中科院用百万手机视频打造活4D世界，超越李飞飞

哈喽，大家好，我是小今。这篇来聊聊AI界的大突破！之前4D建模非要多镜头贵设备，中科院偏用普通视频搞定，直接打破行业困局。

还在为AI建模要花大价钱买多镜头设备发愁？中科院自动化所和CreateAI联手推出的NeoVerse，用100 万段普通手机拍的单目视频，就搭起了能理解动态世界的4D模型。这一下，把过去只能靠昂贵设备采集数据的4D技术，拉到了普通人也能接触的范围内。

曾经，AI的“动态盲区”

这时候，就得4D模型出马了。4D模型比3D多了一个“时间”维度，它不仅知道物体在哪里，长什么样，更关键的是，它还知道这些物体“怎么动”“什么时候动”，以及它们运动的规律。

你想啊，游戏里的人物要跑跳，自动驾驶的汽车要在路上穿梭，这些都离不开对动态世界的精确理解。所以，4D模型在游戏、电影特效、机器人、自动驾驶模拟这些领域，简直就是“圣杯”一样的存在。

可过去，要造这个“圣杯”的代价实在太高了！这主要卡在数据上。

第一道坎：数据，贵到离谱

想象一下，如果你想让AI看懂一个复杂的动态场景，比如街上的车流、公园里的人群，你不能只用一个摄像头拍，因为一个摄像头总会有盲区。

你得用好多个摄像头，从不同角度同时拍同一个场景，而且每个摄像头都要精准地同步，才能捕捉到完整的动态信息。这种“多镜头”拍摄，专业术语叫“成对视频”，一个视频作为输入，其他视频作为参考，互相印证。

但你想想，光是一个专业级相机就价格不菲，要是来一套动辄几十万甚至上百万的多镜头设备，还只能在固定场景下拍，比如拍个实验室里的人体动作，或者某个工厂的流水线。你让它去拍街上的车水马龙，拍公园里熙熙攘攘的人群？那简直是天方夜谭，设备根本就带不动，也布设不了。

有人说，拿手机拍的单目视频不行吗？就一个镜头，不是更方便吗？想法是好的，但现实很骨感。以前的技术，如果你只用一个手机镜头，想让AI从中提取出动态信息，就得先花好几天，把视频一帧一帧地拆开，然后费力地计算每帧画面的深度信息、物体位置，再把这些碎片化的信息拼凑起来。

这个过程不仅慢得让人抓狂，而且对海量的手机视频来说，根本无法高效处理。这就形成了一个死循环：4D模型前景广阔，但数据采集又贵又慢，成了制约其发展的最大瓶颈。

NeoVerse的奇迹：手机视频也能“活”起来

正当大家对着这个难题一筹莫展的时候，NeoVerse横空出世了。它的厉害之处在于，彻底跳出了“必须多镜头、必须慢处理”的传统思维。

它能干啥？你只需要随手用手机拍一段普通的视频，不管是拍猫跑来跑去，还是拍汽车在路上行驶，把这段视频“喂”给NeoVerse，短短几秒钟，它就能给你生成一个活生生的、能理解动态世界的4D模型！

核心秘密：双向追踪与运动高斯点

NeoVerse之所以能化腐朽为神奇，背后藏着两个特别聪明的核心技术。

咱们人看东西是很有趣的，我们不光能看到物体现在在哪儿，我们还会下意识地回想它刚刚是怎么动的，甚至预测它下一秒可能会往哪儿去。NeoVerse也学会了这招。

它拿到一段视频后，会把视频帧分成两部分来处理：一部分是“往前看”，分析物体从过去到现在的运动规律。另一部分是“往后看”，逆向推导物体从现在到过去的变化轨迹。通过这种双向的推算和校正，它就能超级精准地算出视频里每一个物体移动的速度和转动的方向。

举个例子，你拍一辆行驶中的汽车，NeoVerse不仅知道它现在在哪里，还能准确判断它下一秒会往前挪多远，甚至会不会打方向盘转弯。这样，即使它后续要生成这辆车的其他视角视频，也不会出现那种突然跑偏或者消失的尴尬情况。

以前的3D建模，就像是用无数个小方块或者小三角形去搭建一个物体。NeoVerse则更精细，它把整个动态场景拆解成无数个微小、带有特殊属性的“高斯点”。你可以想象成无数个带有魔法的小粒子。

这些粒子可不简单，它们每个点都带着丰富的“基因信息”：它在三维空间里的精确位置、它的大小、它的颜色，这还不够！最关键的是，每个高斯点还自带了“运动属性”，比如这个点每秒钟会移动多少米，每分钟会旋转多少度，甚至它能“存在多久”都会被记录下来。

这样一来，不管是视频里行人悠闲地散步，还是风吹树叶轻微地摇摆，这些带有动态信息的高斯点都能将其精准无误地还原出来。它们就像拥有了生命一样，共同构建出一个活生生的44D动态世界。

没有“多镜头”？NeoVerse自己“造”！

更让人拍案叫绝的是，NeoVerse还解决了另一个老大难问题：没有多视角数据怎么训练？前面说了，最好的训练数据是多镜头同时拍的，可咱们手机哪有那本事？NeoVerse可不会傻等着，它非常“聪明”，自己就能“造”出训练数据！

它是这么干的：先拿一段普通的手机视频，快速地挑出几个关键的帧，快速地搭建一个初步的4D模型。然后，它会利用这个初步的模型，自己“渲染”出从不同角度看这段视频的画面，就好像给这段视频瞬间加了无数个“虚拟摄像头”一样。这样，它就有了大量的“多视角”数据来训练自己。

不仅如此，NeoVerse还特别“狡猾”，它在训练的时候，会故意模拟咱们手机视频经常出现的“缺陷”。比如，视频里有物体被挡住了一部分，或者运动太快导致画面边缘模糊不清。NeoVerse会特意去模拟这些“不完美”，让模型在训练时就学会怎么去处理这些“脏数据”。

所以，即使咱们用的是普通得不能再普通的手机视频，它也能学习得非常扎实，最终生成高质量的新视角内容。这种“自给自足”还能“自找麻烦”的训练方式，让NeoVerse对各种真实世界场景的适应性大大增强。

性能惊艳：快，准，稳！

光说不练假把式，NeoVerse在实际测试中的表现，简直是“惊艳”两个字都无法完全形容。

先说速度。它在单张A800显卡上，处理一段81帧的视频，最快只要短短20秒！这速度比之前那些需要耗费大量时间去逐帧计算的老技术，快了何止好几倍？效率简直是质的飞跃。

再说质量。NeoVerse生成的新视角视频，无论是画面的主体稳定性，还是背景的连贯性，亦或是物体运动的流畅度，都比现有的大多数方法要好得多。

比如，如果你用它来模拟自动驾驶时的视角切换，它能精准地还原路边的建筑，行驶中的车辆，不会出现物体突然消失不见，或者画面扭曲变形那种“穿帮”的情况。你看到的，就是一个真实且平滑过渡的动态世界。这种“快、准、稳”的结合，让NeoVerse在实用性上迈出了一大步。

未来已来：4D技术走进寻常百姓家

想象一下，在游戏制作里，设计师们不用再费劲巴拉地去搭建复杂的静态场景，然后手动给每个物体添加动画。有了NeoVerse，他们可以快速生成各种可交互的动态地图，玩家可以在里面自由探索，体验感瞬间拉满。

在自动驾驶模拟领域，更是如虎添翼。以前为了训练AI，需要投入巨大的人力物力去采集各种路况数据，而且场景是有限的。现在，NeoVerse能够无限生成不同路况、不同天气条件下的训练数据，让自动驾驶的AI在虚拟世界里“身经百战”，更快、更安全地走向现实。

有了NeoVerse，你就有可能把这段视频“加工”成从侧面、甚至是从高空俯瞰的效果，就像你当时坐在VIP专属视角一样！这简直是把普通人的手机视频，瞬间提升到了专业级的制作水平。

这项不用昂贵设备，只靠咱们手里的普通手机视频就能搭建4D模型的技术，正在悄悄地改变AI理解真实世界的方式。它不仅会大幅降低4D技术的门槛和成本，更会推动各行各业的创新，让“AI看懂动态世界”的未来，比我们想象中来得更快，更触手可及。