【导语】电影《头号玩家》中令人神往的虚拟档案馆，如今正逐步走出科幻，迈向现实。浙江大学软件学院与计算机学院携手创新的FreeTimeGS技术，实现了4D场景的重建，为记录方式带来革命性变革。这项技术不仅让动态场景高保真度还原成为可能，更预示着未来记录形态的全新落地。从娱乐到专业领域，4D技术将开启时空无界的记忆探索之旅。

还记得电影《头号玩家》中令人神往的档案馆吗？那里存储着角色的三维虚拟影像，玩家不仅能观看，更能自由切换任意视角，深入查看角色过去的记忆片段，仿佛亲身置身于那段时空之中。

这曾经是科幻电影的想象，但如今，在科学家手中，这一构想正加速变为现实。

《FreeTimeGS：面向动态场景重建的时空无界自由高斯》研究论文截图 本文图片与视频均由受访者供图

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，标志着在3D技术广泛应用之后，科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，在时间维度上动起来。

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(dòng)的(de)物(wù)体(tǐ)上(shàng)，“一(yī)旦(dàn)人(rén)物(wù)高(gāo)速(sù)运(yùn)动(dòng)，尤(yóu)其(qí)是(shì)头(tóu)发(fā)、飘(piāo)带(dài)这(zhè)类(lèi)纤(xiān)细(xì)、高(gāo)速(sù)、无(wú)规(guī)则(zé)抖(dǒu)动(dòng)的(de)物(wù)体(tǐ)，画(huà)面(miàn)就(jiù)会(huì)‘崩(bēng)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行毫米级的多角度精准分析；

在医疗领域，能完整高保真地记录复杂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。