PyTorch3D|极客笔记

PyTorch3D

PyTorch3D 是一个基于 PyTorch 的开源库，提供了一系列用于 3D 计算机视觉应用的工具和模型。PyTorch3D 的目标是简化 3D 研究和开发，并且提供高效的实现和简单易用的 API。

安装 PyTorch3D

要使用 PyTorch3D，首先需要安装 PyTorch 和 PyTorch3D。可以使用以下命令来安装：

pip install torch torchvision torchaudio

然后，使用以下命令安装 PyTorch3D：

pip install 'git+https://github.com/facebookresearch/pytorch3d.git@stable'

PyTorch3D 中的功能

数据结构

PyTorch3D 提供了许多用于处理 3D 数据的数据结构，包括 Meshes、TexturedMeshes、PointClouds 等。这些数据结构可以很方便地加载、可视化和处理 3D 数据。

import torch
from pytorch3d.structures import Meshes

# 创建一个简单的三角形 Mesh
verts = torch.tensor([[0.0, 0.0, 0.0],
                      [1.0, 0.0, 0.0],
                      [0.5, 1.0, 0.0]])
faces = torch.tensor([[0, 1, 2]])
mesh = Meshes(verts=[verts], faces=[faces])

print(mesh)

运行以上代码，将输出 Meshes(num_meshes=1)，表示成功创建了一个包含一个三角形的 Mesh 对象。

几何操作

PyTorch3D 提供了一系列几何操作，包括计算平移、旋转、缩放、变换等。这些操作可以用来对 Mesh 进行各种变换。

from pytorch3d.transforms import Rotate

# 创建一个随机旋转矩阵
rotate = Rotate(device="cuda")

# 随机旋转 Mesh
mesh = rotate(mesh)

print(mesh)

渲染器

PyTorch3D 的渲染器可以将 3D Mesh 投影到 2D 平面上，并生成图像。渲染器支持不同的渲染模式，如透视投影、正交投影等。

from pytorch3d.renderer import OpenGLPerspectiveRenderer

# 创建一个透视渲染器
renderer = OpenGLPerspectiveRenderer()

# 渲染 Mesh
image = renderer(mesh)

print(image)

网络模型

PyTorch3D 还提供了一些预训练的 3D 模型，如 Mesh R-CNN、Neural 3D Mesh Renderer 等。这些模型可以用于目标检测、渲染等任务。

from pytorch3d.structures import Meshes

# 加载预训练的 Mesh R-CNN 模型
model = MeshRCNN(pretrained=True)

# 对输入图片进行目标检测
image = torch.randn(1, 3, 256, 256)
predictions = model(image)

print(predictions)