Matrix-Game 3.5:通过补丁记忆增强实时流式交互世界模型

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

Matrix-Game 3.5 通过几何感知记忆和实时生成能力推进交互世界模型,用于游戏和机器人等应用中的长时程模拟。

交互世界模型将视频生成从离线片段合成扩展到交互虚拟世界的持续模拟,实现游戏、机器人、具身智能体和XR等应用。然而,实现稳定的长时程交互生成仍然具有挑战性,因为模型必须在保持场景几何一致性、动态一致性和相机控制的同时,支持实时自回归生成。在Matrix-Game 3.0的基础上,我们提出了Matrix-Game 3.5,如图1所示,它通过三项关键改进推进了实时交互世界生成向几何感知和长时程一致模拟的发展。首先,我们提出了一个统一的几何感知记忆框架,其补丁记忆和tiled-PRoPE组件不引入额外的可学习参数,结合显式3D补丁检索与投影相机条件化,实现几何一致的相机控制和忠实的长时程场景回忆。其次,我们引入了一个静态-动态解耦的世界表示,分别建模静态场景几何和动态主体,在长时程生成过程中保持几何一致性和主体身份。第三,我们开发了一个两阶段渐进式实时蒸馏框架,通过Perceptual Flow Matching和基于课程的Self-Rollout DMD,将双向扩散模型转换为少步因果生成器,实现分钟级的实时交互生成。大量实验表明,通过涵盖Unreal模拟环境、开放世界游戏和互联网视频的统一训练语料库,Matrix-Game 3.5在长时程场景回忆、精确相机控制、主体一致性、提示驱动的世界生成和稳定的实时开放世界交互方面表现出强大性能。
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摘要

Matrix-Game 3.5通过几何感知记忆、静态-动态解耦以及面向长时序实时模拟的渐进式蒸馏,改进了交互式世界生成。

交互式世界模型(https://huggingface.co/papers?q=Interactive%20world%20models)将视频生成(https://huggingface.co/papers?q=video%20generation)从离线片段合成扩展到对交互式虚拟世界的持续模拟,使其能够应用于游戏、机器人技术、具身智能体及XR领域。然而,实现稳定的长时序交互式生成仍然具有挑战性,因为模型必须在保持场景几何一致性、动态一致性和相机控制能力的同时,支持实时自回归生成。基于Matrix-Game 3.0,我们提出如图1所示的Matrix-Game 3.5,通过三项关键改进推动实时交互式世界生成向几何感知与长时序一致性模拟迈进。首先,我们提出了统一的几何感知记忆(https://huggingface.co/papers?q=geometry-aware%20memory)框架,其Patch记忆(https://huggingface.co/papers?q=patch-memory)和分块PRoPE(https://huggingface.co/papers?q=tiled-PRoPE)组件无需引入额外的可学习参数,通过结合显式的3D Patch检索与投射式相机条件控制(https://huggingface.co/papers?q=projective%20camera%20conditioning),实现几何一致的相机控制和可靠的长时序场景回忆。其次,我们引入静态-动态解耦的世界表征,分别对静态场景几何和动态主体进行建模,在长时序生成过程中同时保持几何一致性和主体身份特征。第三,我们开发了两阶段渐进式实时蒸馏框架,通过Perceptual Flow Matching(https://huggingface.co/papers?q=Perceptual%20Flow%20Matching)和基于课程的Self-Rollout DMD(https://huggingface.co/papers?q=Self-Rollout%20DMD)将双向扩散模型转换为少步因果生成器(https://huggingface.co/papers?q=causal%20generator),从而实现分钟级实时交互生成。大量实验表明,借助涵盖虚幻引擎模拟环境、开放世界游戏和网络视频的统一训练语料库,Matrix-Game 3.5在长时序场景回忆、精确相机控制、主体一致性、提示驱动的世界生成以及稳定的实时开放世界交互方面均表现出色。

查看arXiv页面(https://arxiv.org/abs/2608.29910)查看PDF(https://arxiv.org/pdf/2608.29910)项目页面(https://matrix-game-v3-5.github.io/)GitHub145(https://github.com/Riemann-Dynamics/Matrix-Game-3.5)添加到收藏夹(https://huggingface.co/login?next=%2Fpapers%2F2608.29910)

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