還記得電影《頭號玩家》中令人神往的檔案館嗎？那里存儲著角色的三維虛擬影像，玩家不僅能觀看，更能自由切換任意視角，深入查看角色過去的記憶片段，仿佛親身置身于那段時空之中。

這曾經是科幻電影的想象，但如今，在科學家手中，這一構想正加速變為現實。

《FreeTimeGS：面向動態場景重建的時空無界自由高斯》研究論文截圖 本文圖片與視頻均由受訪者供圖

日前，浙江大學軟件學院聯合計算機學院帶來了創新成果——FreeTimeGS，這一全新的4D表示方法，標志著在3D技術廣泛應用之后，科學家們向新維度進軍的重要結果。相關研究成果已在國際頂級視覺會議CVPR 2025上發表。

4D究竟是什么？它又將如何改變人類的記錄方式？FreeTimeGS科研團隊核心成員、浙江大學軟件學院研究員彭思達接受了專訪。

從3D到4D

給場景裝上“時光引擎”

談及4D，人們最常問的問題往往是：它與熟悉的3D有何不同？

“簡單來說，4D就是在3D的基礎上，增加了一個時間維度。”彭思達解釋道，時間維度的加入，使得記錄下的不再是靜態的立體模型，而是能夠流暢“動起來”的完整時空連續體，“也就是可以‘動’的3D場景。”

FreeTimeGS科研團隊研究過程

如果把照片的基本構成單位比作“像素”，那么，在3D的世界里，畫面的基本單元就被稱為“高斯”。此次發布的FreeTimeGS技術，名稱意味著在自由時間下運用高斯，就是讓原本靜態的三維高斯，在時間維度上動起來。

這項技術的強大之處在于，其前所未有的自由度和保真度。用戶能從任意一個視角、任意一個時間點來重新觀察當時的場景，獲得如同在游戲中自由探索般的沉浸體驗。

攻堅克難

讓不可能變為可能

從2020年起，浙江大學求是特聘教授周曉巍和彭思達研究員團隊就踏上了研發4D技術的征途。這條探索之路布滿荊棘，尤其在追求極致動態細節還原上，挑戰巨大。

“一開始，渲染畫面的質量上不去，導致看到的動態畫面不夠流暢清晰。”彭思達說道，最大的難題出現在處理高速運動的物體上，“一旦人物高速運動，尤其是頭發、飄帶這類纖細、高速、無規則抖動的物體，畫面就會‘崩潰’，出現模糊或斷層。”

為了攻克這一難關，團隊進行了海量的嘗試和優化。他們設計百余組對比試驗，反復測試、調整和優化核心算法模型，連續數月。“最瘋狂的時候，團隊成員每天工作十幾個小時，基本上就是睡在實驗室了。”彭思達回憶道。

最終，他們成功設計出較為理想的運動方程，突破了高速動態細節精準建模的瓶頸，實現了對復雜動態場景的高保真度、連貫性還原。

前不久，由周曉巍教授和彭思達研究員團隊技術呈現的4D場景畫面上傳網絡后，迅速引發廣泛關注。

正如網友所言，在傳統攝影技術中，要在限定時間內完整、多角度地記錄下整個場景的每一個細節，“幾乎是不可能的事情”，而團隊正致力于將這種“不可能”變為可能。

未來已來

新的記錄形態正在落地

目前，構建一個4D場景仍需依賴專門的拍攝設備，尚未融入人們的日常記錄。那么，4D技術距離真正走進大眾生活還有多遠？

“這就像照相機剛發明的時候，必須去照相館專門搭一個籠子去拍攝，隨著技術的進步，以后一定會越來越便捷。” 彭思達說道。

他透露，團隊接下來的研究重點就是大幅降低設備的復雜程度，致力于推動技術的實用化落地，讓專業級的4D捕捉能力，未來能夠集成到更小巧、更智能的設備中。

試想，未來在演唱會現場，觀眾通過VR頭顯，可以任意切換舞臺視角，仿佛置身于明星身邊，獲得前所未有的觀演體驗。

4D技術的價值遠不止于娛樂。彭思達強調，在專業領域，它將成為強大的變革性工具。

如：

在運動科學領域，可對運動員的細微動作進行毫米級的多角度精準分析；

在醫療領域，能完整高保真地記錄復雜手術過程用于教學與復盤；

在考古和歷史紀實領域，則可永久性、全方位地保存珍貴的現場動態信息。

記錄方式不斷升級，為人類留存記憶提供了更廣闊的想象空間。從更宏大的視角看，記錄方式的每一次躍升，都極大地拓展了留存記憶的可能性。而一個能夠自由穿梭時空、重溫記憶細節的未來，正隨著4D技術的發展而日益清晰。

來源: 浙江大學、潮新聞