سبد خرید
0

سبد خرید شما خالی است.

حساب کاربری

یا

حداقل 8 کاراکتر

41139021

با ما در تماس باشید

3D Gaussian Splats به استاندارد glTF اضافه می‌شوند: تحولی در مدل‌سازی سه‌بعدی

زمان مطالعه : 20 دقیقهنویسنده :
تاریخ انتشار : 19 بهمن 1404

فهرست مطالب این صفحه

لایک0

اشتراک

استادیوم فوتبال Empower Field at Mile High که در ArcGIS Pro از شرکت Esri با استفاده از 3D Gaussian Splats به تصویر کشیده شده است. شرکت Esri در حال همکاری با Khronos Group برای پشتیبانی از 3D Gaussian Splat در استاندارد glTF است.

پشتیبانی از 3D Gaussian Splatting در glTF، یک استاندارد پرکاربرد برای دارایی‌های سه‌بعدی، در حال اضافه شدن است. این گام مهم توسط Khronos Group، نهاد مسئول استانداردهای گرافیکی، و با همکاری Open Geospatial Consortium و متخصصان ژئوفضایی همچون Niantic Spatial، Cesium و Esri برداشته شده است. هدف از این همکاری، ایجاد یک چارچوب استاندارد برای رمزگذاری و به اشتراک‌گذاری 3D Gaussian Splats است که در ابتدا از طریق دو افزونه آزمایشی جدید glTF پیاده‌سازی خواهد شد. این تحول نویدبخش آینده‌ای روشن‌تر برای بازسازی سه‌بعدی و نمایش واقع‌گرایانه اشیاء و محیط‌ها در فضای دیجیتال است.

مقدمه‌ای بر 3D Gaussian Splatting

3D Gaussian Splatting یک روش نوین و بسیار کارآمد برای بازسازی اشیاء و محیط‌های دنیای واقعی از طریق مجموعه‌ای از تصاویر یا ویدئوهای منبع و رندر کردن آن‌ها به صورت سه‌بعدی است. این فناوری، که به سرعت در حال محبوبیت است، رویکردی متفاوت از فتوگرامتری سنتی ارائه می‌دهد.

نحوه عملکرد 3D Gaussian Splatting

مانند فتوگرامتری، فرآیند با تولید یک “ابر نقطه” (point cloud) از مجموعه‌ای از عکس‌های منبع آغاز می‌شود. با این حال، به جای تبدیل این ابر نقطه به یک مش (mesh) دارای بافت، 3D Gaussian Splatting آن را به مجموعه‌ای از بیضی‌های شفاف یا ‘gaussians’ تبدیل می‌کند. این تبدیل با استفاده از یادگیری ماشین (Machine Learning) صورت می‌گیرد تا رنگ صحیح برای هر یک از این گاوسی‌ها تعیین شود. نتیجه نهایی، یک نمایش سه‌بعدی از شیء یا محیط اسکن شده است که به سرعت رندر می‌شود.

مزایای 3D Gaussian Splatting

  • رندر سریع: یکی از برجسته‌ترین مزایای 3DGS، سرعت بالای رندرینگ آن است که امکان تعامل لحظه‌ای با مدل‌های سه‌بعدی پیچیده را فراهم می‌کند.
  • جزئیات واقع‌گرایانه: این تکنولوژی قادر به ثبت و بازسازی ویژگی‌هایی است که با فتوگرامتری سنتی دشوار است، مانند ساختارهای نازک و بلند، و مواد بازتابنده یا نیمه‌شفاف. این قابلیت باعث می‌شود مدل‌های تولید شده از نظر بصری بسیار دقیق‌تر و واقع‌گرایانه‌تر باشند.
  • کارایی بالا: با وجود نوظهور بودن، ابزارهای متعددی برای تولید، ویرایش و رندر داده‌های 3DGS در دسترس هستند و پشتیبانی رسمی از آن در نرم‌افزارهای DCC (Digital Content Creation) مانند V-Ray و اخیراً Houdini در حال گسترش است.

glTF: فرمتی برای آینده دارایی‌های سه‌بعدی

فرمت glTF (Graphics Language Transmission Format) به عنوان “JPEG سه‌بعدی” شناخته می‌شود و به طور گسترده‌ای در برنامه‌های وب (web) و واقعیت افزوده (AR) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرمت به گونه‌ای طراحی شده است که حجم دارایی‌های سه‌بعدی را به حداقل برساند و نیاز به پردازش برای باز کردن آن‌ها را کاهش دهد.

پشتیبانی از 3D Gaussian Splatting در glTF یک جایگزین کارآمدتر برای فرمت‌های سنتی مانند PLY است که معمولاً برای انتقال داده‌های 3DGS بین برنامه‌ها استفاده می‌شود. ادغام 3DGS با glTF، فرآیند انتقال و نمایش محتوای سه‌بعدی را به میزان قابل توجهی ساده‌تر و بهینه‌تر خواهد کرد.

همکاری‌های کلیدی برای استانداردسازی

Khronos Group، که نقش محوری در توسعه استانداردهای باز برای گرافیک و محاسبات موازی دارد، با شرکای قدرتمندی برای استانداردسازی 3D Gaussian Splats همکاری می‌کند. این شرکا شامل Open Geospatial Consortium، و شرکت‌های پیشرو در زمینه ژئوفضایی یعنی Niantic Spatial، Cesium و Esri هستند. هدف این همکاری، ایجاد یک چارچوب استاندارد و یکپارچه است که امکان رمزگذاری، ذخیره‌سازی و به اشتراک‌گذاری کارآمد 3D Gaussian Splats را فراهم آورد. این استانداردسازی برای تضمین سازگاری و قابلیت همکاری بین ابزارهای مختلف حیاتی است.

SPZ و فرمت‌های فشرده‌سازی نوین

در قلب رویکرد Khronos Group و شرکایش، فرمت SPZ قرار دارد. SPZ یک فرمت فایل متن‌باز است که توسط Niantic Spatial توسعه یافته و قادر است 3D Gaussian Splats را تا 90% فشرده کند، در حالی که وفاداری بصری را حفظ می‌کند. این میزان فشرده‌سازی برای بهینه‌سازی عملکرد در برنامه‌های کاربردی وب و واقعیت افزوده بسیار مهم است.

Khronos 3D Formats Working Group در حال توسعه دو افزونه جدید است که هدف آن‌ها استانداردسازی تحویل Gaussian Splats در دارایی‌های glTF است. یکی از این افزونه‌ها، ساختار ذخیره‌سازی 3D Gaussian Splats را در glTF تعریف می‌کند، در حالی که دیگری امکان ذخیره‌سازی و استریمینگ (streaming) با استفاده از فرمت SPZ را فراهم می‌آورد. این افزونه‌ها “پیشرو” توصیف شده‌اند و مسیر اصلی را برای پشتیبانی طولانی‌مدت از 3D Gaussian Splatting در glTF هموار می‌کنند.

3D Gaussian Splats به استاندارد glTF اضافه می‌شوند: تحولی در مدل‌سازی سه‌بعدی
3D Gaussian Splats به استاندارد glTF اضافه می‌شوند: تحولی در مدل‌سازی سه‌بعدی

معرفی افزونه‌های glTF برای 3D Gaussian Splatting

در تاریخ 4 فوریه 2026، Khronos Group از کاندیدای انتشار برای افزونه KHR_gaussian_splatting خبر داد. این اولین از دو افزونه‌ای است که در بالا ذکر شد و نحوه ذخیره‌سازی داده‌های 3D Gaussian Splatting را در فایل‌های glTF تعریف می‌کند.

افزونه KHR_gaussian_splatting: ساختار ذخیره‌سازی

این افزونه، پریمیتو مش glTF 2.0 را برای نمایش ویژگی‌های 3DGS گسترش می‌دهد، از جمله موقعیت (position)، جهت‌گیری (orientation) و مقیاس (scale) هر Gaussian، و همچنین رنگ (color) و کدری (opacity) آن. این به این معنی است که نرم‌افزارهایی که از فایل‌های glTF 2.0 پشتیبانی می‌کنند، قادر خواهند بود داده‌های 3DGS را وارد کرده و دوربین‌ها و انیمیشن‌ها را حفظ کنند، حتی اگر نتوانند splatها را مستقیماً نمایش دهند، داده‌ها به صورت یک ابر نقطه (point cloud) نمایش داده می‌شوند.

افزونه‌های فشرده‌سازی: KHR_gaussian_splatting_compression_spz و L-GSC

پست اخیر وبلاگ Khronos Group مستقیماً نام افزونه دوم، KHR_gaussian_splatting_compression_spz، را که برای فشرده‌سازی داده‌های 3DGS در فرمت SPZ است، ذکر نکرده است. با این حال، به یک جایگزین دیگر با استفاده از فرمت L-GSC شرکت Qualcomm اشاره شده است. این نشان‌دهنده تلاش برای ارائه چندین گزینه فشرده‌سازی به منظور افزایش انعطاف‌پذیری و کارایی است.

مزایای استانداردسازی 3DGS در glTF

استانداردسازی 3D Gaussian Splatting در glTF مزایای فراوانی را برای اکوسیستم سه‌بعدی به ارمغان می‌آورد:

  • قابلیت همکاری بهبود یافته: با یک فرمت استاندارد، داده‌های 3DGS می‌توانند به راحتی بین نرم‌افزارهای مختلف و پلتفرم‌های وب بدون نیاز به تبدیل‌های پیچیده منتقل شوند.
  • کاهش حجم فایل و پردازش: استفاده از فرمت glTF و فشرده‌سازی SPZ یا L-GSC، به طور قابل توجهی حجم فایل‌ها را کاهش داده و زمان بارگذاری و رندرینگ را به حداقل می‌رساند.
  • تسریع پذیرش: با استانداردسازی، توسعه‌دهندگان و هنرمندان با اطمینان بیشتری از 3DGS در پروژه‌های خود استفاده خواهند کرد، که منجر به گسترش کاربرد این فناوری می‌شود.
  • پشتیبانی گسترده در صنعت: همکاری با شرکت‌های بزرگ مانند Esri و Niantic Spatial، تضمین می‌کند که این استاندارد به سرعت در صنایع مختلف، به ویژه در حوزه‌های ژئوفضایی و واقعیت افزوده، پذیرفته شود.

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده

اضافه شدن 3D Gaussian Splats به استاندارد glTF یک نقطه عطف مهم در تکامل بازسازی و رندر سه‌بعدی است. این حرکت، با حمایت قوی Khronos Group و شرکای صنعتی‌اش، زمینه را برای توسعه ابزارهای قدرتمندتر و تجربیات سه‌بعدی فراگیرتر در وب، واقعیت افزوده و فراتر از آن فراهم می‌کند. با پیشرفت این افزونه‌ها و پذیرش گسترده‌تر آن‌ها، می‌توان انتظار داشت که 3D Gaussian Splatting به یک عنصر جدایی‌ناپذیر در گردش کار سه‌بعدی تبدیل شود و روش تعامل ما با محتوای دیجیتال را متحول کند.

سوالات متداول

1. 3D Gaussian Splatting چیست و چه تفاوتی با فتوگرامتری دارد؟

3D Gaussian Splatting روشی نوین برای بازسازی اشیاء سه‌بعدی از تصاویر دو بعدی است. برخلاف فتوگرامتری که یک ابر نقطه را به یک مش با بافت تبدیل می‌کند، 3DGS ابر نقطه را به مجموعه‌ای از بیضی‌های شفاف (گاوسی‌ها) تبدیل می‌کند که با یادگیری ماشین رنگ و خصوصیات آن‌ها تعیین می‌شود. این روش امکان رندر سریع‌تر و ثبت جزئیات پیچیده‌تر مانند ساختارهای نازک یا مواد بازتابنده را فراهم می‌کند.

2. چرا Khronos Group تصمیم به اضافه کردن 3D Gaussian Splats به glTF گرفت؟

Khronos Group با همکاری شرکای صنعتی، به دنبال استانداردسازی و بهینه‌سازی فرمت برای 3D Gaussian Splats است. glTF به دلیل ماهیت فشرده و کارآمد خود برای برنامه‌های وب و AR، بهترین گزینه برای این استانداردسازی است. این اقدام قابلیت همکاری را افزایش می‌دهد، حجم فایل‌ها را کاهش می‌دهد و پذیرش گسترده‌تر این فناوری نوین را تسهیل می‌کند.

3. افزونه‌های glTF برای 3D Gaussian Splatting چه کاربردی دارند؟

دو افزونه اصلی در حال توسعه هستند. افزونه KHR_gaussian_splatting ساختار ذخیره‌سازی داده‌های 3DGS (مانند موقعیت، جهت‌گیری، مقیاس، رنگ و کدری گاوسی‌ها) را در فایل‌های glTF تعریف می‌کند. افزونه‌های دیگر مانند KHR_gaussian_splatting_compression_spz (یا L-GSC) برای فشرده‌سازی این داده‌ها طراحی شده‌اند تا انتقال و بارگذاری آن‌ها سریع‌تر و کارآمدتر انجام شود.


ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقایسه محصولات

0 محصول

مقایسه محصول
مقایسه محصول
مقایسه محصول
مقایسه محصول