論文の概要: GS-ROR$^2$: Bidirectional-guided 3DGS and SDF for Reflective Object Relighting and Reconstruction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.18544v3
- Date: Mon, 28 Apr 2025 03:45:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:51.841834
- Title: GS-ROR$^2$: Bidirectional-guided 3DGS and SDF for Reflective Object Relighting and Reconstruction
- Title(参考訳): GS-ROR$^2$:双方向誘導3DGSと反射物体の照準と再構成のためのSDF
- Authors: Zuo-Liang Zhu, Beibei Wang, Jian Yang,
- Abstract要約: 照明モデルの効率的な最適化のためのSDF支援型ガウススプラッティングと,高品質な幾何再構成のためのGS誘導型SDF拡張を提案する。
提案手法は,17%の余分なトレーニング時間で,反射物体に高品質なメッシュを提供することができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 20.523085632567717
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: 3D Gaussian Splatting (3DGS) has shown a powerful capability for novel view synthesis due to its detailed expressive ability and highly efficient rendering speed. Unfortunately, creating relightable 3D assets and reconstructing faithful geometry with 3DGS is still problematic, particularly for reflective objects, as its discontinuous representation raises difficulties in constraining geometries. Volumetric signed distance field (SDF) methods provide robust geometry reconstruction, while the expensive ray marching hinders its real-time application and slows the training. Besides, these methods struggle to capture sharp geometric details. To this end, we propose to guide 3DGS and SDF bidirectionally in a complementary manner, including an SDF-aided Gaussian splatting for efficient optimization of the relighting model and a GS-guided SDF enhancement for high-quality geometry reconstruction. At the core of our SDF-aided Gaussian splatting is the mutual supervision of the depth and normal between blended Gaussians and SDF, which avoids the expensive volume rendering of SDF. Thanks to this mutual supervision, the learned blended Gaussians are well-constrained with a minimal time cost. As the Gaussians are rendered in a deferred shading mode, the alpha-blended Gaussians are smooth, while individual Gaussians may still be outliers, yielding floater artifacts. Therefore, we introduce an SDF-aware pruning strategy to remove Gaussian outliers located distant from the surface defined by SDF, avoiding floater issue. This way, our GS framework provides reasonable normal and achieves realistic relighting, while the mesh from depth is still problematic. Therefore, we design a GS-guided SDF refinement, which utilizes the blended normal from Gaussians to finetune SDF. With this enhancement, our method can further provide high-quality meshes for reflective objects at the cost of 17% extra training time.
- Abstract(参考訳): 3D Gaussian Splatting (3DGS) は、その詳細な表現能力と高効率なレンダリング速度により、新しいビュー合成の強力な能力を示している。
残念なことに、3DGSで再現可能な3Dアセットを作成し、忠実な幾何学を再構築することは、特に反射オブジェクトにとって問題であり、不連続な表現は測地を制約する上で困難を生じさせる。
体積符号距離場 (SDF) 法は、ロバストな幾何学的再構成を提供するが、高価な光線マーチングはリアルタイムの応用を妨げ、訓練を遅らせる。
さらに、これらの手法は鋭い幾何学的詳細を捉えるのに苦労している。
そこで本研究では,SDF支援型ガウススプラッティングによる照明モデルの効率的な最適化と,高品質な形状復元のためのGS誘導型SDFエンハンスメントを含む3DGSとSDFを相補的にガイドすることを提案する。
SDFを補助するガウシアンスプラッティングの核心は、SDFの高価なボリュームレンダリングを回避するため、混合ガウシアンとSDFの深さと正常の相互監督である。
この相互監督のおかげで、学習された混合ガウス人は最小の時間費用で十分に拘束されている。
ガウス人は遅延シェーディングモードでレンダリングされるため、アルファブレンドのガウス人は滑らかであり、個々のガウス人は依然としてアウトリーであり、フローターの人工物が得られる。
そこで本研究では,SDFが定義する表面から離れたガウシアンアウトリールを除去し,フロータ問題を回避するため,SDF対応プルーニング戦略を導入する。
このようにして、GSフレームワークは妥当な正規性を提供し、現実的なリライトを実現しますが、深さからのメッシュはまだ問題があります。
そこで我々は, ガウスの混合正規度を利用してSDFを微調整するGS誘導SDF改良法を設計した。
この拡張により、我々の手法は17%の余分なトレーニング時間で反射物体に高品質なメッシュを提供することができる。
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