基石

未来3-5年，AIGC 3D、体积视频和高斯泼溅技术将成为构建下一代互联网——沉浸式元宇宙的基石，驱动一场深远的数字革命。

技术融合与生态协同

我们将看到这些单一技术边界的进一步模糊与融合。AIGC模型将与实时渲染技术（如3DGS）深度结合，实现从文本/图像到高度逼真、可编辑、可实时交互的3D场景与角色的即时生成。云服务（如火山引擎）将成为算力的中枢，提供强大的模型训练与推理能力，同时结合边缘计算，将复杂的3D内容实时分发并呈现在消费级设备上。多模态感知与交互技术也将进一步成熟，使用户能够通过自然语言、手势甚至思想直接与生成的3D世界进行交互。

人机交互的自然化与智能化

更便捷的3D内容创作将直接促进更自然、更智能的人机交互体验。未来，用户不再需要复杂的建模工具，而是通过简单的指令或示范，即可创建个性化的虚拟形象、定制化的数字空间。AI Agent与虚拟数字人将具备更强的“具身智能”，能够理解上下文、预测意图，并以接近人类的方式与用户互动。这种高度自然的交互，将让人们在数字世界中感受到前所未有的“在场感”和“连接感”。

伦理与社会影响的深思

技术的飞速发展也伴随着深刻的伦理考量。“真实性”的边界将日益模糊。高度逼真的AIGC 3D内容，尤其是数字人与体积视频，可能被用于深度伪造（deepfake），引发信任危机和社会风险。内容所有权、版权归属以及AIGC的偏见问题也将成为重要议题。社会需要建立健全的治理框架和伦理准则，平衡技术创新与社会责任。同时，3D内容创作的民主化也将重塑未来的工作模式，虽然部分传统3D建模岗位可能被替代，但将催生出新的“3D提示工程师”、“虚拟世界设计师”等创意岗位，对教育体系和人才培养提出新的要求。

五年展望：虚实共生世界的到来

展望未来五年，我们正加速迈向一个**虚实共生（Phygital）**的世界。火山引擎等科技巨头的投入，预示着3D内容生产工具将变得如同今天的2D图像编辑软件一样普及。人们将普遍拥有自己的数字分身，并在个性化的沉浸式数字空间中工作、学习和娱乐。实体商品将拥有高质量的数字孪生，实现“所见即所得”的消费体验。工业界将广泛采用物理真实数字孪生进行全生命周期管理。最终，技术将真正服务于人类的创造力和连接欲，构建一个超越物理限制、充满无限可能性的沉浸式数字文明。

引用

• AIGC 3D
• 体积视频
• 三维重建
• 沉浸式内容
• 火山引擎