Wonderland – 多倫多大學(xué)、Snap和UCLA聯(lián)合推出的單視圖3D場(chǎng)景生成技術(shù)

Wonderland是什么

Wonderland是一項(xiàng)由多倫多大學(xué)、Snap和UCLA的研究團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)的技術(shù)，能夠從單張圖片中生成高質(zhì)量、廣泛的3D場(chǎng)景，并允許用戶控制攝像軌跡。這一技術(shù)突破性地證明了三維重建模型可以有效地基于擴(kuò)散模型的潛在空間進(jìn)行構(gòu)建，從而實(shí)現(xiàn)高效的三維場(chǎng)景生成。通過結(jié)合視頻擴(kuò)散模型和大規(guī)模3D重建模型，Wonderland成功解決了傳統(tǒng)3D重建技術(shù)中的視角失真問題，提供了精準(zhǔn)的視角控制和多視角視頻生成的能力。

Wonderland的主要功能

• 視頻生成：Wonderland能夠根據(jù)單張圖像及相機(jī)條件，精準(zhǔn)生成視角控制的視頻，制作出三維幾何一致的高質(zhì)量視頻，具有較強(qiáng)的泛化能力，適合多種復(fù)雜軌跡和不同風(fēng)格的輸入圖像。
• 3D場(chǎng)景生成：憑借單張圖像，Wonderland基于LaLRM技術(shù)可以生成高質(zhì)量且廣泛的3D場(chǎng)景，深入探索并創(chuàng)建出豐富的三維環(huán)境。
• 零樣本3D場(chǎng)景生成：在單圖像輸入的基礎(chǔ)上，Wonderland能夠高效進(jìn)行3D場(chǎng)景的前向重建，其在多個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn)超越了現(xiàn)有大多數(shù)方法。
• 廣泛的場(chǎng)景生成能力：Wonderland具備高效生成復(fù)雜場(chǎng)景的能力，生成的3D場(chǎng)景保持高度的幾何一致性，并能處理超出訓(xùn)練域的場(chǎng)景。

Wonderland的技術(shù)原理

• 視頻擴(kuò)散模型與3D重建模型的融合：Wonderland首次展示了三維重建模型能夠有效地在擴(kuò)散模型的潛在空間中進(jìn)行構(gòu)建，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的三維場(chǎng)景生成。視頻擴(kuò)散模型能夠精確地按照指定的相機(jī)軌跡創(chuàng)建視頻，生成含有多視角信息的潛在特征，同時(shí)維護(hù)三維一致性。
• 雙分支相機(jī)控制機(jī)制：通過使用ControlNet和LoRA模塊，Wonderland在視頻生成過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)多樣化相機(jī)視角變化的精準(zhǔn)控制，大幅提升了生成視頻的質(zhì)量、幾何一致性和靜態(tài)特征。
• 大規(guī)模潛在基礎(chǔ)3D重建模型（LaLRM）：Wonderland創(chuàng)新性地引入了LaLRM，通過視頻生成模型生成的潛在特征直接進(jìn)行3D場(chǎng)景重構(gòu)，采用高效的逐步訓(xùn)練策略，將視頻潛在空間中的信息轉(zhuǎn)換為三維高斯點(diǎn)分布（3D Gaussian Splatting，3DGS），顯著降低了內(nèi)存需求和重建時(shí)間。
• 從單張圖片到三維世界的關(guān)鍵創(chuàng)新：傳統(tǒng)的3D重建技術(shù)通常依賴多視角數(shù)據(jù)或逐一場(chǎng)景優(yōu)化，且對(duì)背景和不可見區(qū)域處理時(shí)容易出現(xiàn)失真。Wonderland通過結(jié)合視頻生成和大規(guī)模3D重建模型，實(shí)現(xiàn)了高效且高質(zhì)量的大規(guī)模3D場(chǎng)景生成。
• 在視頻擴(kuò)散模型中嵌入3D意識(shí)：通過在視頻擴(kuò)散模型中引入相機(jī)位姿控制，Wonderland在視頻潛在空間中嵌入了場(chǎng)景的多視角信息，并確保了三維一致性。

Wonderland的項(xiàng)目地址

• 項(xiàng)目官網(wǎng)：https://snap-research.github.io/wonderland
• arXiv技術(shù)論文：https://arxiv.org/pdf/2412.12091

Wonderland的應(yīng)用場(chǎng)景

• 建筑設(shè)計(jì)：在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，Wonderland可以用于創(chuàng)建高質(zhì)量的3D模型和場(chǎng)景，幫助設(shè)計(jì)師與客戶更直觀地理解和展示設(shè)計(jì)理念。
• 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）：在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，Wonderland能夠生成廣泛的3D場(chǎng)景，為用戶提供沉浸式體驗(yàn)，適用于虛擬旅游、教育培訓(xùn)等多種應(yīng)用。
• 影視特效：Wonderland的技術(shù)可用于生成高質(zhì)量的3D場(chǎng)景和視頻，為電影和電視制作提供更加逼真的視覺效果和背景。
• 游戲開發(fā)：在游戲開發(fā)中，Wonderland能夠快速生成游戲環(huán)境和場(chǎng)景，顯著提高開發(fā)效率和作品質(zhì)量。
• 商業(yè)演示：企業(yè)可利用Wonderland創(chuàng)建引人入勝的產(chǎn)品展示，構(gòu)建虛擬商店、在線展覽等，為客戶提供嶄新的購物體驗(yàn)。
• 虛擬產(chǎn)品展示：電子產(chǎn)品制造商可以開發(fā)虛擬展示系統(tǒng)，讓用戶在購買前體驗(yàn)產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)、硬件配置和軟件應(yīng)用等功能。

常見問題

• Wonderland適合哪些行業(yè)使用？Wonderland可廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)、影視特效、游戲開發(fā)等多個(gè)行業(yè)。
• 需要多少時(shí)間來生成3D場(chǎng)景？具體時(shí)間取決于場(chǎng)景的復(fù)雜性，但Wonderland的技術(shù)顯著降低了重建時(shí)間。
• Wonderland能否處理多種風(fēng)格的輸入圖像？是的，Wonderland具有強(qiáng)大的泛化能力，能夠處理多種風(fēng)格的輸入圖像。
• 如何訪問Wonderland的技術(shù)文檔和資源？您可以訪問項(xiàng)目官網(wǎng)和arXiv技術(shù)論文獲取更多信息。