TopoMesh：通过拓扑统一进行高保真网格自动编码

高保真 3D 生成的主要范例依赖于 VAE-Diffusion 管道，其中 VAE 的重建能力为生成质量设定了严格的上限。限制现有 VAE 的一个基本挑战是 真值 网格和网络预测之间的表示不匹配：GT 网格具有任意的可变拓扑，而 VAE 通常预测固定结构的隐式场（例如，规则网格上的 SDF）。这种固有的错位阻止了建立明确的网格级对应关系，迫使之前的工作依赖于间接监督信号，例如 SDF 或渲染损失。因此，在重建过程中，精细的几何细节，特别是锐利的特征，很难保留。为了解决这个问题，我们引入了 TopoMesh，这是一种基于稀疏体素的 VAE，它在共享的双行进立方体 (DMC) 拓扑框架下统一了 GT 和预测网格。具体来说，我们通过重新网格划分算法将任意输入网格转换为符合 DMC 的表示，该算法使用 L$\infty$ 距离度量保留锐利边缘。我们的解码器以相同的 DMC 格式输出网格，确保预测网格和目标网格共享相同的拓扑结构。这在顶点和面级别建立了明确的对应关系，使我们能够为拓扑、顶点位置和具有清晰梯度的面方向导出明确的网格级别监督信号。我们的稀疏 VAE 架构采用了这个统一的框架，并通过教师强制和渐进分辨率训练进行训练，以实现稳定和高效的收敛。大量实验表明，TopoMesh 在重建保真度方面显着优于现有的 VAE，实现了清晰特征和几何细节的出色保留。