論文の概要: Normal-GS: 3D Gaussian Splatting with Normal-Involved Rendering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.20593v1
• Date: Sun, 27 Oct 2024 20:58:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 12:22:35.859925
• Title: Normal-GS: 3D Gaussian Splatting with Normal-Involved Rendering
• Title（参考訳）: ノーマル・GS: ノーマル・インクルード・レンダリングによる3次元ガウス・スメッティング
• Authors: Meng Wei, Qianyi Wu, Jianmin Zheng, Hamid Rezatofighi, Jianfei Cai,
• Abstract要約: Normal-GSは、通常のベクトルを3DGSレンダリングパイプラインに統合する新しいアプローチである。 そこで本研究では, 表面の精度を向上しつつ, ほぼ最先端の視覚的品質を達成できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.84481755313498
• License:
• Abstract: Rendering and reconstruction are long-standing topics in computer vision and graphics. Achieving both high rendering quality and accurate geometry is a challenge. Recent advancements in 3D Gaussian Splatting (3DGS) have enabled high-fidelity novel view synthesis at real-time speeds. However, the noisy and discrete nature of 3D Gaussian primitives hinders accurate surface estimation. Previous attempts to regularize 3D Gaussian normals often degrade rendering quality due to the fundamental disconnect between normal vectors and the rendering pipeline in 3DGS-based methods. Therefore, we introduce Normal-GS, a novel approach that integrates normal vectors into the 3DGS rendering pipeline. The core idea is to model the interaction between normals and incident lighting using the physically-based rendering equation. Our approach re-parameterizes surface colors as the product of normals and a designed Integrated Directional Illumination Vector (IDIV). To optimize memory usage and simplify optimization, we employ an anchor-based 3DGS to implicitly encode locally-shared IDIVs. Additionally, Normal-GS leverages optimized normals and Integrated Directional Encoding (IDE) to accurately model specular effects, enhancing both rendering quality and surface normal precision. Extensive experiments demonstrate that Normal-GS achieves near state-of-the-art visual quality while obtaining accurate surface normals and preserving real-time rendering performance.
• Abstract（参考訳）: レンダリングと再構築は、コンピュータビジョンとグラフィックにおける長年のトピックである。 高いレンダリング品質と正確な幾何学を両立させることが課題です。 近年の3Dガウススプラッティング(3DGS)は,高忠実な新規なビュー合成をリアルタイムに実現している。 しかし、3次元ガウス原始体のノイズと離散性は正確な表面推定を妨げる。 従来の3Dガウス正規化の試みは、通常ベクトルと3DGSベースの方法でのレンダリングパイプラインの基本的な切り離しにより、レンダリング品質を劣化させることが多かった。 そこで本研究では,正規ベクトルを3DGSレンダリングパイプラインに統合する新しいアプローチであるNormal-GSを紹介する。 中心となる考え方は、物理ベースのレンダリング方程式を用いて、通常の照明と入射照明の相互作用をモデル化することである。 提案手法では, 表面色を正規の積として再パラメータ化し, 設計した直交照明ベクトル (IDIV) を設計する。 メモリ使用量の最適化と最適化のために,アンカーベースの3DGSを用いてローカル共有IDIVを暗黙的に符号化する。 さらに、最適化された正規表現と統合指向エンコーディング(IDE)を活用して、仕様効果を正確にモデル化し、レンダリング品質と表面正規精度の両方を向上する。 広汎な実験により, 高精度な表面正規化とリアルタイムレンダリング性能を保ちながら, 最先端の視覚的品質を実現することができた。

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