模型背景
2026年4月15日,由
史丹福大學教授
李飛飛創立的
World Labs發布並開源了Spark 2.0版本,這是一個專為網頁端設計的3D高斯濺射渲染引擎,支持在瀏覽器中渲染包含上億粒子的大規模3D場景。
Spark前身是World Labs開發的一款內部3D高斯濺射渲染引擎。Spark深度集成主流Three.js框架。其技術底座採用WebGL2,這是一種能夠在多種設備上運行的3D web API。該渲染器基於WebGL2技術棧,支持用戶在桌面端、iOS、Android以及VR移動設備的瀏覽器中訪問3D內容。Spark的研發過程與Marble同步推進。其研發旨在減少對特定硬體的依賴,降低空間智慧型技術的套用門檻。
發展歷史
Spark 2.0引擎宣稱支持在多種設備上處理超過1億個splat對象。
該版本引入了細節層級(LoD)、漸進式流式載入和
虛擬記憶體管理等核心技術,實現了在網頁端對億級粒子
3D高斯濺射場景的流式載入與跨設備渲染。
模型功能
全新Spark 2.0實現了超大規模3D高斯濺射場景在網頁端的預處理、流式載入與跨設備渲染。
關鍵在於融合了三項技術:
細節層次技術(LoD,Level-of-Detail):預先生成不同解析度的splats數據,並根據相機視角智慧型篩選需要渲染的splats子集。對於距離過遠、肉眼無法分辨細節的區域,減少渲染的splats數量,從而顯著提升渲染性能。
漸進式流式載入(Progressive Streaming):採用“從粗到精”的載入策略,優先下載能最最佳化當前視角細節的數據。隨著數據逐步下載,場景會不斷細化,實現流暢的漸進式呈現。
虛擬記憶體(Virtual Memory):為splats頁表分配固定的GPU記憶體池,根據用戶在場景中的位置,自動置換3D高斯濺射數據塊。藉助這一技術,即使是通過網路獲取的海量跨對象splats數據,也能被高效訪問。
生成算法
Spark 2.0內置了兩種Level-of-Detail Gaussian splat tree生成算法:Tiny-LoD算法:一種快速且輕量的算法,默認用於網頁端的實時生成場景。Bhatt-LoD算法:一種高精度算法,默認用於命令行工具的離線處理場景。這兩種算法均為無訓練依賴的方案,無需參考圖像或其他額外輸入數據,直接對3D高斯濺射數據進行處理即可。除此之外,Spark也兼容其他第三方生成算法,例如NanoGS。
檔案格式
Spark 2.0定義了一種全新的檔案格式——.RAD(全稱Radiance Fields,輻射場)。該格式不僅能有效壓縮3D高斯濺射數據,還支持隨機訪問流式載入,實現了場景的漸進式精細化渲染,完美適配網路傳輸場景。採用RAD格式後,3D高斯濺射對象能立即以一個包含64Ksplats的粗糙版本呈現,隨後系統會根據用戶視角,優先獲取用於最佳化可見區域細節的數據塊,實現動態的優先權調整。
虛擬記憶體
虛擬記憶體是一種經典的記憶體管理技術,通過劃分固定大小的記憶體頁,構建頁表映射關係,用有限的物理記憶體,模擬出容量巨大的虛擬記憶體空間。Spark 2.0將這一技術創新性地套用於3D高斯濺射渲染:它會在GPU中預先分配一個固定大小的記憶體池(容量為1600萬個splats),並構建一套頁表映射機制,將GPU中的 64K splats“記憶體頁”,與RAD檔案中的64K潑濺點數據塊一一對應。
數據塊的載入與置換規則如下:根據LoD splat trees的遍歷結果,將高優先權的數據塊載入到空閒的GPU記憶體頁中。當GPU記憶體池被占滿,且需要載入新的高優先權數據塊時,會採用LRU算法,將優先權最低的記憶體頁中的數據塊置換出去。Spark的這一設計具備極高的靈活性:它支持同時載入多個RAD檔案,並讓這些檔案共享同一個GPU記憶體池。對於每個RAD檔案,Spark都會維護兩套映射關係:從數據塊到記憶體頁的映射,以及從記憶體頁到檔案和數據塊的反向映射。在對多個細節層次潑濺樹進行遍歷時,Spark會統一記錄所有檔案的數據塊訪問順序,最終生成一個全局數據塊優先權列表,從而實現跨所有3D高斯濺射對象的載入與存儲最佳化。
套用案例
Webby獎得主James C. Kane使用Spark 2.0開發了名為Starspeed的多人宇宙飛船射擊遊戲,遊戲場景由超過1億個splat構建,支持通過瀏覽器以.RAD格式流式載入。互動體驗工作室Dpt.的聯合創始人Hugues Bruyère創作了藝術項目《Dormant Memories》,該系列結合真實地點的3D掃描和想像空間,創建了可探索的互動環境。
來自Hololive空間信息技術部門的藤原龍使用Spark渲染了多個大型真實捕獲場景,單場景最高達到4000萬splat,在智慧型手機、Quest和Vision Pro上均能流暢運行。Spark與
World Labs的創作平台Marble深度綁定,支持從文字或圖片生成3D世界到渲染成可分享網頁的完整創作鏈路。
核心突破與行業影響
Spark 2.0的核心突破在於引入了全新的細節層級(LoD)系統,該系統支持超大規模
3D高斯濺射世界的流式載入與實時渲染,有效解決了超大規模場景對硬體算力的過度依賴問題,使得原本受限於專業工作站的高精度3D場景能夠在移動端瀏覽器中流暢體驗。這一“設備無關”的特性極大地降低了空間智慧型技術的套用門檻。
Spark 2.0成功與主流Web3D框架Three.js深度集成,基於WebGL2技術棧,推動了空間智慧型的普及,提升了Web端3D渲染的上限。
作為一款開源渲染引擎,Spark 2.0的發布旨在為基於Web的3DGS渲染開源生態系統做出貢獻。
行業分析指出,該技術為電商、虛擬文旅及工業協作等領域提供了廣闊的套用前景,並加速了網際網路內容從傳統2D平面向高保真、可互動的3D沉浸式維度的演進。
Spark 2.0的發布被視為空間智慧型技術走向普及的關鍵一步。通過將高性能3DGS渲染與成熟的Web生態深度融合,它為構建下一代空間內容基礎設施提供了關鍵技術支持。