Wonderland：单张图像快速生成高质量3D奇幻场景

通常情况下，创建逼真的大规模城市场景并实现高质量的3D内容生成是一项具有挑战性的任务。然而，最近出现的3D高斯溅射技术为解决这个问题提供了一种有前景的途径。尽管如此，在处理大规模场景时，现有的方法往往会在内存占用和渲染效率方面遇到瓶颈。这些固有的限制使得在单个设备上实时渲染超大城市规模的内容变得具有挑战性。针对上述难题，本文提出了一种新颖的城市场景3D高斯渲染方法，旨在克服现有技术的局限性。

为了更好地展示新方法的优越性，我们引入了一个名为Wonderland的全新城市场景数据集。Wonderland数据集涵盖了大规模城市场景，并融入了逼真的3D高斯场景表示 (3DGS)。该数据集旨在促进研究人员探索和评估用于大规模3D场景渲染的前沿技术，并促进城市规模数据集的进一步发展。3DGS能够更高效地表达复杂的大规模3D城市场景，从而提升渲染质量和效率。Wonderland数据集的关键特征包括：

用于高效渲染的大规模高斯基元场景表示：相较于传统的网格模型，高斯基元场景表示能在保证渲染质量的同时，显著降低内存占用，更适用于大规模场景的实时渲染。通过使用高斯基元，可以在渲染过程中灵活地调整细节层次，从而在性能和视觉效果之间取得平衡，实现“3D细节”。

在复杂几何和纹理细节场景中实现高质量渲染所面临的挑战：通常情况下，要创建具有丰富几何细节和复杂纹理的大规模城市场景非常困难，而我们的目标是提供一个能够促进相关领域研究的数据集，从而推动3D场景的表示和渲染技术的发展。

为了验证3DGS在城市场景中的渲染效果，我们引入了一种新的渲染方法：LaLRM。该方法利用LaLRM技术提升3D高斯场景的渲染质量。具体而言，高斯点的渲染过程会被分解为256个时间步，以便更好地模拟透明度和3D空间中的光线传播效果。这种精细的时间步长划分能够显著提高渲染的真实感和细节表现力。

Wonderland旨在推动高斯溅射技术的发展，使其能够更好地处理大规模城市场景，并提供逼真的渲染效果。通过提供包含城市场景、纹理细节和复杂几何结构的数据集，我们期望促进在城市场景中实现精细化和照片级真实感3D渲染的研究。该数据集还能够帮助研究人员探索新型城市规模的3D内容生成技术。在这些高分辨率数据集的支持下，Wonderland可以促进3D城市场景的创建，从而推动相关领域的技术进步，例如RealEstate10K，DL3DV和Tanks-and-Temples等。

Wonderland的关键贡献是：提供了一个包含高质量、精细化和逼真的城市环境的大规模数据集。该数据集促进了对复杂城市场景进行高真实感实时渲染的各种3D高斯技术的研究，并有助于解决与在大型场景中实现照片级真实感3D渲染相关的挑战。凭借Wonderland，我们能够评估5种不同方法所生成的高斯结果，并验证高质量的结果。

数据集链接：https://arxiv.org/pdf/2412.12091