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2026-05-06 09:11:11 +08:00

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GaussForge — 高性能 3DGS 格式转换库

来源: https://github.com/3dgscloud/GaussForge 在线查看: https://www.3dgsviewers.com/ 研究日期: 2026-05-06 协议: Apache-2.0

项目概览

名称: GaussForge
作者: 3dgscloud
定位: 高性能 3D Gaussian Splatting 格式转换库
核心特点: 无损转换、多格式支持、C++17 编写
Python: pip install gaussforge
npm: npm install @gaussforge/wasm

解决的核心问题

3D 高斯泼溅领域存在多种互不兼容的格式：

PLY（标准格式，文件大）
SPZ（Niantic 压缩格式）
SPLAT / KSPLAT（Web 渲染格式）
SOG（PlayCanvas 超压缩格式）
compressed.ply（压缩 PLY）

GaussForge 提供无损转换，统一这些格式。

支持的格式

格式	扩展名	读	写	说明
PLY	.ply	✅	✅	标准 PLY 格式
SPZ	.spz	✅	✅	Niantic 压缩格式
Compressed PLY	.compressed.ply	✅	✅	压缩 PLY
SPLAT	.splat	✅	✅	Splat 格式
KSPLAT	.ksplat	✅	✅	K-Splat 格式
SOG	.sog	✅	✅	PlayCanvas SOG 格式

核心技术架构

统一中间表示（IR）

任意格式 → GaussianCloudIR → 任意格式

所有格式转换都通过统一的中间表示 GaussianCloudIR：

数据字段	说明
Positions	3D 坐标数组
Scales	对数尺度值
Rotations	四元数表示的旋转
Alphas	预 sigmoid 不透明度
Colors	球谐函数 0 阶（DC）系数
SH Coefficients	高阶球谐系数
Metadata	坐标系、单位、颜色空间

数据验证机制

数组大小一致性检查
数据范围合理性验证
格式规范合规性检查

三种使用方式

1. CLI 命令行工具

# PLY 转 SPZ
./gfconvert input.ply output.spz

# 压缩 PLY 转标准 PLY
./gfconvert input.compressed.ply output.ply

# 手动指定格式
./gfconvert input.dat output.dat --in-format ply --out-format spz

2. Python SDK

pip install gaussforge

import gaussforge

gf = gaussforge.GaussForge()

# 读取 PLY
with open("model.ply", "rb") as f:
    data = f.read()

result = gf.read(data, "ply")
print(f"Loaded {result['data']['numPoints']} points")

# 格式转换
converted = gf.convert(data, "ply", "splat")
with open("output.splat", "wb") as f:
    f.write(converted["data"])

3. WebAssembly（浏览器/Node.js）

npm install @gaussforge/wasm

import { createGaussForge } from '@gaussforge/wasm';

const gaussForge = await createGaussForge();
const converted = await gaussForge.convert(fileData, 'ply', 'spz');

技术栈

层级	技术
核心	C++17
构建	CMake 3.26+
编译器	GCC 7+ / Clang 5+ / MSVC 2017+
Python 绑定	nanobind
WASM 绑定	Emscripten + TypeScript
依赖	spz (Niantic) / libwebp / nlohmann_json / zlib

项目结构

GaussForge/
├── include/gf/
│   ├── core/        # 核心数据结构（IR、元数据、验证）
│   └── io/          # I/O 接口和格式实现
├── src/
│   ├── core/        # 核心实现
│   ├── io/          # I/O 实现
│   ├── cli/         # 命令行工具
│   └── wasm/        # WebAssembly 绑定
├── python/          # Python 包（nanobind 绑定）
├── wasm/            # WASM 包（npm）
└── cmakes/          # CMake 配置

与 SuperSplat 的关系

维度	SuperSplat	GaussForge
定位	可视化编辑器	格式转换库
运行方式	浏览器	CLI / Python / WASM
功能	编辑/优化/发布	格式转换/验证
语言	TypeScript	C++17
互补性	编辑前需要转换格式	转换后可用 SuperSplat 编辑

工作流：原始数据 → GaussForge 转换 → SuperSplat 编辑 → 发布

在线工具

3DGS Viewer: https://www.3dgsviewers.com/

集成 GaussForge 的在线 3DGS 查看器
支持上传 PLY/SPZ/SPLAT/KSPLAT/SOG 格式
可直接在浏览器中查看和导出所有格式
无需安装

应用场景

1. 3DGS 开发/研究

不同工具输出不同格式，需要统一转换
训练输出 PLY → 转 SPZ/SOG 用于生产

2. Web 应用

WASM 版本支持浏览器端格式转换
用户上传任意格式，自动转换后渲染

3. 自动化管线

Python SDK 集成到 CI/CD 流程
批量转换和验证

4. 跨平台协作

不同团队使用不同格式
GaussForge 作为"翻译层"

如何添加新格式

在 include/gf/io/ 创建新的 reader/writer 头文件
在 src/io/ 实现对应读写逻辑
在 src/io/registry.cpp 注册新格式

项目评价

优点：

✅ 6 种主流格式全覆盖
✅ 无损转换（统一 IR）
✅ 三种使用方式（CLI / Python / WASM）
✅ C++17 高性能实现
✅ 数据验证机制
✅ 零多余依赖
✅ Apache-2.0 开源协议

局限：

🔧 纯转换工具，不包含编辑功能
🔧 不涉及 3DGS 训练/生成
🔧 需要配合其他工具使用（编辑器/渲染器）

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