南大蚂蚁联手开源：3D目标轨迹视频合成新突破

引言：

在人工智能技术日新月异的今天，视频生成领域正迎来一场新的变革。南京大学、蚂蚁集团、浙江大学等机构联合推出了一项名为 LeviTor 的开源技术，该技术能够精确控制视频中 3D 物体的运动轨迹，为视频合成领域带来了前所未有的创新。这项技术的开源，无疑将加速其在电影特效、游戏动画、虚拟现实等多个领域的应用，为创意产业注入新的活力。本文将深入探讨 LeviTor 的技术原理、功能特点、应用场景，以及其对未来视频内容创作的潜在影响。

正文：

LeviTor：从静态图像到动态视频的精妙控制

1. 技术背景：视频合成的挑战与机遇

传统的视频合成技术往往依赖于复杂的 3D 建模和动画制作流程，不仅耗时耗力，而且对技术人员的要求也极高。近年来，随着深度学习技术的快速发展，基于 AI 的视频生成方法逐渐兴起，但如何在生成视频的同时精确控制物体的运动轨迹，仍然是一个巨大的挑战。LeviTor 的出现，正是为了解决这一难题。它巧妙地结合了深度信息和 K-means 聚类算法，实现了对视频中 3D 物体轨迹的精确控制，无需显式的 3D 轨迹跟踪，极大地简化了视频生成流程。

2. LeviTor 的核心技术原理：深度信息与聚类算法的融合

LeviTor 的核心技术在于其巧妙地融合了深度信息和 K-means 聚类算法。具体来说，其技术原理可以概括为以下几个步骤：

• K-means 聚类： 首先，LeviTor 对视频对象掩码（mask）的像素进行 K-means 聚类，将相似的像素点归为一类，从而得到一组代表性的控制点。这些控制点将作为后续轨迹控制的基础。

• 深度信息融合： 为了使控制点具有 3D 空间信息，LeviTor 使用深度估计网络 DepthAnythingV2 预测相对深度图，并在每个控制点采样深度值。这样，每个控制点就拥有了 2D 坐标和深度信息，从而具备了 3D 属性。

• 控制信号构建： 结合 2D 坐标和估计的深度值，LeviTor 构建出控制轨迹。这些轨迹作为视频扩散模型的控制信号，指导视频的生成过程。

• 视频扩散模型： 最后，LeviTor 将控制信号输入到视频扩散模型中，生成与 3D 轨迹对齐的视频。通过这种方式，用户可以精确控制视频中物体的运动轨迹，实现各种复杂的动画效果。

• 用户友好的推理流程： LeviTor 还设计了用户友好的交互系统，用户可以通过简单的点击和调整深度值来输入 3D 轨迹，大大降低了技术门槛。用户无需具备专业的 3D 建模知识，即可轻松实现对视频中物体运动的控制。

3. LeviTor 的主要功能：精确、高效、易用

LeviTor 的主要功能可以概括为以下几点：

• 精确操控物体运动： LeviTor 能够在从静态图像生成视频时，精确控制物体的运动轨迹，实现各种复杂的动画效果。
• 增强创意应用： 基于 3D 轨迹控制，LeviTor 拓宽了视频合成的创意应用范围，为电影特效、游戏动画等领域带来了新的可能性。
• 简化用户输入： 用户只需在 2D 图像上绘制轨迹并调整深度，即可输入 3D 轨迹，大大降低了技术门槛，使得更多人能够参与到视频创作中来。
• 自动提取深度信息和物体掩码： LeviTor 系统能够自动从图像中提取深度信息和物体掩码，减少了用户操作，提高了效率。
• 交互式轨迹绘制： 用户可以通过交互式的方式绘制物体轨迹，系统会将其解释为 3D 路径，使得轨迹控制更加直观和灵活。

LeviTor 的应用场景：创意产业的强大引擎

LeviTor 的出现，为视频内容创作带来了无限的可能性。其应用场景十分广泛，主要包括以下几个方面：

1. 电影特效制作：

在电影特效制作中，LeviTor 可以用于生成逼真的特效场景，例如：

• 物体运动模拟： 精确控制爆炸、坠落、飞行等物体的运动轨迹，生成更加逼真的特效画面。
• 角色动画： 辅助制作角色动画，实现复杂的动作和表情，提高制作效率。
• 场景合成： 将实拍素材与虚拟场景无缝融合，创造出更加震撼的视觉效果。

使用 LeviTor 可以大大减少实地拍摄的成本，提高制作效率，为电影特效制作带来新的突破。

2. 游戏动画生成：

在游戏开发中，LeviTor 可以用于创造动态的游戏背景和角色动画，增强游戏的沉浸感：

• 环境动画： 生成动态的树木摇曳、水波荡漾等环境动画，使游戏世界更加生动。
• 角色动画： 制作角色行走、奔跑、跳跃等动作动画，提高游戏体验。
• 特效动画： 生成游戏中的技能特效、爆炸特效等，增强游戏的视觉冲击力。

LeviTor 的引入，可以大大降低游戏动画制作的门槛，提高游戏开发的效率。

3. 虚拟现实体验：

在 VR 应用中，LeviTor 可以用于合成逼真的虚拟环境，为用户提供更加真实的沉浸式体验：

• 场景构建： 快速构建各种虚拟场景，例如：虚拟博物馆、虚拟教室、虚拟旅游景点等。
• 物体交互： 实现用户与虚拟环境中的物体进行交互，例如：拿起、移动、旋转等。
• 动画效果： 添加各种动画效果，例如：人物走动、物体运动等，增强虚拟环境的真实感。

LeviTor 的应用，将大大提升 VR 体验的质量，为用户带来更加沉浸式的虚拟世界。

4. 增强现实展示：

在 AR 领域，LeviTor 可以将虚拟信息与现实世界无缝结合，应用于教育、导航等场景：

• 教育应用： 在 AR 应用中展示 3D 模型，例如：人体结构、历史文物等，帮助学生更好地理解知识。
• 导航应用： 在 AR 应用中显示导航路线和指示，帮助用户更方便地找到目的地。
• 商业展示： 在 AR 应用中展示商品信息，例如：服装试穿、家具摆放等，提高用户的购物体验。

LeviTor 的应用，将大大拓展 AR 技术的应用范围，为用户带来更加便捷和丰富的体验。

5. 广告视频制作：

在广告视频制作中，LeviTor 可以用于制作动态广告视频，吸引观众注意力，提升品牌形象和产品吸引力：

• 产品展示： 通过动态展示产品，例如：360 度旋转、拆解组装等，突出产品的特点和优势。
• 品牌宣传： 制作创意广告视频，传递品牌理念，提升品牌形象。
• 互动广告： 制作互动广告视频，让用户参与到广告中来，提高广告的传播效果。

LeviTor 的应用，将大大提升广告视频的制作效率和创意水平，为广告行业带来新的机遇。

LeviTor 的开源意义：推动技术普及与创新

LeviTor 的开源，不仅意味着其技术的公开透明，更意味着其将为更多人所用，推动技术的普及和创新。开源的意义主要体现在以下几个方面：

• 降低技术门槛： 开源使得更多开发者和研究者能够接触到 LeviTor 的技术，降低了技术门槛，促进了技术的普及。
• 加速技术创新： 开源鼓励更多人参与到 LeviTor 的开发和改进中来，集思广益，加速技术创新。
• 促进产业发展： 开源使得 LeviTor 能够更快地应用于各个领域，促进相关产业的发展。
• 推动学术交流： 开源为学术界提供了研究和交流的平台，促进了学术界的合作和发展。

LeviTor 的开源，将为视频合成领域带来新的活力，推动整个行业的发展。

未来展望：LeviTor 的无限可能

LeviTor 的出现，为视频合成领域带来了新的突破，其未来发展前景广阔。随着技术的不断完善，LeviTor 将在以下几个方面发挥更大的作用：

• 更高质量的视频生成： 随着算法的不断优化，LeviTor 将能够生成更高质量、更逼真的视频内容。
• 更广泛的应用领域： LeviTor 将被应用于更多的领域，例如：教育、医疗、艺术等，为各行各业带来新的机遇。
• 更智能化的视频创作： LeviTor 将与人工智能技术深度融合，实现更智能化的视频创作，例如：自动生成脚本、自动添加特效等。
• 更便捷的用户体验： LeviTor 将不断优化用户界面和操作流程，使得视频创作更加便捷和高效。

LeviTor 的未来发展，值得我们期待。

结论：

LeviTor 的开源，标志着 3D 目标轨迹控制视频合成技术迈上了一个新的台阶。其结合深度信息和 K-means 聚类算法，实现了对视频中 3D 物体轨迹的精确控制，为电影特效、游戏动画、虚拟现实等多个领域带来了新的可能性。LeviTor 的开源，将加速技术的普及和创新，推动整个视频内容创作行业的发展。我们有理由相信，在不久的将来，LeviTor 将成为视频内容创作领域的重要工具，为我们带来更加丰富多彩的视觉体验。

参考文献：

• LeviTor 项目官网：ppetrichor.github.io/levitor
• LeviTor GitHub 仓库：https://github.com/qiuyu96/LeviTor
• LeviTor HuggingFace 模型库：https://huggingface.co/hlwang06/LeviTor
• LeviTor arXiv 技术论文：https://arxiv.org/pdf/2412.15214

（完）

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