今年，3D高斯濺射（Gaussian Splatting）技術在測繪領域火起來了，如其域創(chuàng)新在其推出的靈光系列手持掃描儀及LCC后處理軟件中，將SLAM算法與3D高斯濺射技術融合，可自動化生成超逼真的大場景三維模型，實現前所未有的沉浸式體驗，據相關消息，另外兩個國產品牌——數字綠土和歐思徠也即將推出基于高斯濺射的三維重建軟件，可以說，高斯濺射技術作為一種創(chuàng)新的 3D 表示方法，正逐漸成為測繪領域的熱門話題。
高斯濺射技術的原理
高斯濺射是一種體繪制技術，該技術最初由 Lee Westover 于 20 世紀 90 年代初以濺射形式引入。它的主要原理是基于高斯函數進行3D重建和新視角合成，它通過將場景表示為一組高斯函數的組合，實現了對復雜場景的高效渲染。
3D高斯濺射技術主要應用場景是通過組合多張照片或視頻來創(chuàng)建高質量的實時新穎視圖場景，是實時輻射場渲染領域使用的一項技術。其實現路徑通常主要包括以下幾個環(huán)節(jié)：
輸入：一組靜態(tài)場景的圖像以及相機位置，可以用空間的稀疏點云來表達。
3D高斯處理：將場景分解為多個小的高斯函數，每個高斯函數代表場景中的一個點或一個物體。
顏色模擬：使用球諧函數來模擬視圖相關的外觀。
優(yōu)化算法：使用隨機梯度下降等優(yōu)化參數，對這些高斯函數進行優(yōu)化和擬合。
光柵化器：實現基于圖塊的光柵化器，用于快速排序和向后傳遞，從而實現高斯分量的有效混合，得到場景的3D模型。
該方法使用保留連續(xù)體積輻射場屬性的 3D 高斯函數來表示場景，并整合相機校準期間產生的稀疏點。它引入了使用 3D 高斯函數來建模輻射場的各向異性表示，以及高斯函數的交錯優(yōu)化和密度控制，渲染的每個步驟都會與數據集中可用的訓練視圖進行比較。
高斯濺射技術的應用
1、3D 重建
高斯濺射技術可以用于 3D 重建，即從多個視角的圖像中恢復出場景的 3D 結構。它具有高效、準確的特點，可以應用于虛擬現實、增強現實、游戲等領域。
2、新視角合成
高斯濺射技術可以用于新視角合成，即從一個已知視角的圖像中生成出其他視角的圖像。它具有快速、靈活的特點，可以應用于視頻會議、遠程教育、影視制作等領域。
3、實時渲染
高斯濺射技術可以用于實時渲染，即對場景進行實時的渲染和顯示。它具有高效、實時的特點，可以應用于游戲、虛擬現實、增強現實等領域。
總之，高斯濺射技術作為一種創(chuàng)新的 3D 表示方法，具有廣闊的應用前景和發(fā)展?jié)摿?。未來，它將?3D 重建、新視角合成、實時渲染等領域發(fā)揮重要作用，帶來更加真實、更加豐富的 3D 體驗。
