一张照片！生成逼真的3D头像！头发丝都能看清！Meta推出RGCA技术

一张照片，生成高清晰的3D头像？！

你可以用它来制作自己的视频、游戏角色、虚拟形象，甚至是未来在虚拟世界里的形象!

这已经不再是科幻小说的情节，而是Meta（原Facebook）的研究人员创造的现实。

Meta的研究人员开发了一种名为Relightable Gaussian Codec Avatars（简称RGCA）的新技术，可以用一张普通的2D照片来生成一个高质量的3D头像，而且这个头像可以在任何光线下都能自然地调整亮度和阴影，就像真人一样。这个技术的原理是什么呢？让我们一起来看看吧。

RGCA的效果

RGCA的效果是令人惊叹的。它可以生成非常逼真的3D头像，而且可以在任何光线下都能自然地调整亮度和阴影，就像真人一样。

RGCA不仅可以生成静态的3D头像，还可以生成动态的3D头像，也就是能够跟随你的面部表情和姿势的变化而变化的3D头像。

下面是官方介绍

下面是在VR中使用的效果

下面是在实时视频中使用的效果

RGCA的原理

RGCA的核心思想是使用可学习的辐射传输来表征人体头部的多种材质。什么是辐射传输呢？

简单地说，就是光线在物体表面或内部的反射、折射、吸收和散射的过程。不同的材质对光线的反应也不同，比如皮肤、头发和眼睛等。为了能够准确地模拟这些材质的光学特性。

RGCA使用了一种叫做高斯编码的方法，将每个像素的颜色分解成多个高斯分布的参数，然后用一个神经网络来学习这些参数和光线的关系。这样，就可以用一个简单的公式来计算出任意光线下的像素颜色，而不需要复杂的物理模拟。

RGCA的另一个优点是，它只需要一张2D照片就可以生成一个3D头像，而不需要多张照片或者3D扫描仪。这是因为，RGCA使用了一种叫做隐式函数的方法，将3D空间中的每个点的位置和方向编码成一个向量，然后用另一个神经网络来学习这个向量和高斯编码的关系。这样，就可以用一个简单的查询来得到任意位置和方向的像素颜色，而不需要存储一个完整的3D模型。

RGCA的未来

RGCA是一种非常先进的技术，它为3D头像的生成和应用开辟了新的可能性。但是，它也还有一些局限性，它目前只能处理人体头部的材质，而不能处理其他部位的材质，比如衣服、饰品等。

它也还不能处理一些特殊的光线效果，比如透明、反射、折射等。它也还需要一些专业的设备和软件，才能实现3D头像的生成和使用。因此，RGCA还有很多的改进空间和发展潜力。

Meta的研究人员表示，他们将继续研究和优化RGCA的技术，让它能够处理更多的材质和光线，以及更多的场景和应用。

项目地址：

https://shunsukesaito.github.io/rgca/

论文地址：

https://arxiv.org/pdf/2312.03704.pdf