The Matrix：AI基礎(chǔ)世界模擬器打造虛擬環(huán)境助力創(chuàng)新與探索

The Matrix是一款性的AI基礎(chǔ)世界模擬器，由全華人團(tuán)隊開發(fā)，團(tuán)隊成員來自阿里巴巴、香港大學(xué)、滑鐵盧大學(xué)及加拿大AI研究機(jī)構(gòu)Vector Institute。這款產(chǎn)品致力于生成無限長度、高保真的720p真實場景視頻流，并支持實時的交互控制。

The Matrix是什么

The Matrix是與電影同名的首個AI基礎(chǔ)世界模擬器，由全華人團(tuán)隊傾力打造。該模擬器具備生成無限長度、高保真720p視頻流的能力，并允許用戶進(jìn)行實時交互控制。通過結(jié)合3A游戲數(shù)據(jù)與真實世界的視頻，The Matrix提供了在多種動態(tài)環(huán)境中進(jìn)行沉浸式探索的可能，并展現(xiàn)出零樣本泛化的能力。其核心技術(shù)涵蓋交互模塊、移窗去噪過程模型和流一致性模型，在視覺質(zhì)量與實時性方面均處于行業(yè)前沿。

The Matrix的主要功能

無限視頻生成：The Matrix能夠生成無限長度的高保真視頻流，超越傳統(tǒng)視頻模型的局限。
實時交互控制：系統(tǒng)支持對用戶輸入的實時響應(yīng)，包括鍵盤和鼠標(biāo)操作，確保幀級的精確控制。
多視角探索：用戶可在第一人稱和第三人稱視角下，無縫地探索動態(tài)環(huán)境。
零樣本泛化：即使在訓(xùn)練數(shù)據(jù)中未出現(xiàn)的場景，The Matrix亦能理解并預(yù)測物體的行為與交互。
高質(zhì)量渲染：提供的視覺效果達(dá)到AA別，使虛擬場景幾乎與現(xiàn)實無異。

The Matrix的技術(shù)原理

交互模塊（Interactive Module）：
- 將用戶的鍵盤輸入轉(zhuǎn)化為自然語言命令，以指導(dǎo)視頻內(nèi)容的生成。
- 通過嵌入塊和交叉注意力層，確保精確的幀級別控制。
移窗去噪過程模型（Shift-Window Denoising Process Model， Swin-DPM）：
- 采用滑動時間窗口處理長時間依賴性，有效管理依賴關(guān)系并支持長時間或無限的視頻生成。
- 在不同噪聲水平下同時對視頻令牌進(jìn)行去噪，確保窗口內(nèi)視頻內(nèi)容的連續(xù)性。
流一致性模型（Stream Consistency Model， SCM）：
- 優(yōu)化推理速度，實現(xiàn)8-16 FPS的實時視頻生成。
- 簡化擴(kuò)散過程，加快采樣速度，提高視頻生成的效率。
GameData平臺：
- 自動捕獲游戲中的狀態(tài)數(shù)據(jù)和視頻幀，生成標(biāo)注的動作幀數(shù)據(jù)集。
- 結(jié)合真實世界的視頻數(shù)據(jù)，增強(qiáng)模型的視覺質(zhì)量和領(lǐng)域泛化能力。
預(yù)訓(xùn)練視頻Diffusion Transformer（DiT）模型：以預(yù)訓(xùn)練的DiT模型為基礎(chǔ)，通過Swin-DPM和SCM進(jìn)行微調(diào)，實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻生成。

The Matrix的項目地址

項目官網(wǎng)：thematrix1999.github.io
技術(shù)論文：https://thematrix1999.github.io/article/the_matrix.pdf

The Matrix的應(yīng)用場景

游戲開發(fā)：作為游戲設(shè)計測試平臺，開發(fā)者可快速原型化及測試游戲環(huán)境與交互，無需構(gòu)建昂貴的游戲引擎。
電影與娛樂：用于電影預(yù)可視化，導(dǎo)演可以在實際拍攝前預(yù)覽場景與動作。創(chuàng)建虛擬電影場景，提供逼真的背景和環(huán)境，降低實際拍攝成本與風(fēng)險。
虛擬現(xiàn)實（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）：提供沉浸式體驗，用戶可以在虛擬世界中探索，適用于娛樂或教育目的。
模擬訓(xùn)練與教育：為駕駛、飛行、手術(shù)等復(fù)雜任務(wù)的訓(xùn)練提供安全的無風(fēng)險實踐環(huán)境。教育領(lǐng)域中，通過沉浸式體驗讓學(xué)生學(xué)習(xí)歷史。
城市規(guī)劃與建筑可視化：展示城市規(guī)劃和建筑設(shè)計的虛擬模型，幫助規(guī)劃者與建筑師評估設(shè)計方案。為客戶提供虛擬房產(chǎn)參觀，無需實際建造樣板房。

常見問題

The Matrix的目標(biāo)用戶是誰？：主要面向游戲開發(fā)者、電影制作人、教育機(jī)構(gòu)及城市規(guī)劃者等各類需要高質(zhì)量視頻模擬的專業(yè)人士。
使用The Matrix需要什么樣的設(shè)備？：用戶需配備較強(qiáng)的計算機(jī)硬件，以確保流暢的實時視頻生成和高質(zhì)量渲染。
如何獲取The Matrix的技術(shù)支持？：用戶可通過項目官網(wǎng)獲取相關(guān)支持和更新信息。

閱讀原文