昆仑万维正式开源Matrix-Game:从图像出发构建可控交互世界,重塑交互式世界生成标杆
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2025-05-13 11:31:54
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5月13日,昆仑万维正式开源(17B+)Matrix-Game大模型,即Matrix-Zero世界模型中的可交互视频生成大模型。Matrix-Game是Matrix系列在交互式世界生成方向的正式落地,也是工业界首个开源的10B+空间智能大模型,它是一个面向游戏世界建模的交互式世界基础模型,专为开放式环境中的高质量生成与精确控制而设计。

空间智能作为AI时代的重要前沿技术,正在重塑我们与虚拟世界的交互方式。通过融合视频生成、三维建模与交互控制等核心技术,空间智能不仅支持更加自然、直观、沉浸的体验,也在具身智能、影视制作、游戏开发等领域展现出巨大潜力。

昆仑万维长期关注空间智能的新进展,经过不懈的技术研发,今天正式开源Matrix-Game,不仅刷新了交互式世界生成的技术上限,也为构建通用虚拟世界基座树立了全新标杆。

Matrix-Game聚焦于视频生成与用户交互的深度融合,让用户可以通过简单直观的指令,自由探索、操控、甚至创造出细节丰富、物理规则合理的虚拟世界。

Matrix-Game由以下三大核心部分构成:

1. Matrix-Game-MC数据集:自主构建的大规模交互世界数据集,包含两类数据:一是大规模无标签的Minecraft游戏视频,二是带有键盘与鼠标控制信号的 Minecraft 与 Unreal 可控视频数据,具备精细的动作注释。该数据集支持对复杂环境动态与交互模式的高效建模与学习。

2. Matrix-Game主模型:基于先进扩散模型技术开发的图像到世界生成框架,能够根据用户输入(键盘指令、鼠标移动等)生成连贯、可控的互动视频,兼顾视觉质量、时序一致性与物理合理性。

3. GameWorld Score评测体系:提出统一的游戏交互世界评估标准,从视频的视觉质量、时序质量、动作可控性与物理规则理解四个维度,全面量化模型性能,填补了该领域缺乏系统性评测基准的空白。

通过两阶段训练策略(无标签数据预训练 + 标注数据可控训练),参数规模达 17B 的 Matrix-Game 世界基座模型在空间理解、用户指令响应以及物理交互建模等方面取得了显著提升。具备以下模型优势:

细粒度用户交互控制:支持前进、跳跃、攻击、视角移动等细节操作,根据用户输入响应,操作体验准确自然。

高保真视觉与物理一致性:生成结果在保持视觉连贯的同时,遵循自然物理规律,如重力、碰撞等,显著提升沉浸感。

多场景泛化能力:具备对多种 Minecraft 游戏场景的泛化能力,涵盖不同地形、天气和生物群系,并具备向非 Minecraft 游戏环境泛化的潜力。

系统化评估体系:提出统一的 GameWorld Score 标准,为交互世界模型的客观评估与持续优化提供有力支撑。

与知名创业公司 Decart 开源方案Oasis 和微软开源模型 MineWorld 对比,Matrix-Game在 Minecraft 世界生成任务的各项指标上实现了全面超越,尤其在交互可控性和物理一致性理解方面表现尤为出色。此外,得益于 Unreal 数据的融入,Matrix-Game 在泛化到更广泛的通用游戏场景方面展现出明显优势。

来源:Matrix-Game技术报告

Matrix-Game能够在不同Minecraft场景下(如森林、沙滩、沙漠、冰川、河流、平原等)实现可控生成,包括基础运动、复合运动、视角运动等。例如,在一个沙漠场景中,Matrix-Game 能够根据用户输入的任意控制指令(如键盘的 W/A/S/D 方向键、Space 键用于跳跃、Attack 键用于攻击,以及鼠标用于视角移动),生成对应的游戏世界视频,支持角色的前后左右移动、跳跃、攻击以及视角变换等动态行为。

在此基础上,Matrix-Game 支持自回归式的长视频生成,不仅能实现动作与视角之间的丝滑衔接,还在时间一致性与环境适应性方面表现出色,为开发沉浸式长时体验、创意内容生成及游戏设计等应用奠定了坚实的模型基础。

不仅如此,在非Minecraft场景泛化上,Matrix-Game表现得也非常出色。

接下来,我们来看看Matrix-Game是如何达到这样的效果的。

01

数据构建:大规模高质量Matrix-Game-MC数据集

为构建能够理解物理规则并具备交互生成能力的世界基础模型,Matrix-Game 自主构建了大规模 Matrix-Game-MC 数据集,涵盖从无标签预训练数据到精细标注的可控视频的完整流程,兼顾数据规模与质量。

无标签预训练数据集采用三阶段过滤机制从6000小时的MineDojo数据中过滤出近千小时高质量数据: (1) 画质与美学过滤;(2) 非游戏内容剔除;(3) 动态与视角稳定性过滤。

有标签数据采用两种策略混合生成数千小时的可控监督数据: 探索代理(Exploration Agent):借助 VPT agent 在 MineRL 环境中进行自动探索,生成大规模、高质量的 Minecraft 视频数据,数据中包含精确的键盘与鼠标控制信号,支持可控性学习。 程序化模拟(Unreal Procedural Simulation):基于 Unreal Engine 手动构建结构清晰、标签精确的模拟交互场景,提供位置信息、动作标签(离散与连续)、以及环境反馈信号(如方块是否成功破坏),生成高精度、无噪声的可控标注数据,助力高保真动作-响应建模。

02

模型架构:Matrix-Game从图像出发构建可控交互世界

Matrix-Game是以图像为输入的交互式世界生成基础模型,整体架构围绕以下几个核心设计:

图像到世界建模(Image-to-World Modeling) 强调空间智能能力:不依赖语言提示,仅基于视觉信号建模空间几何、物体运动及其物理交互; 输入形式:以单张参考图像作为生成交互式视频的起点; 交互可控生成:融合用户动作输入(如键盘、鼠标),通过类似 Flux 与 HunyuanVideo 的多模态扩散模型直接生成虚拟游戏世界的视频内容。

自回归式视频生成(Autoregressive Diffusion Generation) 支持自回归方式扩展生成长度,可持续生成高一致性长视频内容; 每次以前一视频片段的最后 k=5帧作为运动上下文,逐段递进生成,确保时间上的连贯性; 为缓解时序漂移和误差累积,训练中以一定概率针对参考图像与运动上下文引入随机扰动、随机删除,以及Classifier-free guidance策略。

可控交互设计(Injecting Actions for Controllability) 键盘动作(如上下左右、跳跃、攻击)以离散token表达,视角移动动作(如鼠标pitch角度)则以连续token表达; 采用GameFactory的控制模块,并融入多模态Diffusion Transformer架构; 使用 Classifier-free guidance策略提升对控制信号的鲁棒响应能力。

03

评测体系与模型性能:提出统一基准 GameWorld Score,重塑交互式世界生成标杆

为了系统性评估和比较交互式世界生成模型的性能,Matrix-Game提出了一套专为 Minecraft 世界建模设计的统一评测框架 —— GameWorldScore。该评测体系弥补了现有基准在交互性、物理一致性等维度的缺失,首次实现了对感知质量 + 控制能力 + 物理合理性的全方位衡量。

GameWorld Score 包含四大核心评估维度:

视觉质量(Visual Quality):评估每一帧图像的清晰度、结构一致性与真实感。依据人类视觉系统(HVS)标准衡量每一帧图像生成效果。

时序质量(Temporal Quality):衡量模型生成视频的动态连贯性,包括运动连续性、节奏平滑性与时间稳定性。

交互可控性(Action Controllability):评估生成结果是否准确响应用户输入的控制信号,涵盖离散控制(如前进、跳跃)和连续控制(如视角转换)。

物理规则理解(Physical Rule Understanding):测试生成视频是否遵循物理常识与空间一致性。

在GameWorld Score评测系统中,Matrix-Game在视觉质量、时间一致性、动作可控性与物理规则理解四大维度上均取得领先成绩,全面超越现有开源基线模型 Oasis 与 MineWorld。

在双盲人评实验中,用户更倾向于选择 Matrix-Game生成的视频:

96.3% 总体偏好率,生成效果更真实、连贯、可信; 93.76% 动作控制偏好,准确响应键盘与鼠标指令; 98.23% 视觉质量得分,单帧画面更清晰美观; 89.56% 时间一致性得分,动态流畅,无闪烁跳变。

在控制性能上,Matrix-Game可实现:“运动”“攻击”等动作高达 90%+ 准确率;细粒度视角控制下依然保持高精度响应。

在 8 大典型 Minecraft 场景中全面领先,展现出卓越的环境适应性与泛化能力,可广泛应用于复杂动态的虚拟世界交互任务。

Matrix-Game用事实证明,它不仅能“看得清”,更能“动得准、控得稳”,是当前工业界最强的交互式世界生成基座模型之一。

04

昆仑万维引领交互式世界生成新纪元

Matrix-Game作为空间智能领域交互式世界生成的重要里程碑,将潜在为多个领域带来革命性影响:

虚拟游戏世界快速搭建:借助模型的可控生成能力,可低成本、高效率地创建多样化、结构合理的游戏地图与交互环境,显著提升关卡设计与任务构建的自由度。

影视与元宇宙内容生产:支持高保真、物理一致的动态场景合成,为沉浸式体验开发与创意内容生成提供通用世界建模基础。

具身智能体训练与数据生成:尽管当前模型未直接用于具身智能,Matrix-Game具备生成大规模交互视频的能力,具备扩展至具身智能体训练与评估的潜力,可为智能体创建多样复杂的虚拟环境,辅助其任务执行与推理能力的提升。

Matrix-Game让世界不再只是被观看,而是被探索、被操控、被创造。昆仑万维正站在空间智能时代的新起点,邀请每一位探索者一起,用指尖绘制属于自己的无限虚拟世界。

未来,昆仑万维将持续投入前沿技术与基础模型研发,并且坚定开源SOTA级别模型回归社区。我们相信,Matrix系列世界模型将对公司AI短剧生产和编辑以及AI游戏生产等业务进一步赋能,为用户和开发者带来新的平台和工具。

此文内容为企业供稿,仅供参考。

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