起猛了？AI开始玩4D了？啥是Tex4D：4D纹理技术啊？

什么是 Tex4D？

Tex4D 是一种基于视频扩散模型的零样本4D场景纹理生成方法。它结合了3D几何知识和视频扩散模型的表达能力，能够为未纹理化的网格序列生成多视图和时间一致的4D纹理。Tex4D 主要用于动画、电影、游戏、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）等领域，解决了专业艺术家在创建时间一致和现实纹理时的劳动密集型问题。

Tex4D能够接受一个未纹理化的网格序列和一个文本提示作为输入，然后生成与这些输入对齐的全局和时间一致的UV参数化纹理序列。这种方法通过深度感知视频扩散模型对多视图视频序列进行采样，并在每个扩散步骤中，将潜在视图聚合到UV空间中，然后进行多视图潜在纹理扩散以确保全局一致性。为了保持时间连贯性并解决自遮挡问题，在每个步骤结束时应用参考UV混合模块。最后，对潜在纹理进行反投影和解码，为每个帧生成RGB纹理。

这里的“4D”指的是除了传统的三维空间（长度、宽度、高度）之外，还包含了时间维度。它并不是直接让3D模型动起来的工具，而是为动态变化的3D模型生成逼真的纹理。

具体来说，Tex4D 可以为一系列3D网格（可以看作是3D模型在不同时间点的静态快照）生成一致的纹理，这些纹理不仅在空间上是连续的，而且在时间上也是连贯的。这意味着，如果你有一个3D模型在动，比如一个人的行走动画，Tex4D 能够为每一帧的3D网格生成纹理，使得整个动画看起来像是覆盖了一层真实的皮肤和衣物，而且这些纹理在动作过程中不会出现撕裂或者不自然的变化。

功能特色

多视图一致性：Tex4D 通过在UV空间中同步不同视图的扩散过程，确保生成的纹理在多个视图下保持一致。
时间一致性：利用条件视频生成模型的先验知识进行纹理合成，并引入参考潜在纹理以增强帧间的相关性，确保纹理在时间上的一致性。
动态背景生成：除了生成前景对象的纹理，Tex4D 还能够生成动态背景，创建完整的4D场景。
高效计算：由于其零样本性质，Tex4D 的计算效率高，可以从任何相机视角渲染纹理化的网格序列，支持广泛的内容创作应用。
简单有效的DDIM采样修改：通过对DDIM采样过程的简单修改，解决了多视图纹理聚合导致的模糊问题。

技术原理与创新点

Tex4D的技术原理基于视频扩散模型，它通过引入辅助变量和利用低秩适应（LoRA）技术，精确恢复DDIM逆过程中的原始和辅助噪声变量，从而提高3D对象细节的生成质量和内容的一致性。这种方法通过LoRA实现，LoRA能够适应性地捕捉原始和辅助噪声变量在优化过程中的动态变化。此外，Tex4D还提出了一种算法流程，详细描述了如何通过优化3D可学习表示Θ，以最小化累积误差并增强3D模型的细节保真度。

如何使用

Tex4D 的项目链接地址。

克隆Tex4D仓库：
打开终端或命令提示符，首先克隆Tex4D的GitHub仓库到本地。
```
git clone https://github.com/ZqlwMatt/Tex4D.git
```
进入Tex4D目录：
克隆完成后，切换到Tex4D的目录中。
```
cd Tex4D
```
创建虚拟环境（命名为tex4d），并指定Python版本为3.8：
使用conda创建一个新的虚拟环境，命名为tex4d，并指定Python版本为3.8。
```
conda create -n tex4d python=3.8
```
激活虚拟环境：
创建完成后，激活这个虚拟环境。
```
conda activate tex4d
```
安装依赖库：
在激活的虚拟环境中，使用pip安装所需的依赖库。
```
pip install -r requirements.txt
```
安装PyTorch3D，确保替换CUDA版本号以匹配你的系统：
根据提供的链接安装PyTorch3D。注意，你需要根据你的CUDA版本替换链接中的cu117。可以通过运行pytorch3d_install.py脚本来获取适合你CUDA版本的链接。（如果你的CUDA版本不是11.7，你需要修改链接中的cu117为你的CUDA版本号。）
```
pip install --no-index --no-cache-dir pytorch3d -f https://dl.fbaipublicfiles.com/pytorch3d/packaging/wheels/py38_cu117_pyt200/download.html
```

接下来是快速开始的步骤：

预处理数据，生成视频扩散模型的条件数据：
生成视频扩散模型所需的条件数据，基于提供的网格序列。（这里的anim/boo是数据文件夹的路径，pose_3是姿态文件夹的路径。）
```
python visualize.py --render --data_folder "anim/boo" --pose_dir "pose_3" --load_from_data
```
运行Tex4D，使用指定的配置文件：
使用配置文件运行Tex4D。
```
python run.py --config data/boo/config.yaml
```

请确保在相应的环境中执行这些命令，例如在Linux或macOS的终端中，或者在Windows的命令提示符或PowerShell中。如果你使用的是Anaconda，确保你已经激活了正确的虚拟环境再执行这些命令。

适用场景

电影和动画制作：为动画角色和场景生成高质量的时间一致纹理。
游戏开发：创建多视图一致的游戏角色和环境纹理。
增强现实（AR）和虚拟现实（VR）：为AR和VR应用生成逼真的4D场景。
3D建模和设计：简化3D建模和设计中的纹理生成过程，减少专业知识的需求。

Tex4D 通过结合3D几何知识和视频扩散模型的优势，提供了一种高效且创新的4D场景纹理生成方法，适用于各种内容创作领域。