Paint3D：利用无光照纹理扩散模型绘制高质量3D纹理

在现代计算机图形学中，为3D模型生成高质量的纹理一直是一个重要挑战。最近，由腾讯PCG团队和浙江大学、上海科技大学等多家研究机构共同研发的Paint3D项目，展示了一种新颖的解决方案。

什么是Paint3D？

Paint3D是一种创新的生成框架，能够基于文本或图像输入为无纹理的3D网格生成高分辨率的无光照2K UV纹理贴图。该技术的核心挑战在于在不嵌入光照信息的情况下生成高质量的纹理，从而允许这些纹理在现代图形管道中进行重新光照或编辑。

Paint3D的工作原理

Paint3D采用了一种粗到细的生成方法，主要分为以下几个步骤：

1. 预训练深度感知2D扩散模型

首先，Paint3D利用预训练的深度感知2D扩散模型生成视图条件图像并进行多视图纹理融合，生成初始的粗略纹理贴图。然而，由于2D模型无法完全表示3D形状且无法处理光照效果，这些粗略的纹理贴图会出现不完整区域和光照伪影。

2. UV修补和UVHD扩散模型

为了解决上述问题，Paint3D训练了专门的UV修补和UVHD扩散模型，这些模型专注于修复不完整区域和去除光照伪影。通过这种粗到细的过程，Paint3D能够生成高质量的2K UV纹理，这些纹理在保持语义一致性的同时不包含光照信息，显著提高了3D物体纹理生成的效果。

Paint3D的特点

1. 高分辨率：能够生成2K分辨率的UV纹理贴图，确保细节丰富。
2. 无光照：生成的纹理不包含光照信息，可以在后期进行重新光照和编辑。
3. 多输入条件：支持基于文本或图像输入生成纹理，提供更多创作自由度。
4. 语义一致性：通过多模型协同工作，生成的纹理在不同视角下保持一致。

适用场景

Paint3D在多个领域具有广泛应用前景：

• 游戏开发：为游戏中的3D模型生成高质量纹理，提高视觉效果。
• 动画制作：在动画制作中，生成一致的高质量纹理，加快制作流程。
• 虚拟现实：为VR内容生成真实感强的纹理，提高沉浸体验。

团队介绍

Paint3D的开发团队包括来自腾讯PCG、浙江大学、上海科技大学等多个机构的研究人员。他们在计算机视觉、图形学等领域具有深厚的研究背景，并通过合作推动了该项目的技术突破。

• 腾讯PCG：作为腾讯公司的一个重要部门，专注于社交、游戏和内容领域的技术研发。
• 浙江大学：中国顶尖的研究型大学之一，在计算机科学领域具有很高的学术声誉。
• 上海科技大学：新兴的研究型大学，以其在科技创新领域的研究和教学而著称。

数智朋克点评

Paint3D通过创新的生成框架和多模型协同技术，成功解决了3D物体纹理生成中的多个关键问题。其高分辨率、无光照、多输入条件的特点，使得它在游戏开发、动画制作和虚拟现实等领域具有广泛的应用前景。未来，Paint3D有望在更多领域中展现其强大的应用价值。