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【导语】电影《头号玩家》中的虚拟档案馆曾让人心驰神往，而今，这一科幻构想正逐步变为现实。浙江大学软件学院与计算机学院携手推出的FreeTimeGS技术，作为全新的4D表示方法，为记录方式带来了革命性突破。这项技术在国际顶级视觉会议CVPR 2025上发表，标志着人类向新维度探索的重要一步。4D技术不仅让场景“动起来”，更以(yǐ)其(qí)自(zì)由(yóu)度和保真度为用户带来沉浸式的体验。未来，这一技术有望在娱乐、运动科学、医疗、考古等多个领域发挥巨大潜力，开启记录与重温记忆的新篇章。

还记得电影《头号玩家》中令人神往的档案馆吗(ma)？那(nà)里(lǐ)存(cún)储(chǔ)着(zhe)角(jiǎo)色(sè)的(de)三(sān)维(wéi)虚(xū)拟(nǐ)影(yǐng)像(xiàng)，玩(wán)家(jiā)不(bù)仅(jǐn)能(néng)观(guān)看(kàn)，更(gèng)能(néng)自(zì)由(yóu)切(qiè)换(huàn)任(rèn)意(yì)视(shì)角(jiǎo)，深(shēn)入(rù)查(chá)看(kàn)角(jiǎo)色(sè)过(guò)去(qù)的(de)记(jì)忆(yì)片(piàn)段(duàn)，仿(fǎng)佛(fú)亲(qīn)身(shēn)置(zhì)身(shēn)于(yú)那(nà)段(duàn)时(shí)空(kōng)之(zhī)中。

这曾经是科幻(huàn)电(diàn)影(yǐng)的(de)想(xiǎng)象(xiàng)，但(dàn)如(rú)今(jīn)，在(zài)科(kē)学(xué)家(jiā)手(shǒu)中(zhōng)，这(zhè)一(yī)构(gòu)想(xiǎng)正(zhèng)加(jiā)速(sù)变(biàn)为(wèi)现(xiàn)实(shí)。

《FreeTimeGS：面(miàn)向(xiàng)动(dòng)态(tài)场(chǎng)景(jǐng)重(zhòng)建(jiàn)的(de)时(shí)空(kōng)无(wú)界(jiè)自(zì)由(yóu)高(gāo)斯(sī)》研(yán)究(jiū)论(lùn)文截(jié)图(tú) 本(běn)文图(tú)片(piàn)与(yǔ)视(shì)频(pín)均由受访者供图

日前，浙江大学软件学院联合计算机学院带来了创新成果——FreeTimeGS，这一全新的4D表示方法，标志着(zhe)在(zài)3D技(jì)术(shù)广(guǎng)泛(fàn)应(yīng)用(yòng)之(zhī)后(hòu)，科(kē)学家们向新维度进军的重要结果。相关研究成果已在国际顶级视觉会议CVPR 2025上发表。

4D究竟是什么？它又将如何改变人类的记录方式？FreeTimeGS科研团队核心成员、浙江大学软件学院研究员彭思达接受了专访。

从3D到4D

给场景装上“时光引擎”

谈及4D，人们最常问的问题往往是：它与熟悉的3D有何不同？

“简单来说，4D就是在3D的基础上，增加了一个时间维度。”彭思达解释道，时间维度的加入，使得记录下的不再是静态的立体模型，而是能够流畅“动起来”的完整时空连续体，“也就是可以‘动’的3D场景。”

FreeTimeGS科研团队研究过程

如果把照片的基本构成单位比作“像素”，那么，在3D的世界里，画面的基本单元就被称为“高斯”。此次发布的FreeTimeGS技术，名称意味着在自由时间下运用高斯，就是让原本静态的三维高斯，在时间维(wéi)度(dù)上(shàng)动起来。

这项技术的强大之处在于，其前所未有的自由度和保真度。用户能从任意一个视角、任意一个时间点来重新观察当时的场景，获得如同在游戏中自由探索般的沉浸体验。

攻坚克难

让不可能变为可能

从2020年起，浙江大学求是特聘教授周晓巍和彭思达研究员团队就踏上了研发4D技术的征途。这条探索之路布满荆棘，尤其在追求极致动态细节还原上，挑战巨大。

“一开始，渲染画面的质量上不去，导致看到的动态画面不够流畅清晰。”彭思达说道，最大的难题出现在处理高速运动的物体上，“一旦人物高速运动，尤其是头发、飘带这类纤细、高速、无规则抖动的物体，画面就会‘崩溃’，出现模糊或断层。”

为了攻克这一难关，团队进行了海量的尝试和优化。他们设计百余组对比试验，反复测试、调整和优化核心算法模型，连续数月。“最疯狂的时候，团队成员每天工作十几个小时，基本上就是睡在实验室了。”彭思达回忆道。

最终，他们成功设计出较为理想的运动方程，突破了高速动态细节精准建模的瓶颈，实现了对复杂动态场景的高保真度、连贯性还原。

前不久，由周晓巍教授和彭思达研究员团队技术呈现的4D场景画面上传网络后，迅速引发广泛关注。

正如网友所言，在传统摄影技术中，要在限定时间内完整、多角度地记录下整个场景的每一个细节，“几乎是不可能的事情”，而团队正致力于将这种“不可能”变为可能。

未来已来

新的记录形态正在落地

目前，构建一个4D场景仍需依赖专门的拍摄设备，尚未融入人们的日常记录。那么，4D技术距离真正走进大众生活还有多远？

“这就像照相机刚发明的时候，必须去照相馆专门搭一个笼子去拍摄，随着技术的进步，以后一定会越来越便捷。” 彭思达说道。

他透露，团队接下来的研究重点就是大幅降低设备的复杂程度，致力于推动技术的实用化落地，让专业级的4D捕捉能力，未来能够集成到更小巧、更智能的设备中。

试想，未来在演唱会现场，观众通过VR头显，可以任意切换舞台视角，仿佛置身于明星身边，获得前所未有的观演体验。

4D技术的价值远不止于娱乐。彭思达强调，在专业领域，它将成为强大的变革性工具。

如：

在运动科学领域，可对运动员的细微动作进(jìn)行(xíng)毫(háo)米(mǐ)级的多角度精准分析；

在医(yī)疗(liáo)领(lǐng)域，能(néng)完(wán)整(zhěng)高(gāo)保(bǎo)真(zhēn)地(de)记(jì)录(lù)复(fù)杂(zá)手术过程用于教学与复盘；

在考古和历史纪实领域，则可永久性、全方位地保存珍贵的现场动态信息。

记录方式不断升级，为人类留存记忆提供了更广阔的想象空间。从更宏大的视角看，记录方式的每一次跃升，都极大地拓展了留存记忆的可能性。而一个能够自由穿梭时空、重温记忆细节的未来，正随着4D技术的发展而日益清晰。