MagicArticulate – 南洋理工和字节推出的静态 3D 模型转骨架生成框架

MagicArticulate是什么

MagicArticulate 是南洋理工大学和字节跳动Seed实验室推出的自动将静态 3D 模型转换为可动画化资产的框架。MagicArticulate基于自回归生成骨架，预测蒙皮权重，模型能支持逼真的动画。MagicArticulate引入 Articulation-XL 数据集，包含超过 33,000 个高质量关节注释的 3D 模型，推出基于自回归 Transformer 的骨架生成方法，自然处理不同模型中骨骼数量和依赖关系的变化。MagicArticulate 在多样化对象类别上显著优于现有方法，为 3D 模型动画化提供高效且高质量的解决方案。

MagicArticulate的主要功能

• 自动骨架生成：自动生成适合模型的骨架结构，支持不同模型的骨骼数量和关节依赖关系。
• 蒙皮权重预测：基于预测顶点与关节之间的蒙皮权重，实现模型表面与骨架的绑定。
• 高质量动画化：生成的骨架和蒙皮权重支持逼真的动画效果，适用于多种 3D 模型和应用场景。
• 大规模数据支持：推出 Articulation-XL 数据集，包含超过 33,000 个高质量注释的 3D 模型，推动相关技术的开发和验证。

MagicArticulate的技术原理

•  自回归骨架生成：
  • 点云采样与编码：从输入的 3D 模型表面采样点云，将点编码为固定长度的形状标记（shape tokens），捕捉模型的几何特征和拓扑结构。
  • 骨架序列建模：将形状标记附加到骨架标记的开头，基于自回归 Transformer 逐步生成骨架序列。自回归模型在每一步生成一个骨骼或关节，用之前生成的内容作为上下文信息，自然地处理不同模型中骨骼数量的变化和依赖关系。
  • Transformer 的优势：Transformer 的并行处理能力和注意力机制能高效地捕捉全局依赖关系，同时自回归生成方式灵活适应不同复杂度的骨架结构。
• 蒙皮权重预测：基于扩散模型逐步优化蒙皮权重的分布。扩散过程从噪声开始，逐步恢复出顶点与关节之间的权重关系，类似于去噪过程。在预测蒙皮权重时，引入顶点与关节之间的体积测地线距离作为先验信息。基于大量标注数据（如 Articulation-XL 数据集）训练扩散模型，学习不同 3D 模型的蒙皮权重分布规律。
• 大规模数据集支持：数据集包含超过 33,000 个带有高质量关节注释的 3D 模型。数据为模型训练提供丰富的监督信息，使骨架生成和蒙皮权重预测模块学习到不同模型的通用规律，在多样化场景中表现出色。

MagicArticulate的项目地址

• 项目官网：https://chaoyuesong.github.io/MagicArticulate/
• GitHub仓库：https://github.com/Seed3D/MagicArticulate
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2502.12135

MagicArticulate的应用场景

• 3D 动画制作：快速将静态模型转换为可动画化资产，减少手动绑定骨骼和蒙皮的工作量，提升动画制作效率。
• 游戏开发：为游戏角色和道具生成骨架和蒙皮权重，支持实时动画渲染，提升游戏开发效率和动画效果。
• VR/AR：生成可交互的动态 3D 模型，增强虚拟环境中的沉浸感和交互体验。
• 工业设计与 3D 打印：帮助设计师快速生成可活动的关节模型，优化产品运动功能，降低设计成本。
• 人工智能与机器人学：用于机器人运动仿真和 AI 模型训练，优化关节运动和算法开发。