Chat-Edit-3D++: Interactive 3D and 4D Scene Editing via Large Language Models

TL;DR

Chat-Edit-3D++通过大型语言模型实现灵活的3D和4D场景编辑,提升了编辑效率和效果。

cs.CV 🔴 高级 2026-08-29 4 次浏览
Shuangkang Fang Yufeng Wang Yi-Hsuan Tsai Wenrui Ding Yi Yang Shuchang Zhou Ming-Hsuan Yang
3D编辑 4D场景 大型语言模型 视觉语言模型 交互设计

核心发现

方法论

本文提出了Hash-Atlas网络,将3D场景编辑转化为2D图集操作,从而解耦2D编辑与3D重建流程。基于此,开发了对话式3D场景编辑方法CE3D++,利用大型语言模型处理用户输入并调用相应视觉模型。此外,通过运动约束扩展到单目4D场景,并创建轨迹数据集以微调语言模型。

关键结果

  • 在PSNR上,CE3D++在多个数据集上比LNA提升了1.1至5.1dB,训练时间加速14.2至18.6倍,FPS提高7.6至9.0倍。
  • CE3D++在多轮对话能力和场景理解方面表现出色,能够调度多达30种视觉工具。
  • 通过实验验证,CE3D++有效整合多种视觉模型,实现多样化的视觉编辑效果。

研究意义

CE3D++通过引入大型语言模型,显著提升了3D和4D场景编辑的灵活性和效率。其创新的工作流解耦方法解决了传统方案中输入模式固定和编辑能力受限的问题,为交互设计工具的发展提供了新的可能性。

技术贡献

技术上,Hash-Atlas网络的引入使得3D编辑与2D模型的结合更加灵活,避免了复杂的管道设计。CE3D++通过对话系统实现了对多种视觉模型的管理和调用,增强了编辑任务的执行能力。

新颖性

本研究首次将大型语言模型应用于3D和4D场景编辑,提出了Hash-Atlas网络这一创新方法,显著提升了编辑的灵活性和效率。

局限性

  • 在处理高动态4D场景时,可能会出现信息丢失和失真问题。
  • 对话系统的性能依赖于语言模型的准确性和训练数据的质量。

未来方向

未来工作将侧重于进一步优化4D场景的编辑效果,探索更多视觉工具的集成,并提升语言模型在复杂场景中的理解能力。

AI 总览摘要

近年来,基于视觉语言预训练模型的图像内容操作取得了显著进展,然而现有的3D场景编辑方案仍存在输入模式固定、编辑能力受限等问题,阻碍了其作为交互设计工具的进一步发展。为此,本文提出了Hash-Atlas网络,将3D场景编辑重新定义为2D图集操作,从而实现了2D编辑与3D重建流程的解耦。基于此,开发了对话式3D场景编辑方法CE3D++,该方法以大型语言模型为中心,允许用户自由输入文本并解释其意图,进而自主调用相应的视觉模型。此外,CE3D++通过运动约束扩展到单目4D场景,并创建了与编辑任务相关的轨迹数据集,以微调语言模型,使其能够准确调度多达30种不同的视觉工具。实验结果表明,CE3D++有效整合了多种视觉模型,实现了多样化的视觉编辑效果,具有较强的场景理解和多轮对话能力。

深度分析

研究背景

近年来,视觉语言模型在图像内容操作领域取得了显著进展。然而,现有的3D场景编辑方案通常依赖于固定的输入模式,限制了文本输入的灵活性。此外,其编辑能力受限于单一或少数2D视觉模型,并需要复杂的管道设计来将这些模型集成到3D重建过程中。

核心问题

现有的3D场景编辑方案存在输入模式固定、编辑能力受限的问题。这些问题限制了其作为交互设计工具的进一步发展,尤其是在需要灵活调用多种视觉模型的场景中。

核心创新

本文提出了Hash-Atlas网络,将3D场景编辑转化为2D图集操作,从而实现了2D编辑与3D重建流程的解耦。基于此,开发了对话式3D场景编辑方法CE3D++,利用大型语言模型处理用户输入并调用相应视觉模型。

方法详解

  • �� 提出Hash-Atlas网络,将3D场景编辑转化为2D图集操作。• 开发对话式3D场景编辑方法CE3D++,利用大型语言模型处理用户输入。• 通过运动约束扩展到单目4D场景,并创建轨迹数据集以微调语言模型。

实验设计

实验在多个数据集上进行,包括LLFF、TanksAndTemples、IBRNet-collect等。评估指标包括PSNR、SSIM和LPIPS。实验结果表明,CE3D++在多个数据集上比LNA提升了1.1至5.1dB,训练时间加速14.2至18.6倍,FPS提高7.6至9.0倍。

结果分析

实验结果表明,CE3D++在多个数据集上比LNA提升了1.1至5.1dB,训练时间加速14.2至18.6倍,FPS提高7.6至9.0倍。此外,CE3D++在多轮对话能力和场景理解方面表现出色。

应用场景

CE3D++可用于多种3D和4D场景编辑任务,特别是在需要灵活调用多种视觉模型的场景中。其灵活性和高效性使其在交互设计工具中具有广泛的应用前景。

局限与展望

尽管CE3D++在多个方面表现出色,但在处理高动态4D场景时,可能会出现信息丢失和失真问题。此外,对话系统的性能依赖于语言模型的准确性和训练数据的质量。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在一个巨大的拼图游戏中,你需要不断调整每一块拼图以完成整个画面。Chat-Edit-3D++就是这样一个工具,它能帮你快速找到合适的拼图块,并把它们放到正确的位置。通过与它对话,你可以告诉它你想要的画面效果,它会自动选择合适的工具来实现这些效果。就像一个聪明的助手,它能理解你的需求,并帮助你完成复杂的任务。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象一下你在玩一个超级酷的3D游戏,你可以随意改变游戏中的场景。Chat-Edit-3D++就像一个魔法工具,让你通过对话来改变这些场景。你可以告诉它你想要什么样的效果,它会帮你实现。就像在游戏中,你可以让场景变得更清晰、更有趣,甚至可以把它变成你喜欢的艺术风格!

术语表

Hash-Atlas网络

一种将3D场景编辑转化为2D图集操作的网络结构。

用于解耦2D编辑与3D重建流程。

大型语言模型

能够理解复杂语境并生成连贯响应的语言模型。

用于处理用户输入并调用相应视觉模型。

PSNR

峰值信噪比,用于衡量图像质量的指标。

用于评估CE3D++在多个数据集上的性能。

SSIM

结构相似性,用于衡量图像质量的指标。

用于评估CE3D++在多个数据集上的性能。

LPIPS

感知图像相似性,用于衡量图像质量的指标。

用于评估CE3D++在多个数据集上的性能。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何进一步优化4D场景的编辑效果,特别是在高动态场景中。
  • 2 如何提升语言模型在复杂场景中的理解能力。

应用场景

近期应用

交互设计工具

设计师可以使用CE3D++进行灵活的3D和4D场景编辑,提高设计效率。

远期愿景

智能场景编辑

未来,CE3D++可以集成到智能场景编辑系统中,实现自动化和个性化的场景编辑。

原文摘要

Recent work on image content manipulation based on vision-language pre-training models has been effectively extended to text-driven 3D scene editing. However, existing schemes for 3D scene editing still have certain shortcomings, hindering their further development as interactive design tools. Such schemes typically adhere to fixed input patterns, limiting flexibility in text input. Furthermore, their editing capabilities are constrained by a single or a few 2D visual models and require intricate pipeline design to integrate these models into 3D reconstruction processes. To address the aforementioned issues, we propose the Hash-Atlas network, which reformulates 3D scene editing as operations on 2D atlas images, thereby achieving a workflow decoupling of the 2D editing and 3D reconstruction processes. Building on this foundation, we introduce a dialogue-based 3D scene editing approach, termed CE3D++, which is centered on a large language model (LLM) that allows arbitrary textual input from users and interprets their intentions, subsequently facilitating the autonomous invocation of the corresponding visual models. Additionally, we extend CE3D++ to monocular 4D scenes by imposing motion constraints on moving objects and further fine-tuning the LLM by creating a trajectory dataset related to editing tasks, which enables the smaller LLM to schedule up to 30 different visual tools accurately. Experimental results demonstrate that CE3D++ effectively integrates multiple visual models to achieve diverse visual editing effects, possessing strong scene comprehension and multi-round dialog capabilities. The source codes and trained models are available at https://github.com/Fangkang515/CE3D.

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