Gaussian Haircut：使用股线对齐 3D 高斯模型进行人体头发重建

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本仓库包含了 Gaussian Haircut 的官方实现，这是一种基于股线的人体头发重建方法，用于单目视频。

预览

重建过程包括以下主要阶段：

预处理阶段
- 视频帧提取和整理
- COLMAP相机重建
- 头发和身体分割
- 图像质量评估和筛选
- 方向图计算
- 人脸关键点检测
- FLAME头部模型拟合
重建阶段
- 3D高斯体重建
- FLAME网格拟合
- 场景裁剪和优化
- 头发股线重建
可视化阶段
- 导出重建的股线
- Blender渲染可视化
- 生成结果视频

预期输出：

[your_scene_folder]/
├── raw.mp4                    # 输入视频
├── 3d_gaussian_splatting/     # 3D高斯体重建结果
├── flame_fitting/             # FLAME头部模型拟合结果
├── strands_reconstruction/    # 头发股线重建中间结果
├── curves_reconstruction/     # 最终头发股线结果
└── visualization/            # 渲染结果和视频

入门指南

Linux 平台

安装 CUDA 11.8

按照 https://developer.nvidia.com/cuda-11-8-0-download-archive 上的说明进行操作。

确保：
- PATH 包含 <CUDA_DIR>/bin
- LD_LIBRARY_PATH 包含 <CUDA_DIR>/lib64
该环境仅在此 CUDA 版本下进行了测试。
安装 Blender 3.6 以创建股线可视化

按照 https://www.blender.org/download/lts/3-6 上的说明进行操作。

克隆仓库并运行安装脚本

git clone git@github.com:eth-ait/GaussianHaircut.git
cd GaussianHaircut
chmod +x ./install.sh
./install.sh

Windows 平台

安装 CUDA 11.8
- 从 https://developer.nvidia.com/cuda-11-8-0-download-archive 下载并安装
- 默认安装路径：C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8
安装 Blender 3.6
- 从 https://www.blender.org/download/lts/3-6 下载并安装
- 默认安装路径：C:\Program Files\Blender Foundation\Blender 3.6
安装 Visual Studio 2019 Build Tools
- 从 https://visualstudio.microsoft.com/vs/older-downloads/ 下载并安装
- 选择"C++构建工具"工作负载
- 默认安装路径：C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\2019\BuildTools
安装 COLMAP
- 从 https://github.com/colmap/colmap/releases 下载并安装
- 下载最新的Windows安装包(例如：COLMAP-3.8-windows-cuda.zip)
- 解压到一个不含空格的路径(例如：C:\COLMAP)
- 确保CUDA版本与系统安装的CUDA 11.8匹配
- 将解压目录(C:\COLMAP)添加到系统环境变量PATH中:
  1. 打开"系统属性" > "环境变量"
  2. 在"系统变量"中找到"Path"
  3. 点击"编辑" > "新建"
  4. 添加COLMAP目录路径(C:\COLMAP)
  5. 点击"确定"保存更改
- 重启PowerShell或CMD以使PATH更改生效
- 验证安装：
```
colmap -h
```
  如果显示帮助信息，则安装成功
安装 micromamba
- 从 https://mamba.readthedocs.io/en/latest/user_guide/micromamba.html 下载并安装

克隆仓库并运行安装脚本

git clone git@github.com:eth-ait/GaussianHaircut.git
cd GaussianHaircut
# 在CMD中运行:
install.bat
# 或在PowerShell中运行:
.\install.bat

重建

录制单目视频
- 参考项目页面上的示例视频
- 录制要求：
  - 拍摄对象应缓慢转动头部，确保捕捉到所有角度
  - 保持头发和面部清晰可见
  - 避免快速移动导致的运动模糊
  - 保持光照条件稳定
  - 建议视频长度：10-20秒
  - 建议分辨率：1920x1080或更高
设置重建场景的目录

创建场景目录结构：
```
[your_scene_folder]/
└── raw.mp4  # 您录制的视频文件
```
注意：
- DATA_PATH 应指向包含 raw.mp4 的目录
- 目录路径不应包含空格或特殊字符
- 脚本会在此目录下自动创建所需的子目录
- 确保有足够的磁盘空间(建议至少20GB)
运行脚本

Linux:

export PROJECT_DIR="[/path/to/]GaussianHaircut"
export BLENDER_DIR="[/path/to/blender/folder/]blender"
DATA_PATH="[path/to/scene/folder]" ./run.sh

Windows:

# 在CMD中运行:
set PROJECT_DIR=[path\to\]GaussianHaircut
set DATA_PATH=[path\to\scene\folder]
run.bat

# 或在PowerShell中运行:
set PROJECT_DIR=[path\to\]GaussianHaircut
set DATA_PATH=[path\to\scene\folder]
.\run.bat

该脚本执行数据预处理、重建以及使用 Blender 进行最终可视化。使用 Tensorboard 查看中间可视化结果。

许可证

此代码基于 3D Gaussian Splatting 项目。有关条款和条件，请参阅 LICENSE_3DGS。其余代码根据 CC BY-NC-SA 4.0 分发。

如果此代码对您的项目有帮助，请引用以下论文。

引用

@inproceedings{zakharov2024gh,
   title = {Human Hair Reconstruction with Strand-Aligned 3D Gaussians},
   author = {Zakharov, Egor and Sklyarova, Vanessa and Black, Michael J and Nam, Giljoo and Thies, Justus and Hilliges, Otmar},
   booktitle = {European Conference of Computer Vision (ECCV)},
   year = {2024}
}

链接

3D Gaussian Splatting
Neural Haircut: FLAME 拟合管线、股线先验和发型扩散先验
HAAR: 头发上采样
Matte-Anything: 头发和身体分割
PIXIE: FLAME 拟合的初始化
Face-Alignment, OpenPose: 用于 FLAME 拟合的关键点检测

6.0 KiB Raw Blame History Unescape Escape

Gaussian Haircut：使用股线对齐 3D 高斯模型进行人体头发重建

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许可证

引用

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6.0 KiB

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