這項由騰訊混元團隊開發(fā)的突破性研究發(fā)表于2025年7月，論文詳細介紹了HunyuanWorld 1.0框架的技術(shù)實現(xiàn)和應(yīng)用效果。有興趣深入了解的讀者可以通過https://3d.hunyuan.tencent.com/sceneTo3D或GitHub項目頁面https://github.com/Tencent-Hunyuan/HunyuanWorld-1.0訪問完整技術(shù)資料。

想象你正坐在電腦前，腦海中浮現(xiàn)出一個美麗的海邊小鎮(zhèn)場景，你希望能夠親自走進這個場景，四處探索，甚至移動其中的物品。在以前，這樣的想法只能停留在想象中，或者需要專業(yè)的3D建模團隊花費數(shù)月時間才能實現(xiàn)。但現(xiàn)在，騰訊混元團隊開發(fā)的HunyuanWorld 1.0讓這一切變得觸手可及。

傳統(tǒng)的世界生成技術(shù)就像兩個各有所長但都有明顯缺陷的廚師。第一個廚師擅長制作色彩斑斕、味道豐富的菜肴，但每道菜的口感都不一致，而且制作過程極其緩慢，必須一道一道按順序完成。這就好比基于視頻的世界生成方法，雖然能創(chuàng)造出視覺效果豐富多樣的內(nèi)容，但在保持3D一致性方面存在問題，渲染效率也很低。第二個廚師雖然能保證每道菜的質(zhì)量一致，制作效率也很高，但受限于食材短缺和廚具簡陋，能做出的菜品種類非常有限。這相當于基于3D的世界生成方法，雖然幾何一致性好，兼容性強，但受到訓練數(shù)據(jù)稀缺和內(nèi)存效率低下的制約。

HunyuanWorld 1.0的出現(xiàn)就像是融合了兩位廚師優(yōu)點的超級大廚，既能制作出豐富多樣的美味佳肴，又能保證品質(zhì)一致和效率。這個框架的核心思想是使用全景圖像作為"世界代理"，就像用一張360度的全景照片來代表整個世界，然后基于這張照片重建出完整的3D場景。

**一、全景世界代理：從平面到立體的神奇轉(zhuǎn)換**

整個系統(tǒng)的第一步是生成全景圖像，這就像是為即將建造的3D世界繪制一張藍圖。研究團隊開發(fā)了一個名為Panorama-DiT的生成模型，它基于擴散變換器架構(gòu)，能夠根據(jù)文字描述或輸入圖片生成高質(zhì)量的360度全景圖像。

當用戶輸入文字描述時，比如"雷電交加中，火焰島屹立在兩座山峰之間"，系統(tǒng)首先會通過大語言模型對這個描述進行優(yōu)化和細化。這個過程就像是請一位經(jīng)驗豐富的導演根據(jù)簡單的劇本大綱，編寫出詳細的拍攝腳本。優(yōu)化后的描述會包含更多細節(jié)，比如光影效果、色彩搭配、場景氛圍等，這樣生成的全景圖像質(zhì)量會更高。

如果用戶提供的是一張普通照片，系統(tǒng)會通過等矩形投影技術(shù)將這張照片"嵌入"到全景空間中，然后生成其余部分的內(nèi)容。這個過程類似于你給建筑師看了一張房間一角的照片，建筑師據(jù)此設(shè)計出整個房間的布局圖。為了確保生成的內(nèi)容與原圖片協(xié)調(diào)一致，系統(tǒng)還會自動生成一個場景感知的文本描述，作為額外的指導信息。

全景圖像生成面臨兩個主要挑戰(zhàn)。第一個是幾何扭曲問題，因為要把球面的景象投影到平面上，就像把地球儀上的內(nèi)容畫到平面地圖上一樣，必然會產(chǎn)生變形。第二個是邊界不連續(xù)問題，全景圖的左右邊緣實際上是相連的，但在生成過程中容易產(chǎn)生不匹配的內(nèi)容。

為了解決這些問題，研究團隊采用了兩種策略。首先是高程感知增強技術(shù)，在訓練過程中隨機垂直移動全景圖像，讓模型適應(yīng)不同的視角變化。其次是循環(huán)去噪技術(shù)，在生成過程中對全景圖像進行循環(huán)填充，確保左右邊界的內(nèi)容能夠無縫銜接。這就像制作無縫壁紙時，要確保圖案的左右邊緣能夠完美拼接。

**二、智能世界分層：讓AI學會"分解"復雜場景**

有了全景圖像這張"世界藍圖"后，系統(tǒng)需要將其分解成不同的語義層次，就像一個室內(nèi)設(shè)計師會把房間分解為墻面、家具、裝飾品等不同類別。這個過程被稱為"世界分層"，目標是將場景分解為天空層、背景層和多個物體層，每一層都可以獨立處理和交互。

系統(tǒng)采用了一種"智能代理"方法來實現(xiàn)自動分層。首先是實例識別階段，系統(tǒng)會識別場景中哪些物體需要單獨建模以支持交互操作。比如在一個客廳場景中，沙發(fā)、茶幾、臺燈等可以移動的物品會被識別為前景對象，而墻壁、天花板等固定結(jié)構(gòu)則作為背景處理。

接下來是層次分解階段，系統(tǒng)需要精確定位這些識別出的物體。這里遇到的一個技術(shù)難題是，傳統(tǒng)的物體檢測模型無法直接應(yīng)用于全景圖像，因為全景圖像的左右邊界是連續(xù)的，一個物體可能會被"切斷"顯示在圖像的兩端。為了解決這個問題，研究團隊采用循環(huán)填充的預處理方法，在輸入檢測模型前對全景圖像進行擴展，確?？邕吔绲奈矬w能夠被完整檢測。

最后是層次補全階段，當前景物體被分離出來后，背景會出現(xiàn)空洞，系統(tǒng)需要"腦補"出被遮擋的內(nèi)容。這就像修復一幅畫作時，需要根據(jù)周圍的內(nèi)容推測出缺失部分應(yīng)該是什么樣子。研究團隊訓練了專門的修復模型，能夠根據(jù)周圍的視覺線索生成合理的背景內(nèi)容。

**三、層級3D重建：從平面圖紙到立體模型**

有了分層的全景圖像，系統(tǒng)就可以開始構(gòu)建真正的3D世界了。這個過程包括兩個關(guān)鍵步驟：深度估計和3D重建。

深度估計就像是給每個像素標注它到觀察者的距離。對于原始全景圖像，系統(tǒng)首先使用深度估計模型生成一個基礎(chǔ)深度圖。然后，對于每個分離出來的層次，系統(tǒng)會單獨估計其深度信息，并通過深度對齊技術(shù)確保不同層次之間的深度關(guān)系保持一致。這個過程類似于建筑師在設(shè)計樓房時，需要確保每一層的高度和整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)一致。

接下來是3D重建階段，系統(tǒng)使用一種叫做"網(wǎng)格扭曲"的技術(shù)，將二維的全景圖像轉(zhuǎn)換為三維網(wǎng)格模型。這個過程就像是把一張平面的紙折疊成立體的燈籠，每個像素都會被賦予相應(yīng)的3D坐標。

對于前景物體，系統(tǒng)提供兩種重建策略。第一種是直接投影方法，將物體直接轉(zhuǎn)換為3D網(wǎng)格，適合背景物體或不需要復雜交互的元素。第二種是3D生成方法，系統(tǒng)會根據(jù)物體的2D圖像生成完整的3D模型，然后將其放置到合適的位置。這種方法生成的物體具有完整的3D結(jié)構(gòu)，支持更豐富的交互操作。

背景層的處理相對簡單，系統(tǒng)會應(yīng)用自適應(yīng)深度壓縮來處理異常值，確保深度分布合理，然后通過網(wǎng)格扭曲技術(shù)生成背景的3D網(wǎng)格。

天空層通常設(shè)置為均勻的深度值，稍大于場景中其他元素的最大深度，確保天空始終顯示在最遠處。除了傳統(tǒng)的網(wǎng)格表示，系統(tǒng)還支持HDRI環(huán)境貼圖表示，這在VR應(yīng)用中能提供更真實的天空渲染效果。

**四、世界漫游擴展：突破視野限制的無限探索**

雖然基于全景圖像的3D重建已經(jīng)能夠支持一定程度的場景探索，但用戶的移動范圍仍然受到原始視角的限制。就像站在房間中央拍攝的全景照片，雖然能看到四周的景象，但無法展示房間外面的內(nèi)容。

為了突破這個限制，研究團隊開發(fā)了名為Voyager的視頻擴展系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的核心思想是使用視頻生成技術(shù)來擴展世界的邊界，讓用戶能夠探索原始視角之外的區(qū)域。

Voyager采用了一種"世界緩存"機制，就像是建立一個不斷擴展的3D地圖。系統(tǒng)會將已生成的3D場景信息存儲在緩存中，當用戶移動到新的位置時，系統(tǒng)會利用這些緩存信息作為約束，確保新生成的內(nèi)容與已有場景保持一致。

這個過程類似于探險隊在未知領(lǐng)域探索時，會在已經(jīng)走過的路徑上留下標記，確保新發(fā)現(xiàn)的區(qū)域與已知地形能夠合理銜接。系統(tǒng)通過將緩存的3D信息投影到新的視角，為視頻生成模型提供空間引導，避免產(chǎn)生不一致的內(nèi)容。

為了支持長距離探索，系統(tǒng)還采用了分段生成和平滑拼接技術(shù)。當需要生成很長的移動序列時，系統(tǒng)不會試圖一次性生成整個視頻，而是分段生成多個短視頻，然后通過智能算法將它們無縫拼接起來。這就像制作長篇電影時，會分別拍攝多個場景，最后在剪輯室中將它們組合成完整的故事。

**五、系統(tǒng)優(yōu)化與實際應(yīng)用**

為了確保HunyuanWorld 1.0能夠在實際應(yīng)用中穩(wěn)定運行，研究團隊對系統(tǒng)進行了全方位的優(yōu)化。

在存儲優(yōu)化方面，3D網(wǎng)格文件通常體積龐大，直接存儲和傳輸會帶來很大負擔。研究團隊采用了雙重壓縮策略來解決這個問題。對于離線使用場景，系統(tǒng)采用多階段處理流程，包括網(wǎng)格簡化、紋理烘焙和UV參數(shù)化，通過XAtlas算法優(yōu)化UV映射質(zhì)量，最終實現(xiàn)80%的文件大小壓縮。對于在線部署場景，系統(tǒng)采用Draco壓縮技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)90%的壓縮率，同時保持視覺質(zhì)量，并且原生支持WebAssembly，確保在網(wǎng)頁瀏覽器中的兼容性。

在推理加速方面，系統(tǒng)采用了基于TensorRT的綜合優(yōu)化框架。通過將擴散變換器模型轉(zhuǎn)換為優(yōu)化的TensorRT引擎，系統(tǒng)支持緩存和非緩存兩種推理模式，通過共享內(nèi)存分配最小化GPU開銷。系統(tǒng)還實現(xiàn)了選擇性緩存策略，對非關(guān)鍵的去噪步驟使用緩存推理，而對影響生成質(zhì)量的關(guān)鍵步驟使用完整計算。對于分類器無關(guān)引導場景，系統(tǒng)通過多GPU并行處理同時計算正面和負面提示條件，然后同步聚合結(jié)果。

**六、廣泛應(yīng)用場景展示**

HunyuanWorld 1.0的三大核心優(yōu)勢使其能夠適用于多個重要領(lǐng)域。

在虛擬現(xiàn)實應(yīng)用中，系統(tǒng)生成的全景世界代理能夠提供完整的360度環(huán)境覆蓋，為Apple Vision Pro和Meta Quest等現(xiàn)代VR平臺提供無縫的全方位瀏覽體驗。這種全面的空間覆蓋消除了視覺偽影和邊界不連續(xù)性，用戶可以自由轉(zhuǎn)動頭部觀察任何方向，都能看到連貫一致的場景內(nèi)容。

在物理仿真領(lǐng)域，系統(tǒng)生成的3D世界和獨立的3D物體表示支持直接的網(wǎng)格導出，確保與現(xiàn)有計算機圖形管線的完全兼容。這使得生成的內(nèi)容能夠無縫集成到物理引擎中，支持碰撞檢測、剛體動力學和流體仿真等復雜的物理交互。

在游戲開發(fā)方面，系統(tǒng)能夠生成涵蓋外星景觀、中世紀建筑遺跡、歷史紀念碑和未來城市環(huán)境等多樣化場景。這些世界以標準3D網(wǎng)格格式導出，能夠無縫集成到Unity和Unreal Engine等行業(yè)標準游戲引擎中，大大縮短了游戲場景制作的時間周期。

在交互操作方面，系統(tǒng)的分離式物體表示使用戶能夠?qū)ι傻?D世界中的單個場景組件進行精確的物體級操作。用戶可以對個別物體執(zhí)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等精確的3D變換，同時保持周圍環(huán)境元素的完整性，實現(xiàn)真正的交互式場景編輯。

**七、技術(shù)效果驗證與對比分析**

為了驗證HunyuanWorld 1.0的技術(shù)效果，研究團隊進行了全面的實驗評估。在全景圖像生成方面，系統(tǒng)與現(xiàn)有的最佳方法進行了對比。對于圖像到全景圖像的生成任務(wù)，HunyuanWorld 1.0在所有評估指標上都超越了Diffusion360和MVDiffusion等基準方法。具體來說，在BRISQUE指標上達到45.2分（越低越好），在NIQE指標上達到5.8分，在Q-Align指標上達到4.3分（越高越好），在CLIP-I相似度上達到85.1分，顯著優(yōu)于競爭方法。

在文本到全景圖像生成任務(wù)中，系統(tǒng)同樣表現(xiàn)出色。與Diffusion360、MVDiffusion、PanFusion和LayerPano3D等方法相比，HunyuanWorld 1.0在BRISQUE指標上達到40.8分，NIQE指標達到5.8分，Q-Align指標達到4.4分，CLIP-T相似度達到24.3分，在所有評估維度上都實現(xiàn)了最佳性能。

在3D世界生成方面，研究團隊將系統(tǒng)與現(xiàn)有的先進方法進行了比較。對于圖像到3D世界生成，HunyuanWorld 1.0與WonderJourney和DimensionX進行對比，在視覺質(zhì)量和語義對齊方面都取得了更好的結(jié)果。對于文本到3D世界生成，系統(tǒng)與LayerPano3D和Director3D進行比較，同樣在所有評估指標上實現(xiàn)了領(lǐng)先性能。

這些實驗結(jié)果表明，HunyuanWorld 1.0不僅在單個組件上表現(xiàn)出色，而且作為完整系統(tǒng)在端到端的世界生成任務(wù)中也展現(xiàn)出了顯著優(yōu)勢。系統(tǒng)生成的內(nèi)容在視覺保真度、幾何一致性和語義對齊方面都達到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

**八、技術(shù)創(chuàng)新的深層價值**

HunyuanWorld 1.0的技術(shù)創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在算法層面，更重要的是它重新定義了3D內(nèi)容創(chuàng)作的范式。傳統(tǒng)的3D場景制作需要專業(yè)的建模師花費大量時間使用復雜的軟件工具，而這個系統(tǒng)讓普通用戶能夠通過簡單的文字描述或圖片就創(chuàng)造出專業(yè)級的3D世界。

系統(tǒng)的語義分層設(shè)計特別值得關(guān)注。傳統(tǒng)的3D生成方法通常將場景作為一個整體處理，生成的內(nèi)容雖然在視覺上可能很吸引人，但缺乏內(nèi)在的結(jié)構(gòu)化表示。HunyuanWorld 1.0通過智能分層，不僅提高了生成質(zhì)量，還為后續(xù)的編輯和交互操作奠定了基礎(chǔ)。這種設(shè)計理念可能會影響未來3D內(nèi)容生成領(lǐng)域的發(fā)展方向。

全景代理的使用也是一個巧妙的設(shè)計選擇。相比直接生成3D場景，先生成全景圖像再進行3D重建的路徑充分利用了2D生成模型的優(yōu)勢，同時避開了3D訓練數(shù)據(jù)稀缺的問題。這種"迂回"策略實際上是一種更有效的解決方案。

系統(tǒng)的擴展性設(shè)計也考慮到了實際應(yīng)用的需求。通過Voyager組件支持長距離世界探索，通過多種壓縮和優(yōu)化技術(shù)支持不同的部署場景，這些設(shè)計細節(jié)體現(xiàn)了研究團隊對于實際應(yīng)用場景的深度思考。

說到底，HunyuanWorld 1.0的出現(xiàn)標志著3D內(nèi)容創(chuàng)作正在從專業(yè)工具向普及化應(yīng)用轉(zhuǎn)變。就像智能手機讓攝影從專業(yè)技能變成了日?；顒右粯樱@類技術(shù)的發(fā)展可能會讓3D內(nèi)容創(chuàng)作變得觸手可及。當然，技術(shù)的成熟和普及還需要時間，但這個方向的探索無疑具有重要意義。

從技術(shù)發(fā)展的角度來看，HunyuanWorld 1.0展示了多模態(tài)AI技術(shù)融合的巨大潛力。系統(tǒng)巧妙地結(jié)合了文本理解、圖像生成、3D重建、視頻擴展等多種技術(shù)，形成了一個完整的解決方案。這種系統(tǒng)性的技術(shù)整合可能代表了未來AI應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

對于普通用戶而言，這項技術(shù)最直接的價值在于降低了創(chuàng)意表達的門檻。無論是想要為游戲設(shè)計場景、為VR應(yīng)用創(chuàng)建環(huán)境，還是僅僅想要將想象中的世界具象化，用戶都可以通過簡單的操作實現(xiàn)自己的創(chuàng)意。這種技術(shù)民主化的趨勢，可能會激發(fā)更多人的創(chuàng)造潛能。

有興趣了解更多技術(shù)細節(jié)的讀者，可以訪問騰訊混元團隊提供的在線演示平臺https://3d.hunyuan.tencent.com/sceneTo3D，親自體驗這個系統(tǒng)的強大功能。同時，完整的技術(shù)實現(xiàn)代碼也已經(jīng)在GitHub上開源，地址為https://github.com/Tencent-Hunyuan/HunyuanWorld-1.0，為研究人員和開發(fā)者提供了寶貴的學習和改進機會。

Q&A

Q1：HunyuanWorld 1.0是什么？它能做什么？ A：HunyuanWorld 1.0是騰訊混元團隊開發(fā)的3D世界生成系統(tǒng)，能夠根據(jù)文字描述或輸入圖片自動創(chuàng)建可探索、可交互的3D場景。用戶只需輸入"海邊小鎮(zhèn)"這樣的描述，系統(tǒng)就能生成完整的360度3D世界，支持VR體驗、游戲開發(fā)和物理仿真等應(yīng)用。

Q2：這個系統(tǒng)會不會取代傳統(tǒng)的3D建模工作？ A：目前不會完全取代，但會大大改變3D內(nèi)容創(chuàng)作方式。傳統(tǒng)3D建模在精細度和專業(yè)定制方面仍有優(yōu)勢，但HunyuanWorld 1.0極大降低了創(chuàng)作門檻，讓普通用戶也能快速創(chuàng)建專業(yè)級3D場景，更像是為3D創(chuàng)作提供了一個強大的起點和工具。

Q3：普通用戶如何使用這個技術(shù)？有什么要求？ A：用戶可以通過騰訊混元提供的在線平臺https://3d.hunyuan.tencent.com/sceneTo3D體驗這項技術(shù)。只需輸入文字描述或上傳圖片，系統(tǒng)就會自動生成3D世界。生成的場景可以直接在瀏覽器中預覽，也可以導出到VR設(shè)備或游戲引擎中使用，對用戶的技術(shù)背景沒有特殊要求。