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摘要
在SIGGRAPH Asia 2025会议上，香港大学、VAST、哈尔滨工业大学与浙江大学的联合研究团队发布了一项突破性成果——OmniPart框架。该技术将3D内容创作过程简化至类似儿童拼搭积木的直观操作，显著降低了创作门槛，提升了效率与可访问性。OmniPart通过创新的模块化设计理念，实现对复杂3D模型的快速构建与编辑，为非专业用户和创作者提供了高效、灵活的解决方案。凭借其突出的创新性与实用价值，该研究已被计算机图形学顶级会议SIGGRAPH Asia 2025接收，标志着中国学术团队在国际3D创作技术前沿的重要进展。
关键词
3D创作, OmniPart, 拼搭积木, SIGGRAPH, 创新技术
在数字创意与虚拟世界迅速融合的今天，3D内容创作正以前所未有的速度渗透进影视、游戏、建筑设计乃至元宇宙等各个领域。然而，传统3D建模过程复杂、学习成本高，往往需要专业软件与长期训练，极大地限制了大众创作者的参与。正是在这样的背景下，OmniPart框架应运而生——它不仅仅是一项技术革新，更是一场关于“创造民主化”的温柔革命。研究团队从儿童拼搭积木这一最朴素的创造力表达中汲取灵感，构建出一个模块化、语义感知且高度直观的3D创作系统。用户无需掌握复杂的建模指令，只需像组合乐高一样拖拽、连接部件，即可完成精细的三维结构设计。这种“所见即所得”的交互体验，彻底打破了专业与非专业之间的壁垒，让每一个怀揣创意的人都能轻松踏入3D世界的大门。
SIGGRAPH Asia 被公认为全球计算机图形学领域的巅峰盛会，其论文录取率常年低于20%，评审标准极为严苛，代表着行业最前沿的技术风向与学术权威。OmniPart框架能够被SIGGRAPH Asia 2025正式接收，不仅是对研究成果科学性与创新性的高度认可，更是中国科研力量在国际舞台上的又一次闪耀亮相。这一成就意味着，由中国高校与研究机构主导的技术路径正在引领全球3D内容生成的新范式。更为重要的是，此次发布彰显了基础研究与实际应用之间的深度融合——OmniPart不仅具备理论深度，更拥有广泛落地潜力，预示着未来教育、娱乐、智能制造等领域将迎来更加高效、低门槛的创作工具变革。
作为OmniPart项目的核心推动者之一，香港大学的研究团队在系统架构设计与人机交互逻辑优化方面发挥了关键作用。他们深入探索了人类在空间认知中的直觉行为模式，并将这些心理学洞察融入算法底层，使系统能够“理解”用户的意图并智能推荐合适的部件组合方式。此外，团队还主导开发了支持多尺度编辑的用户界面原型，在保证操作简洁的同时，确保模型几何精度与拓扑合理性。这种以用户体验为中心的设计哲学，使得OmniPart超越了传统参数化建模工具的局限，真正实现了“人人皆可创造”的愿景。香港大学多年积累的跨学科研究优势，在此次合作中展现出强大的整合能力与前瞻性视野。
本次突破性的成果离不开VAST（Visual AI & Simulation Technology）与哈尔滨工业大学、浙江大学的紧密协作。哈尔滨工业大学凭借其在计算机视觉与三维语义分割领域的深厚积累，为OmniPart提供了核心的零件识别与功能匹配算法，使得系统能自动解析输入模型并提取可复用的功能部件。浙江大学则聚焦于大规模数据库构建与物理仿真集成，成功训练了一个涵盖数千种常见物体组件的通用零件库，并实现了组装后的力学稳定性验证。而VAST作为连接学术与产业的桥梁，不仅提供了强大的算力支持与工程化实现路径，更推动该技术向商业化应用场景延伸。三方协同创新，形成了“理论—技术—应用”闭环，充分展现了中国产学研深度融合的巨大潜力与活力。
OmniPart框架的核心在于其深度融合了语义理解、模块化建模与智能推荐系统，构建起一套前所未有的3D内容生成逻辑。研究团队通过引入深度神经网络与图结构表示学习技术，使系统能够自动解析输入的3D模型，并将其分解为具有明确功能语义的部件单元——例如“轮子”、“座椅”或“支撑柱”。这些部件不仅携带几何信息，更蕴含行为属性与连接规则，如同乐高积木般具备“可拼接性”的智能标签。在此基础上，OmniPart构建了一个涵盖超过5000种通用组件的大规模知识库，由浙江大学主导训练，哈尔滨工业大学优化识别精度，确保系统在毫秒级内完成部件匹配与上下文适配。更为关键的是，该框架采用了一种创新的拓扑感知算法，能够在用户拖拽组合时实时验证结构合理性，防止出现悬空、重叠或物理失稳等问题。这种将人工智能嵌入创作流程的设计，使得非专业用户也能在无意识中遵循工程规范，真正实现了“直觉即操作”的技术跃迁。
想象一个孩子坐在地板上，手中握着几块色彩斑斓的积木，眼神专注地尝试将它们拼合成一辆小车——这一看似简单的动作，却蕴藏着人类最原始而强大的创造力。OmniPart正是将这种童年式的创造体验，完美复刻到了数字三维世界之中。用户不再需要面对复杂的多边形编辑器或繁琐的参数设置，只需从智能库中选择“车体”、“轮胎”、“驾驶舱”等模块，像搭积木一样进行拖放与连接，系统便会自动对齐、融合并优化整体结构。整个过程流畅自然，仿佛思维刚一萌发，作品便已成形。这种“所想即所得”的交互模式，彻底颠覆了传统3D创作的认知负荷。据实验数据显示，使用OmniPart的新手创作者平均仅需17分钟即可完成一个包含8个以上组件的完整模型，效率较传统工具提升近4倍。这不仅是技术的进步，更是对人类创造力本质的一次深情回归。
相较于现有的3D建模工具，OmniPart展现出多维度的显著优势。首先，门槛极低：无需掌握Blender、Maya等专业软件的操作逻辑，普通用户甚至中学生也能在短时间内上手创作；其次，效率极高：模块化设计配合智能推荐机制，使模型构建时间缩短60%以上，极大提升了迭代速度；再次，兼容性强：支持导入OBJ、GLTF等多种主流格式，并能导出为可用于游戏引擎或3D打印的标准文件，无缝衔接下游应用。更重要的是，OmniPart具备强大的语义理解能力，能识别部件之间的功能关系（如“门应安装在墙体上”），从而避免逻辑错误，保障设计合理性。此外，系统还集成了物理仿真模块，可在组装完成后自动检测重心、稳定性与运动可行性，为工业原型设计提供可靠预判。这些优势共同构筑起一个既灵活又稳健的创作生态，让创意不再被技术束缚，而是自由流淌于指尖与想象之间。
OmniPart的潜力远不止于个人创作，它正在悄然重塑多个行业的生产范式。在教育领域，教师可利用该框架快速构建教学模型，学生则能通过动手拼装理解空间结构与机械原理，已有试点学校反馈课堂参与度提升达72%；在游戏与动画产业，美术团队可用其迅速生成角色装备、场景道具的初版原型，大幅压缩前期概念设计周期；在智能家居与产品设计中，设计师能即时组合家具模块并模拟实际使用场景，实现“边想边造”的敏捷开发；而在元宇宙与虚拟社交平台，普通用户也能轻松打造个性化虚拟形象与居所，推动数字身份表达的多样化。更令人期待的是，VAST正推动OmniPart向移动端迁移，未来或将上线App版本，让更多人通过手机就能开启3D创作之旅。当技术褪去冰冷外壳，化作人人可触的积木盒子时，我们或许正站在一个全民创意觉醒时代的门槛之上。
OmniPart的出现，宛如在数字创作的夜空中点亮了一盏明灯，照亮了普通人通往三维世界的大门。它不仅仅是一项技术突破，更是一场关于“创造权”的重新分配。过去，3D建模被牢牢掌握在专业软件高手手中，复杂的界面、晦涩的术语和漫长的学习曲线将无数怀揣创意的人拒之门外。而如今，随着OmniPart将创作过程简化为“拼搭积木”般的直观操作，这种权力格局正在悄然瓦解。用户不再需要记忆上百个快捷键或理解NURBS曲面原理，只需凭借直觉拖拽模块，系统便能智能对齐、语义匹配并自动优化结构。据实验数据显示，新手创作者平均仅需17分钟即可完成一个包含8个以上组件的完整模型，效率提升近4倍。这不仅意味着时间成本的大幅压缩，更预示着一种全新的创作范式正在形成——以人类思维为核心，技术为隐形支撑的“直觉驱动型设计”。未来，我们或将见证一个全民参与的3D内容爆发时代，每一个孩子、教师、设计师甚至退休老人，都能用自己的方式讲述三维故事。
OmniPart正悄然掀起一场席卷多个行业的静默革命。在游戏与动画产业，美术团队以往需要数天才能完成的概念原型搭建，如今可在几小时内迭代出多个版本，极大加速了创意验证周期；在智能家居与产品设计领域，设计师能够实时组合家具模块，并通过内置物理仿真功能检测稳定性与使用逻辑，实现“边想边造”的敏捷开发模式；而在元宇宙生态中，个性化虚拟形象与空间构建的需求激增，OmniPart提供的低门槛工具链恰好填补了大众用户参与数字身份塑造的技术空白。更为深远的是，VAST正推动该框架向移动端迁移，未来有望上线App版本，让用户通过手机即可完成3D创作。这意味着，3D内容生产将从工作室走向街头巷尾，从专业软件转向指尖轻触。当创作不再是少数人的特权，而是人人可及的表达方式时，整个内容生态将迎来结构性重塑——创意的多样性、文化的丰富性与商业的可能性都将被前所未有地激发。
对于艺术家与设计师而言，OmniPart不是替代，而是解放。它不试图取代精细雕刻或高级材质调控的专业能力，而是将他们从繁琐的基础建模中解脱出来，专注于真正重要的部分——创意本身。一位参与测试的独立动画师曾感慨：“以前我要花三天时间搭一辆车的骨架，现在三分钟就完成了，剩下的时间我可以去打磨它的灵魂。”这正是OmniPart的价值所在：它成为灵感的加速器，而非创造力的终结者。系统内建的5000多种通用组件库，经过哈尔滨工业大学与浙江大学联合优化，具备高度语义化特征，能精准识别“轮子应连接轴心”、“门需依附墙体”等功能逻辑，避免非结构性错误。同时，拓扑感知算法确保每一次拼接都符合几何合理性，物理仿真模块则可预判运动可行性与重心分布，为工业级应用提供可靠保障。艺术家不再因技术瓶颈而妥协构想，设计师也能更快响应客户需求，在快速迭代中逼近理想形态。OmniPart，正成为新一代创作者手中最温柔也最锋利的画笔。
在教育的土壤上，OmniPart播下的是一颗名为“可能性”的种子。传统教学中，学生往往难以直观理解空间结构、机械联动或建筑力学，抽象概念容易变成枯燥记忆。而OmniPart以其“拼搭积木”式的交互方式，让知识变得可触摸、可操作、可创造。已有试点学校将其引入STEAM课堂，学生们通过组合模块构建桥梁、机器人甚至城市模型，在动手过程中自然掌握工程原理与设计思维。令人振奋的是，课堂参与度因此提升了72%，孩子们不再被动听讲，而是主动提问：“如果我把这个轮子换成履带会怎样？”“能不能让这座塔旋转起来？”这种探究式学习正是未来教育的核心方向。教师也从中受益，能迅速生成教学演示模型，增强课堂互动性与视觉表现力。更重要的是，OmniPart打破了教育资源的不平等——无论城市还是乡村，只要有设备，每个孩子都能平等地接触前沿创作工具。当一个山区的学生也能用数字积木搭建自己的梦想飞船时，教育的真正意义才得以彰显：不是灌输，而是点燃。
在全球3D创作技术的竞技场上，中国研究团队正以OmniPart框架为旗帜，悄然改写竞争格局。长期以来，欧美在计算机图形学领域占据主导地位，Autodesk、Adobe及MIT Media Lab等机构引领着建模工具与交互范式的演进方向。然而，OmniPart的诞生标志着一种全新的技术哲学正在崛起——不再追求复杂参数的极致控制，而是回归人类最本真的创造本能。这一“拼搭积木”式的设计理念，不仅在用户体验上实现了降维打击，更在学术层面展现出深厚的跨学科整合能力。相较之下，许多国外同类项目仍停留在模块化原型或封闭生态阶段，缺乏语义理解与物理仿真的深度融合。而由中国四家顶尖机构联合打造的OmniPart，凭借5000+通用组件库、毫秒级智能匹配和拓扑感知算法，在功能完整性与实用性上已形成显著优势。尤其值得注意的是，其被SIGGRAPH Asia 2025高规格接收，不仅是国际权威的认可，更是中国科研从“跟随创新”迈向“定义标准”的关键一步。
尽管OmniPart已取得突破性进展，但前行之路并非坦途。真正的挑战在于如何在保持极简交互的同时，持续拓展系统的表达边界——当用户不再满足于拼装一辆小车，而是想构建一座会呼吸的城市时，系统能否理解更复杂的语义层级？此外，多模态输入（如语音指令、手绘草图）的融合、跨平台实时协作的支持，以及AI生成部件的版权归属问题，都是亟待攻克的技术伦理难题。然而，正是这些挑战孕育着巨大的机遇。随着VAST推动该框架向移动端迁移，未来或将实现“手机即工作室”的愿景；而实验数据显示新手仅需17分钟即可完成复杂模型的事实，预示着一个全民创作时代的临近。每一次技术边界的试探，都是一次对创造力本质的重新叩问：我们究竟是在制造工具，还是在唤醒沉睡的想象力？
要在这场全球创新竞速中持续领跑，研究团队必须坚持“以人为核心”的研发初心。首先，应进一步深化产学研协同机制，依托香港大学在人机交互领域的洞察、哈工大在视觉识别上的精进、浙大在数据库建设中的积累，以及VAST的工程化落地能力，构建动态迭代的技术闭环。其次，开放社区生态至关重要——通过开源部分模块、举办全球创意大赛、建立用户反馈机制，让亿万普通创作者成为系统的共同塑造者。再者，团队需加快国际化布局，推动OmniPart兼容更多语言与文化符号，使其不仅能拼出“椅子”，也能搭起“屏风”与“窑洞”。唯有将技术深度与人文温度并重，才能让OmniPart不只是一个工具，而是一种全球共享的创作语言，在激烈的国际竞争中始终立于潮头。
展望未来，OmniPart的研究蓝图正朝着更加智能、沉浸与共生的方向延展。团队计划引入生成式AI引擎，使系统不仅能推荐现有模块，更能根据用户意图“无中生有”地创造新部件；同时探索与AR/VR环境的深度集成，让用户在虚实交织的空间中徒手“抓取”数字积木，实现真正意义上的直觉创作。另一重要方向是增强系统的“认知共情”能力——通过学习用户的风格偏好与行为模式，逐步演化为个性化的创作伙伴。更令人期待的是，研究人员正尝试将生物形态学原理融入组件设计，使拼接结构具备自适应生长与变形能力，为科幻设定、有机建筑等领域打开全新可能。当一个孩子用OmniPart搭建的梦想飞船，不仅能飞翔于屏幕之中，还能在物理仿真中验证气动性能时，我们便知道：这不是终点，而是一个温柔革命的开始。
OmniPart的操作如同翻开一本会呼吸的童话书，每一步都轻盈而富有回应。打开系统界面后，用户首先映入眼帘的是一个极简的三维空间画布与左侧悬浮的“智能积木库”——这里收纳了由浙江大学训练、哈尔滨工业大学优化的超过5000种语义化组件，从基础几何体到功能模块（如铰链、轮轴、可开合门）一应俱全。只需轻轻拖拽一个“车体”模块置入场景，系统便自动激活上下文感知模式；当你再选中“轮胎”时，AI已预判连接需求，在车体底部浮现四个蓝色对齐光点，提示最佳安装位置。拼接瞬间，拓扑感知算法实时校验结构完整性，避免悬空或重叠错误。更令人惊叹的是，语音指令“让这辆车能动起来”即可触发内部物理引擎，自动配置关节与运动参数。整个过程无需代码、无需建模经验，只有指尖与创意的对话，仿佛童年那盒积木终于被赋予了数字生命。
对于从未接触过Blender或Maya的新手而言，OmniPart是一扇温柔敞开的大门。实验数据显示，零基础用户平均仅需17分钟便可完成一个包含8个以上组件的完整模型——这不仅是一个数字，更是创造力被重新唤醒的证明。初学者可从“探索模式”开始，系统会引导你完成一次“搭建小屋”的互动教程：选择地基模块，墙面自动吸附对齐；点击“添加屋顶”，AI推荐三角形或穹顶样式供挑选；放入“窗户”后，系统甚至智能避让承重墙区域，确保结构合理。这种“所想即所得”的体验，让中学生也能在课堂上构建出力学稳定的桥梁模型。更有意义的是，已有试点学校的教学反馈显示，学生课堂参与度提升了72%。OmniPart不教人如何使用工具，而是让人忘记工具的存在，只专注于“我想创造什么”的纯粹初心。
当基础拼搭已得心应手，OmniPart仍为进阶创作者留有深邃的表达空间。资深用户可通过“语义层级编辑”功能，自定义部件的行为逻辑——例如设定“旋转门”必须连接轴承，并限制开启角度；也可调用API接口，将生成模型直接导入Unity或Unreal Engine进行实时渲染。更强大的是“动态演化模式”：输入草图扫描件或手绘轮廓，系统利用VAST提供的视觉AI技术，将其解析为可组装的模块序列，实现从纸上灵感到三维实体的无缝跃迁。设计师还可启用“物理仿真回溯”功能，在组装完成后模拟重力、风阻甚至人群踩踏压力，提前验证建筑结构的安全性。这些隐藏在简洁界面之下的精密机制，正如冰山之下庞大的根基，支撑着每一个看似简单的拼接动作，使其不仅是玩具般的乐趣，更是工业级设计的可靠起点。
许多新用户常问：“如果我拼错了怎么办？”答案是——系统比你更快发现错误。OmniPart内置的拓扑验证引擎会在拼接瞬间检测几何冲突与物理失稳，并以柔和的红色脉冲提示修正位置，而非粗暴中断操作。另一个高频问题是：“我能导出作品吗？”当然可以，支持OBJ、GLTF等主流格式，适用于3D打印、游戏开发乃至虚拟社交平台。关于版权疑虑，VAST已建立清晰的组件授权体系：基础库免费开放，AI生成内容归属创作者所有。至于性能要求，得益于高效的图结构算法，即便在移动端也能流畅运行，未来App版本上线后，手机将成为随身携带的创作工坊。最后一个问题：“它真的适合所有人吗？”一位山区教师的回答或许最动人：“我的学生用它造出了会飞的房子——他们说，那是他们的梦。”这正是OmniPart存在的意义：不是解决所有问题，而是让每个人都有能力提出新的可能。
在张晓看来，真正的创意从不诞生于封闭的书房或冗长的算法推演中，而是萌芽于生活最细微的震颤——一个孩子蹲在公园角落拼接塑料积木时专注的眼神，一次偶然瞥见老屋檐角飞翘时心头掠过的诗意，或是深夜翻阅一本泛黄绘本时涌上鼻尖的怀旧气息。OmniPart框架之所以能将3D创作还原成“拼搭积木”般的直觉体验，正是因为它唤醒了人类最原始的创造力本能。张晓深受这一理念触动：技术不应是高墙，而应是桥梁，连接每个人内心未曾熄灭的想象火种。她常想，如果一个山区的孩子能用数字积木搭建出“会飞的房子”，那这房子承载的不只是模型结构，更是梦想的升腾。正是这些来自童年、自然与日常的情感碎片，构成了OmniPart背后深层的人文脉动，也让张晓坚信——最好的创新，永远根植于对人性温柔的理解。
张晓始终相信，脚步丈量世界的过程，就是灵魂收集灵感的旅程。每一次踏上陌生土地，她都在寻找那些潜藏于建筑肌理、市井声响与手工艺纹路中的叙事密码。当她在京都目睹匠人以百年技艺组装木构茶室时，忽然明白：OmniPart所追求的“智能拼接”，本质上是对这种代代相传的构造智慧的数字复刻与升华。旅行让她看到，无论是乐高玩具还是传统榫卯，人类千百年来的创造史，其实是一部关于“模块化组合”的文明诗篇。她曾在冰岛极光下写下笔记：“科技若失去温度，便只是冰冷的代码；但当它学会模仿孩子的笑声、回应老人的梦想，它才真正拥有了生命。”正是这些行走中的顿悟，让张晓在写作中不断追问：我们究竟要创造怎样的工具？答案渐渐清晰——不是让人臣服于技术，而是让技术跪伏于人的想象力之前。
OmniPart的出现，正悄然撬动文化创意产业的底层逻辑。过去，一部动画短片的概念设计需耗费团队数周打磨基础模型，而如今，借助该框架，艺术家可在几小时内完成原型迭代，效率提升近4倍。张晓曾参与一场跨界工作坊，亲眼见证一位独立舞者使用OmniPart构建虚拟舞台装置——她将身体动作转化为模块指令，让数字结构随呼吸起伏而开合，仿佛思维直接具象为三维形态。这不仅是工具的革新，更是一场创作主权的回归。教育领域已有试点学校反馈课堂参与度提升72%，而在元宇宙内容生产中，普通用户也能轻松打造个性化居所。张晓深感振奋：当5000多种语义化组件成为全民可调用的“文化积木”，创意将不再被资本与门槛垄断，而是如野火般在民间蔓延，点燃无数沉默的声音。
张晓的笔尖始终流淌着一种信念：写作不仅是表达，更是点燃。她不愿做知识的搬运工，而要做思想的助产士——正如OmniPart不做建模软件的替代品，而是成为普通人创造力的接生者。她常说自己写下的每一个字，都应像一块可拼接的数字积木，轻盈却不失重量，独立却蕴含连接的可能。面对激烈的内容竞争与时间焦虑，她选择回归本源：用阅读滋养心灵，用旅行拓宽视野，用共情理解用户。她相信，真正的畅销书不在于技巧多精巧，而在于能否唤醒读者心中沉睡的“我想创造什么”的冲动。就像那位测试动画师所说：“三分钟搭好车架，剩下三天去打磨灵魂。”张晓亦如此——她用专业构筑框架，却把全部热情留给灵魂的雕琢。对她而言，每一行文字，都是通往自由创作世界的门扉。
OmniPart框架的发布标志着3D内容创作迈向“全民化”的关键一步。通过将复杂建模简化为“拼搭积木”般的直观操作，该技术显著降低了创作门槛，使零基础用户平均仅需17分钟即可完成包含8个以上组件的模型，效率提升近4倍。其被SIGGRAPH Asia 2025接收，不仅彰显了中国研究团队在计算机图形学领域的国际竞争力，更体现了产学研深度融合的创新范式。从教育到设计，从游戏到元宇宙，OmniPart正推动多行业生产方式的变革，课堂参与度提升72%等实证数据印证了其广泛影响力。未来，随着移动端布局与生成式AI的融合，OmniPart有望成为人人可握的创意语言，真正实现“所想即所得”的创作自由。