GaussianObject框架:仅用四张图片就重建出高质量的3D物体

来自上海交大、华为、多伦多大学的研究人员推出GaussianObject框架,它能够仅用四张图片就重建出高质量的3D物体。这个框架利用了高斯溅射(Gaussian Splatting)技术,通过在稀疏视图中引入结构先验,帮助构建多视图一致性,并补充了因视角不足而遗漏或高度压缩的物体信息。GaussianObject在多个具有挑战性的数据集上展示了其强大的重建能力,显著优于以往的最先进方法。

GaussianObject通过结合结构先验和先进的渲染技术,为从稀疏视角重建3D物体提供了一个高效且高质量的解决方案。

主要功能:

  • 从非常稀疏的视角(如360度范围内的4张图片)重建3D物体。
  • 使用高斯溅射技术来表示和渲染3D物体。
  • 通过结构先验辅助的优化,提高重建的质量和多视图一致性。

主要特点:

  • 高斯修复模型: 基于扩散模型,用于修复由于视角不足导致的物体信息遗漏或压缩。
  • 自生成策略: 设计了自生成策略来获取用于训练修复模型的图像对。
  • 实时渲染能力: 3DGS模型提供了快速的渲染速度,使得GaussianObject能够实时渲染高质量的3D场景。

工作原理:

  1. 初始化与优化: 使用视觉外壳(visual hull)技术初始化3D高斯,并通过浮点消除(floater elimination)策略进一步优化,以建立物体的粗略3D表示。
  2. 高斯修复模型: 通过“留一训练”(leave-one-out)策略和向高斯属性添加3D噪声来生成训练图像对,然后使用这些图像对训练一个基于扩散模型的高斯修复模型。
  3. 距离感知采样: 在训练过程中,通过距离感知采样策略来确定需要修复的视图,然后使用修复模型来优化这些视图的3D高斯表示。

应用场景:

  • 游戏和电影制作: 用于快速创建3D资产,减少多视角图像捕获的繁琐过程。
  • 增强现实(AR)和虚拟现实(VR): 在AR/VR应用中,可以用于实时渲染高质量的3D物体,提升用户体验。
  • 3D建模: 为设计师和艺术家提供一个快速从现实世界物体创建3D模型的工具。
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