這項(xiàng)由騰訊混元團(tuán)隊(duì)開發(fā)的突破性研究發(fā)表于2025年7月，論文詳細(xì)介紹了HunyuanWorld 1.0框架的技術(shù)實(shí)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(xiàng)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(gè)美麗的海邊小鎮(zhèn)場景，你希望能夠親自走進(jìn)這個(gè)場景，四處探索，甚至移動(dòng)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(tuán)隊(duì)花費(fèi)數(shù)月時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。但現(xiàn)在，騰訊混元團(tuán)隊(duì)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(gè)各有所長但都有明顯缺陷的廚師。第一個(gè)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(gè)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(dāng)于基于3D的世界生成方法，雖然幾何一致性好，兼容性強(qiáng)，但受到訓(xùn)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(diǎn)的超級(jí)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(gè)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(gè)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(gè)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(lán)圖。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)名為Panorama-DiT的生成模型，它基于擴(kuò)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(dāng)用戶輸入文字描述時(shí)，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(huì)通過大語言模型對(duì)這個(gè)描述進(jìn)行優(yōu)化和細(xì)化。這個(gè)過程就像是請一位經(jīng)驗(yàn)豐富的導(dǎo)演根據(jù)簡單的劇本大綱，編寫出詳細(xì)的拍攝腳本。優(yōu)化后的描述會(huì)包含更多細(xì)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(huì)更高。

如果用戶提供的是一張普通照片，系統(tǒng)會(huì)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(gè)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(jì)出整個(gè)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(huì)自動(dòng)生成一個(gè)場景感知的文本描述，作為額外的指導(dǎo)信息。

全景圖像生成面臨兩個(gè)主要挑戰(zhàn)。第一個(gè)是幾何扭曲問題，因?yàn)橐亚蛎娴木跋笸队暗狡矫嫔希拖癜训厍騼x上的內(nèi)容畫到平面地圖上一樣，必然會(huì)產(chǎn)生變形。第二個(gè)是邊界不連續(xù)問題，全景圖的左右邊緣實(shí)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(tuán)隊(duì)采用了兩種策略。首先是高程感知增強(qiáng)技術(shù)，在訓(xùn)練過程中隨機(jī)垂直移動(dòng)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(duì)全景圖像進(jìn)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(shí)，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(xué)會(huì)"分解"復(fù)雜場景**

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

系統(tǒng)采用了一種"智能代理"方法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分層。首先是實(shí)例識(shí)別階段，系統(tǒng)會(huì)識(shí)別場景中哪些物體需要單獨(dú)建模以支持交互操作。比如在一個(gè)客廳場景中，沙發(fā)、茶幾、臺(tái)燈等可以移動(dòng)的物品會(huì)被識(shí)別為前景對(duì)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(shí)別出的物體。這里遇到的一個(gè)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?yàn)槿皥D像的左右邊界是連續(xù)的，一個(gè)物體可能會(huì)被"切斷"顯示在圖像的兩端。為了解決這個(gè)問題，研究團(tuán)隊(duì)采用循環(huán)填充的預(yù)處理方法，在輸入檢測模型前對(duì)全景圖像進(jìn)行擴(kuò)展，確?？邕吔绲奈矬w能夠被完整檢測。

最后是層次補(bǔ)全階段，當(dāng)前景物體被分離出來后，背景會(huì)出現(xiàn)空洞，系統(tǒng)需要"腦補(bǔ)"出被遮擋的內(nèi)容。這就像修復(fù)一幅畫作時(shí)，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(tuán)隊(duì)訓(xùn)練了專門的修復(fù)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(jí)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(gè)過程包括兩個(gè)關(guān)鍵步驟：深度估計(jì)和3D重建。

深度估計(jì)就像是給每個(gè)像素標(biāo)注它到觀察者的距離。對(duì)于原始全景圖像，系統(tǒng)首先使用深度估計(jì)模型生成一個(gè)基礎(chǔ)深度圖。然后，對(duì)于每個(gè)分離出來的層次，系統(tǒng)會(huì)單獨(dú)估計(jì)其深度信息，并通過深度對(duì)齊技術(shù)確保不同層次之間的深度關(guān)系保持一致。這個(gè)過程類似于建筑師在設(shè)計(jì)樓房時(shí)，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(gè)過程就像是把一張平面的紙折疊成立體的燈籠，每個(gè)像素都會(huì)被賦予相應(yīng)的3D坐標(biāo)。

對(duì)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(fù)雜交互的元素。第二種是3D生成方法，系統(tǒng)會(huì)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(duì)簡單，系統(tǒng)會(huì)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(yuǎn)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(shí)的天空渲染效果。

**四、世界漫游擴(kuò)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(dòng)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(gè)限制，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了名為Voyager的視頻擴(kuò)展系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的核心思想是使用視頻生成技術(shù)來擴(kuò)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(jī)制，就像是建立一個(gè)不斷擴(kuò)展的3D地圖。系統(tǒng)會(huì)將已生成的3D場景信息存儲(chǔ)在緩存中，當(dāng)用戶移動(dòng)到新的位置時(shí)，系統(tǒng)會(huì)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(gè)過程類似于探險(xiǎn)隊(duì)在未知領(lǐng)域探索時(shí)，會(huì)在已經(jīng)走過的路徑上留下標(biāo)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(dǎo)，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(dāng)需要生成很長的移動(dòng)序列時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)試圖一次性生成整個(gè)視頻，而是分段生成多個(gè)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(shí)，會(huì)分別拍攝多個(gè)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(shí)際應(yīng)用**

為了確保HunyuanWorld 1.0能夠在實(shí)際應(yīng)用中穩(wěn)定運(yùn)行，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全方位的優(yōu)化。

在存儲(chǔ)優(yōu)化方面，3D網(wǎng)格文件通常體積龐大，直接存儲(chǔ)和傳輸會(huì)帶來很大負(fù)擔(dān)。研究團(tuán)隊(duì)采用了雙重壓縮策略來解決這個(gè)問題。對(duì)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(shí)現(xiàn)80%的文件大小壓縮。對(duì)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(shí)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(kuò)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(shí)現(xiàn)了選擇性緩存策略，對(duì)非關(guān)鍵的去噪步驟使用緩存推理，而對(duì)影響生成質(zhì)量的關(guān)鍵步驟使用完整計(jì)算。對(duì)于分類器無關(guān)引導(dǎo)場景，系統(tǒng)通過多GPU并行處理同時(shí)計(jì)算正面和負(fù)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(gè)重要領(lǐng)域。

在虛擬現(xiàn)實(shí)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(tái)提供無縫的全方位瀏覽體驗(yàn)。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(dòng)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(dú)立的3D物體表示支持直接的網(wǎng)格導(dǎo)出，確保與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)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(dòng)力學(xué)和流體仿真等復(fù)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(jì)建筑遺跡、歷史紀(jì)念碑和未來城市環(huán)境等多樣化場景。這些世界以標(biāo)準(zhǔn)3D網(wǎng)格格式導(dǎo)出，能夠無縫集成到Unity和Unreal Engine等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)游戲引擎中，大大縮短了游戲場景制作的時(shí)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(gè)場景組件進(jìn)行精確的物體級(jí)操作。用戶可以對(duì)個(gè)別物體執(zhí)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等精確的3D變換，同時(shí)保持周圍環(huán)境元素的完整性，實(shí)現(xiàn)真正的交互式場景編輯。

**七、技術(shù)效果驗(yàn)證與對(duì)比分析**

為了驗(yàn)證HunyuanWorld 1.0的技術(shù)效果，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了全面的實(shí)驗(yàn)評(píng)估。在全景圖像生成方面，系統(tǒng)與現(xiàn)有的最佳方法進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)于圖像到全景圖像的生成任務(wù)，HunyuanWorld 1.0在所有評(píng)估指標(biāo)上都超越了Diffusion360和MVDiffusion等基準(zhǔn)方法。具體來說，在BRISQUE指標(biāo)上達(dá)到45.2分（越低越好），在NIQE指標(biāo)上達(dá)到5.8分，在Q-Align指標(biāo)上達(dá)到4.3分（越高越好），在CLIP-I相似度上達(dá)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(biāo)上達(dá)到40.8分，NIQE指標(biāo)達(dá)到5.8分，Q-Align指標(biāo)達(dá)到4.4分，CLIP-T相似度達(dá)到24.3分，在所有評(píng)估維度上都實(shí)現(xiàn)了最佳性能。

在3D世界生成方面，研究團(tuán)隊(duì)將系統(tǒng)與現(xiàn)有的先進(jìn)方法進(jìn)行了比較。對(duì)于圖像到3D世界生成，HunyuanWorld 1.0與WonderJourney和DimensionX進(jìn)行對(duì)比，在視覺質(zhì)量和語義對(duì)齊方面都取得了更好的結(jié)果。對(duì)于文本到3D世界生成，系統(tǒng)與LayerPano3D和Director3D進(jìn)行比較，同樣在所有評(píng)估指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)先性能。

這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HunyuanWorld 1.0不僅在單個(gè)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(duì)齊方面都達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

**八、技術(shù)創(chuàng)新的深層價(jià)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(fèi)大量時(shí)間使用復(fù)雜的軟件工具，而這個(gè)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(jí)的3D世界。

系統(tǒng)的語義分層設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)理念可能會(huì)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(gè)巧妙的設(shè)計(jì)選擇。相比直接生成3D場景，先生成全景圖像再進(jìn)行3D重建的路徑充分利用了2D生成模型的優(yōu)勢，同時(shí)避開了3D訓(xùn)練數(shù)據(jù)稀缺的問題。這種"迂回"策略實(shí)際上是一種更有效的解決方案。

系統(tǒng)的擴(kuò)展性設(shè)計(jì)也考慮到了實(shí)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(jì)細(xì)節(jié)體現(xiàn)了研究團(tuán)隊(duì)對(duì)于實(shí)際應(yīng)用場景的深度思考。

說到底，HunyuanWorld 1.0的出現(xiàn)標(biāo)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(jī)讓攝影從專業(yè)技能變成了日常活動(dòng)一樣，這類技術(shù)的發(fā)展可能會(huì)讓3D內(nèi)容創(chuàng)作變得觸手可及。當(dāng)然，技術(shù)的成熟和普及還需要時(shí)間，但這個(gè)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(kuò)展等多種技術(shù)，形成了一個(gè)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(duì)于普通用戶而言，這項(xiàng)技術(shù)最直接的價(jià)值在于降低了創(chuàng)意表達(dá)的門檻。無論是想要為游戲設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意。這種技術(shù)民主化的趨勢，可能會(huì)激發(fā)更多人的創(chuàng)造潛能。

有興趣了解更多技術(shù)細(xì)節(jié)的讀者，可以訪問騰訊混元團(tuán)隊(duì)提供的在線演示平臺(tái)https://3d.hunyuan.tencent.com/sceneTo3D，親自體驗(yàn)這個(gè)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能。同時(shí)，完整的技術(shù)實(shí)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(xué)習(xí)和改進(jìn)機(jī)會(huì)。

Q&A

Q1：HunyuanWorld 1.0是什么？它能做什么？ A：HunyuanWorld 1.0是騰訊混元團(tuán)隊(duì)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(dòng)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(yàn)、游戲開發(fā)和物理仿真等應(yīng)用。

Q2：這個(gè)系統(tǒng)會(huì)不會(huì)取代傳統(tǒng)的3D建模工作？ A：目前不會(huì)完全取代，但會(huì)大大改變3D內(nèi)容創(chuàng)作方式。傳統(tǒng)3D建模在精細(xì)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(jí)3D場景，更像是為3D創(chuàng)作提供了一個(gè)強(qiáng)大的起點(diǎn)和工具。

Q3：普通用戶如何使用這個(gè)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(tái)https://3d.hunyuan.tencent.com/sceneTo3D體驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)。只需輸入文字描述或上傳圖片，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)生成3D世界。生成的場景可以直接在瀏覽器中預(yù)覽，也可以導(dǎo)出到VR設(shè)備或游戲引擎中使用，對(duì)用戶的技術(shù)背景沒有特殊要求。