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NeRF: 神经辐射场

AI 模型3D 模型生成器开源 · 网页版

NeRF,即神经辐射场,通过优化连续的体积场景函数来合成复杂场景的新视角。它使用稀疏的输入视图集,通过深度网络表示场景,输出密度和视依赖辐射。该方法在神经渲染和视图合成方面取得了最先进的成果。

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NeRF(神经辐射场)是一种用于合成复杂三维场景新视角的开创性方法。它通过使用稀疏的输入视图集来优化底层的连续体积场景函数,从而取得最先进的成果。NeRF的核心在于其将场景表示为一个全连接的深度网络。该网络接收一个连续的5D坐标作为输入,包括空间位置(x, y, z)和视角方向(θ, φ)。其输出是该特定空间位置的体积密度和视依赖发射辐射。

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为了合成新视角,算法沿着相机射线查询这些5D坐标。然后,采用经典的体积渲染技术将网络的输出颜色和密度投影到最终图像中。这种方法的一个关键优势是体积渲染天然是可微分的。这意味着优化NeRF表示所需的唯一输入是一组已知相机姿态的图像。该方法有效地优化了这些神经辐射场,以渲染具有复杂几何形状和外观的场景的逼真新视角,在神经渲染和视图合成方面优于先前的工作。

NeRF的能力扩展到表示详细的场景几何形状,包括复杂的遮挡。可以计算渲染新视角的深度图,表示每个相机射线在编码体积内的预期终止。这种详细的几何估计足以支持混合现实应用,允许将虚拟对象插入到具有引人注目的遮挡效果的真实世界场景中。此外,可以使用诸如Marching Cubes之类的技术将NeRF表示转换为网格。该方法还已成功地从一组向内的视图捕获和表示真实对象,而无需背景隔离或遮罩。

后续工作建立在基础NeRF模型之上。引入了位置编码来解决网络更快地学习低频的偏差。另一项进展,mip-NeRF,通过渲染抗锯齿的圆锥台而不是简单的射线,改进了细节表示并减少了锯齿伪影,同时还提供了速度和大小的改进。进一步的研究探索了使用元学习进行学习初始化,以加速收敛并嵌入数据集特定的先验知识。NeRF框架还已扩展到实现重新照明,允许在任意照明条件下从新视角渲染场景。

  • 类别3D 模型生成器
  • 定价模式开源
  • 部署云端
  • 平台网页版

  • 合成复杂场景的新视角

  • 优化连续的体积场景函数

  • 使用全连接深度网络表示场景

  • 输入:5D坐标(空间位置和视角方向)

  • 输出:体积密度和视依赖发射辐射

  • 利用经典的体积渲染技术

  • 可微分渲染允许使用图像和相机姿态进行优化

  • 渲染逼真的新视角

  • 表示详细的场景几何形状和复杂的遮挡

  • 支持混合现实应用

  • 可转换为网格

  • 处理从向内视图捕获的真实对象

  • 后续工作包括位置编码和mip-NeRF以改进细节和减少锯齿

  • 扩展用于任意照明条件下的重新照明

  1. 访问模型:获取NeRF实现或训练好的模型。

  2. 准备数据:收集一组稀疏的输入图像,并已知相机姿态。

  3. 优化表示:训练神经网络以表示场景的体积函数。

  4. 合成视角:沿着相机射线查询5D坐标以获得所需的视角。

  5. 渲染图像:使用体积渲染将输出密度和颜色投影到最终图像中。

  6. 可视化几何:提取深度图或转换为网格以进行几何分析。

  7. 集成应用:在混合现实或其他视觉应用中使用渲染的视角或几何形状。

  • 新视角合成
  • 3D场景重建
  • 混合现实集成
  • 虚拟对象插入
  • 内容创作
  • 机器人和仿真
  • 建筑可视化
  • 产品可视化

NeRF: 神经辐射场 评价

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