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Plenoxels:辐射场

Plenoxels 提供了一种新颖的辐射场方法,无需依赖神经网络即可高保真地重建场景。该方法实现了比传统 NeRF 快两个数量级的优化速度,使其在各种 3D 重建任务中效率极高。它利用稀疏体素网格来存储密度和球谐系数。

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Plenoxels 通过引入一种视依赖的稀疏体素模型,在 3D 场景表示方面取得了突破,该模型在不包含任何神经网络组件的情况下实现了与神经辐射场 (NeRF) 相媲美的保真度。这项创新方法在 CVPR 2022 的论文中有详细介绍,其优化水平与 NeRF 相当,但计算成本却大大降低。在单个 GPU 上,典型的优化时间约为 11 分钟,与 NeRF 相比,速度提升了两个数量级。

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Plenoxels 的核心在于其稀疏体素网格,其中每个体素存储密度和球谐系数。在渲染光线时,系统通过三线性插值在采样点处对这些系数进行插值。然后,使用可微分体积渲染(一种由 NeRF 推广的技术)来整合这些样本的颜色和不透明度。体素系数使用标准的均方误差 (MSE) 重建损失与训练图像进行优化,并辅以全变分正则化器以确保结果平滑连贯。

该方法展示了超快的收敛速度,比 NeRF 快 100 倍即可达到可比的指标 (PSNR),并在几秒钟内产生合理的结果。通过采用 NeRF 的 NDC 参数化,Plenoxels 能够匹配 NeRF 在面向前场景上的结果。此外,通过整合基于多球面图像 (MSI) 的背景模型(类似于 NeRF++),该方法已扩展到处理 360° 真实场景。

Plenoxel 模型对于从事 3D 重建、计算机视觉和图形学应用的研究人员和开发人员尤其有价值,他们需要快速准确的场景表示。其效率使其适用于迭代和渲染速度至关重要的应用,例如虚拟现实、增强现实和游戏开发。在无需神经网络计算开销的情况下实现高质量结果的能力,为实时 3D 内容创建和操作开辟了新的可能性。

  • 类别3D 模型生成器
  • 部署云端
  • 平台网页版

  • 无需神经网络即可优化辐射场

  • 实现与 NeRF 相媲美的高保真度

  • 在单个 GPU 上优化时间约为 11 分钟

  • 比 NeRF 快两个数量级

  • 利用稀疏体素网格存储密度和球谐系数

  • 采用三线性插值处理采样点的颜色和不透明度

  • 使用可微分体积渲染整合颜色和不透明度

  • 使用 MSE 重建损失优化体素系数

  • 包含全变分正则化器以获得平滑结果

  • 支持使用 NeRF 的 NDC 参数化进行面向前场景

  • 可通过多球面图像背景模型扩展到 360° 场景

  1. 访问模型:获取 Plenoxel 实现。

  2. 设置环境:准备必要的库和依赖项。

  3. 通过代码集成:将 Plenoxel 整合到您的 3D 重建流程中。

  4. 优化体素系数:使用训练图像运行优化过程。

  5. 渲染场景:从优化的 Plenoxel 网格生成新视图。

  • 3D 场景重建
  • 虚拟现实内容
  • 增强现实叠加
  • 计算机视觉研究
  • 快速原型制作
  • 新视图合成

Plenoxels:辐射场 评价

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