从粒子到场：基于连续高斯光子场的光子映射再构思
计算机视觉与模式识别
2026-03-17 v2 图形学
摘要
准确建模光传输对于实现真实感图像合成至关重要。光子映射提供了对复杂全光照效应（如色差和镜面-漫反射相互作用）的物理依据估计，但其每视图 radiance 估计在渲染同一场景的多个视图时仍不够计算效率。效率低下的原因在于每个视点独立的光子追踪和随机核估计，导致必然的冗余计算。为加速多视图渲染，我们将光子映射重新表述为连续且可重用的 radiance 函数。具体而言，我们引入了高斯光子场（GPF），这是一种可学习的表示，编码光子分布为各向异性3D高斯原始素，由位置、旋转、尺度和光谱参数化。GPF初始化于第一个SPPM迭代中追踪的物理光子，并通过最终radiance的多视图监督进行优化，将光子光传输蒸馏到连续场中。训练完成后，该场可在相机光线上进行可微radiance求值，而无需重复光子追踪或迭代细化。在具有复杂光传输的场景（如色差和镜面-漫反射相互作用）上进行的大规模实验表明，GPF在保持光子级精度的同时，将计算量降低了数量级，统一了光子渲染的物理严谨性与神经场景表示的效率。
引用
@article{arxiv.2512.12459,
title = {From Particles to Fields: Reframing Photon Mapping with Continuous Gaussian Photon Fields},
author = {Jiachen Tao and Benjamin Planche and Van Nguyen Nguyen and Junyi Wu and Yuchun Liu and Haoxuan Wang and Zhongpai Gao and Gengyu Zhang and Meng Zheng and Feiran Wang and Anwesa Choudhuri and Zhenghao Zhao and Weitai Kang and Terrence Chen and Yan Yan and Ziyan Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.12459},
year = {2026}
}