在AI與3D技術深度融合的今天,李飛飛領銜的World Labs團隊再次成為行業焦點。今日,他們正式開源了Forge——一款專為Web端設計的3D高斯濺射(3D Gaussian Splatting)渲染器,不僅支持THREE.js生態,更能在手機、XR設備等低功耗硬件上實現實時流暢渲染。這一工具的誕生,標志著3D生成與交互技術邁向了更普適、更開放的新階段。
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一、技術突破:3D高斯濺射為何成為新風口?
3D高斯濺射(3D Gaussian Splatting, 3DGS)是一種基于顯式輻射場建模的圖形學技術。其核心原理是通過橢球狀高斯分布對三維場景進行離散建模,每個高斯粒子包含位置、協方差矩陣(控制形狀與方向)、顏色(支持視角相關變化)和透明度等參數。通過可微分光柵化技術,Forge實現了渲染過程與梯度計算的兼容性,從而支持基于優化算法(如梯度下降)的參數迭代,最終擬合多視角輸入圖像的幾何與外觀信息。
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傳統方法的局限:
內存占用高:網格模型難以處理百萬級復雜場景;
動態交互弱:無法實時修改或動畫化3D對象;
跨平臺兼容性差:依賴WebGPU等高性能API,移動端體驗受限。
3DGS的三大優勢:
高效存儲
:百萬級粒子即可表示復雜場景,內存占用比網格模型降低1-2個數量級;
實時渲染
:基于瓦片的光柵化算法支持1080P分辨率下≥30FPS的流暢體驗;
跨領域融合
:可與光線追蹤引擎結合,兼顧真實感與創作自由度。
二、Forge的核心突破:讓3DGS觸手可及
Forge通過GPU優化架構與可編程流水線設計,徹底解決了3DGS的落地難題:
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1. 全平臺兼容,性能"零妥協"
跨設備支持
:覆蓋桌面端、移動端(Android/iOS)、XR設備(如Meta Quest 3)及WebXR環境,支持率達98%以上;
動態負載均衡
:根據設備性能自動調整渲染"預算",例如iPhone可處理300萬粒子,而低端設備仍能流暢運行百萬級場景。
2. 編程式控制,釋放創作潛能
動態編輯
:支持實時修改粒子顏色、位移、透明度,并通過骨骼動畫系統(雙四元數)實現復雜動畫;
多Splat交互
:正確排序渲染多個3DGS對象,解決遮擋問題,支持同時渲染多視角輸入;
擴展性
:開發者可通過Dyno著色器圖形系統注入自定義代碼,生成或修改粒子屬性,甚至實現粒子級物理模擬。
3. 開源生態,無縫集成THREE.js
格式兼容
:支持主流3DGS文件格式(PLY、SPZ、SPLAT、KSPLAT),并可與傳統網格模型混合渲染;
極簡開發
:僅需少量代碼即可啟動渲染器,提供WebGL2回退方案,徹底擺脫對WebGPU的依賴。
三、應用場景:從虛擬世界到工業設計
Forge的開放性使其在多個領域潛力巨大:
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元宇宙與XR
:構建高保真虛擬場景,支持多人交互與動態內容生成;
游戲開發
:快速生成復雜地形與道具,結合AI實現程序化關卡設計;
工業仿真
:實時渲染機械結構拆解動畫,輔助工程師進行可視化調試;
影視創作
:為導演提供低成本預可視化工具,實時預覽3D分鏡效果。
四、開發者如何快速上手?
訪問GitHub倉庫:
git clone https://github.com/forge-gfx/forge
基礎示例:
import { Forge } from 'forge';
const forge = new Forge();
forge.loadSplat('scene.splat').then(() => {
? forge.start();
});
進階功能:
通過ForgeViewpoint實現多視角同步渲染;
利用SplatWorker在后臺線程處理大規模粒子數據。
五、行業影響:開源推動3D技術民主化
李飛飛在開源公告中表示:"Forge的目標是讓開發者像處理三角形網格一樣輕松操控3D高斯世界。"這一工具不僅降低了3D內容開發的門檻,更與World Labs此前發布的"單圖生成3D世界"技術形成閉環,加速空間智能(Spatial Intelligence)的落地。
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未來展望:
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隨著多模態AI與大世界模型的成熟,Forge或將成為構建"可交互數字孿生"的基礎設施。正如其官網所言:"你的想象力,就是下一個3D世界的邊界。"
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立即體驗
👉 訪問Forge官網查看網頁版Demo
👉 GitHub倉庫:https://github.com/forge-gfx/forge
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