HoloTime

HoloTime – 北大聯合鵬城實驗室推出的全景4D場景生成框架

HoloTime 是一個由北京大學深圳研究生院與鵬城實驗室共同研發的全景 4D 場景生成框架。該系統利用視頻擴散模型技術，能夠將單張全景圖像轉換為動態效果豐富的全景視頻，并進一步重構為沉浸式的 4D 場景。HoloTime 采用了 360World 數據集，內含大量固定攝像頭拍攝的全景視頻，旨在訓練 Panoramic Animator，從而生成高質量的全景視頻。此外，HoloTime 還推出了 Panoramic Space-Time Reconstruction 技術，通過時空深度估計將全景視頻轉換為 4D 點云，優化為一致的 4D 高斯點云表示，為用戶提供沉浸式的虛擬現實體驗。

HoloTime是什么

HoloTime 是由北京大學深圳研究生院與鵬城實驗室聯合推出的創新性全景 4D 場景生成框架。該系統基于先進的視頻擴散模型，能夠將靜態的全景圖像轉化為動態的全景視頻，并進一步重構為沉浸感極強的 4D 場景。HoloTime 利用 360World 數據集中的豐富數據，確保生成的全景視頻具有高質量和真實感，同時通過 Panoramic Space-Time Reconstruction 技術，將視頻轉換為 4D 點云，為用戶提供更為豐富的虛擬現實體驗。

HoloTime的主要功能

• 從全景圖像生成動態視頻：將靜態的全景圖像轉換為包含豐富動態信息的全景視頻，展現物體與場景變化。
• 從視頻重建4D場景：支持將生成的全景視頻轉換為 4D 點云，進一步優化為一致的 4D 場景表示，便于虛擬漫游和多視角觀察。
• 提供沉浸式體驗：生成的 4D 場景為 VR（虛擬現實）和 AR（增強現實）應用提供交互體驗，用戶可以在場景中探索與移動。

HoloTime的技術原理

• Panoramic Animator（全景動畫生成器）：
  • 雙階段生成策略：首先生成低分辨率的粗略視頻以指導全局，隨后通過高分辨率細化模型提升局部細節。
  • 混合數據微調（Hybrid Data Fine-tuning， HDF）：結合全景視頻與相似景觀的普通視頻數據進行訓練，改善模型的泛化能力。
  • 全景循環技術（Panoramic Circular Techniques， PCT）：在視頻的兩端創造重復區域進行混合處理，確保全景視頻的水平方向連續性，避免視覺斷裂。
• Panoramic Space-Time Reconstruction（全景時空重建）：利用全景光流估計模型和窄視場深度估計模型，對全景視頻每一幀進行深度估計，確保深度信息在時間和空間上的一致性。將全景視頻及其深度圖轉換為帶有時間屬性的 4D 點云，作為 4D 場景的初步表示，通過優化 4D 點云的表示，實現一致的 4D 場景重建，支持高效渲染和動態視圖合成。
• 360World 數據集：為 Panoramic Animator 提供了大規模的固定攝像頭全景視頻數據，涵蓋豐富的場景與動態信息，有助于模型學習全景視頻生成的規律。

HoloTime的項目地址

• 項目官網：https://zhouhyocean.github.io/holotime/
• GitHub倉庫：https://github.com/PKU-YuanGroup/HoloTime
• HuggingFace模型庫：https://huggingface.co/Marblueocean/HoloTime
• arXiv技術論文：https://arxiv.org/pdf/2504.21650

HoloTime的應用場景

• 虛擬現實（VR）與增強現實（AR）：提供沉浸式的 4D 場景，讓用戶在虛擬環境中探索，增強體驗感。
• 虛擬旅游和在線展覽：生成全景 4D 場景，使用戶能夠遠程游覽景點或展覽，仿佛身臨其境。
• 影視制作：快速生成高質量的全景背景與特效，降低拍攝成本，同時提升視覺效果。
• 游戲開發：創建動態游戲場景，增強玩家的沉浸感與視覺體驗。
• 建筑設計與城市規劃：通過生成全景 4D 場景，幫助設計師直觀展示設計方案，提前評估效果。

常見問題

• HoloTime的使用門檻高嗎？：HoloTime旨在簡化全景視頻與4D場景的生成過程，用戶只需提供靜態全景圖像，即可生成動態視頻和4D場景。
• 生成的4D場景支持哪些設備？：生成的4D場景可以在支持VR和AR的設備上使用，用戶可以通過專用的VR頭盔或AR眼鏡進行體驗。
• 如何獲取HoloTime的最新更新？：用戶可以通過訪問項目官網或GitHub倉庫，獲取HoloTime的最新版本和更新信息。