Matrix-3D – 昆仑万维开源的3D世界模型

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Matrix-3D 是昆仑万维 Skywork AI 团队推出的用在生成可探索全景3D世界的框架。框架结合全景视频生成与3D重建，从单图像或文本提示出发，生成高质量、全向可探索的3D场景。基于轨迹引导的全景视频扩散模型和两种3D重建方法（快速前馈网络与高质量优化方法），Matrix-3D 实现大范围、高一致性的3D场景生成，支持文本和图像输入，具备高效性和强泛化能力。框架配套的 Matrix-Pano 数据集为研究提供有力支持。

Matrix-3D的主要功能

全景视频生成：从单张图像或文本提示生成高质量全景视频，支持用户自定义相机轨迹。

3D场景重建：提供快速前馈网络和高质量优化方法两种3D重建方式，满足不同需求。

多种输入支持：支持文本和图像输入，用户根据需求选择，生成对应的3D场景。

大范围场景生成：生成的3D场景范围大，支持360°自由探索，探索范围优于其他方法。

高度可控性：用户能自定义生成轨迹，能在已生成场景基础上无限续写扩展。

Matrix-3D的技术原理

轨迹引导的全景视频生成：用场景网格（Mesh）渲染图作为条件输入，训练一个视频扩散模型。模型根据用户定义的相机轨迹生成全景视频，确保生成内容的空间一致性和几何准确性。

全景视频到3D场景的转换：基于 Transformer 架构，直接从生成的全景视频的 latent 特征中预测3D几何属性。实现快速3D场景重建，适合实时应用。

优化方法（Optimization-based）：对生成的全景视频进行超分辨率处理和3D Gaussian Splatting 优化。生成高质量、细节丰富的3D场景，适合对视觉质量要求较高的场景。

Matrix-Pano 数据集：为解决现有3D场景数据稀缺的问题，Matrix-3D 提供一个大规模合成数据集。包含116,759个高质量静态全景视频序列，每个序列都带有相机轨迹和注释。数据集的多样性和高质量为模型训练提供了有力支持。

全景表示：用全景图作为中间表示，覆盖360°水平视角和180°垂直视角。基于多个位置的全景图拼接生成全景视频，包含3D世界生成所需的所有信息。

Matrix-3D的项目地址

项目官网：https://matrix-3d.github.io/

GitHub仓库：https://github.com/SkyworkAI/Matrix-3D

HuggingFace模型库：https://huggingface.co/Skywork/Matrix-3D

技术论文：https://github.com/SkyworkAI/Matrix-3D/blob/main/asset/report.pdf

Matrix-3D的应用场景

游戏开发：快速生成高质量3D游戏场景，缩短开发周期，提升玩家个性化体验。

影视制作：生成逼真虚拟场景和特效，降低拍摄成本，助力故事板设计与场景预览。

虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：Matrix-3D生成的全景3D场景支持360°自由探索，可用在虚拟旅游和AR应用，提升沉浸感。

机器人导航与自动驾驶：生成复杂3D环境，用在机器人导航和自动驾驶系统的训练与测试，提升决策安全性。

教育与培训：生成虚拟实验室和逼真训练场景，用在教育和技能培训，提高效果。

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