WonderWorld ：交互式地生成连贯且多样化的3D虚拟环境

WonderWorld 简介

WonderWorld是由斯坦福大学和麻省理工学院的联合推出的一款创新性3D场景生成框架。该框架允许用户通过单张图片和文本提示，交互式地生成并探索连贯且多样化的3D虚拟环境。利用Fast LAyered Gaussian Surfels (FLAGS)作为场景的表示方法，WonderWorld能够在不到10秒的时间内，在单个GPU上实时生成3D场景，显著提高了3D场景创建的速度和互动性。此外，该框架还引入了引导深度扩散技术，以优化新旧场景之间的几何一致性，为虚拟现实、游戏开发和创意设计等领域带来了新的可能性。

WonderWorld 主要功能

1. 交互式3D场景生成： 用户可以通过单张图片和文本提示，交互式地生成3D场景。
2. 实时渲染与探索： 允许用户实时查看和探索他们创建的3D场景。
3. 文本提示内容指定： 用户通过文本提示来指定他们想要生成的场景内容。
4. 视角控制布局： 用户可以通过移动相机视角来控制新场景的生成位置。
5. 场景连贯性： 支持生成的多个场景之间的几何连贯性，允许无缝连接。
6. 快速生成： 在单个GPU上，每个场景的生成时间少于10秒，支持实时用户交互。

WonderWorld 技术原理

1. Fast LAyered Gaussian Surfels (FLAGS)： 一种新颖的场景表示方法，用于快速生成3D场景。
2. 单视图生成算法： 从单个视角生成3D场景，无需多视角视图和深度图。
3. 基于几何的初始化： 利用估计的单目法线和深度信息，快速初始化场景的几何参数。
4. 引导深度扩散： 一种用于改善新旧场景之间几何对齐的技术，减少几何失真。
5. 实时渲染： 使用不同的可微分渲染技术，如3D到2D投影和Alpha混合，以实现实时渲染。
6. 优化过程： 通过优化层的不透明度、方向和尺度来调整场景的几何和外观，而不是颜色和空间位置。
7. 用户控制循环： 系统通过外部控制循环，允许用户输入和相机视图的实时更新，以生成和渲染新场景。

WonderWorld 应用场景

1. 游戏开发： 游戏设计师可以利用WonderWorld快速迭代和构建3D游戏世界，实时预览和调整游戏环境。
2. 虚拟现实(VR)： 在VR体验中，WonderWorld能够即时生成多样化的虚拟环境，提供沉浸式探索体验。
3. 电影和动画制作： 艺术家和动画师可以使用该框架来创建和预览3D场景概念，加速前期制作流程。
4. 建筑可视化： 建筑师和设计师可以交互式地生成和探索建筑设计的3D模型，以进行更好的规划和展示。
5. 教育和培训模拟： 教育者可以利用WonderWorld构建历史场景或复杂环境的3D模拟，用于教育目的和专业培训。
6. 室内设计和装潢： 设计师可以为客户实时展示室内设计的不同方案，通过交互式3D场景快速调整布局和装饰风格。

WonderWorld 项目入口

• 官方项目主页：https://kovenyu.com/wonderworld/
• arXiv研究论文：https://arxiv.org/pdf/2406.09394