壳上幽灵：一种通用三维形状的表达性表示

创建照片级真实虚拟世界需要对广泛物体的三维表面几何进行精确建模。为此，网格颇具吸引力，因为它们1)支持带有真实材质与光照的快速基于物理的渲染，2)支持物理仿真，3)对现代图形管线内存高效。然而，近期关于三维形状重建与统计建模的工作批评网格拓扑不灵活。为捕捉广泛的物体形状，任何三维表示都必须能建模实体、水密形状以及薄、开放表面。近期工作聚焦于前者，而重建开放表面的方法不支持带材质与光照的快速重建或无条件生成建模。受开放表面可视为漂浮在水密表面上的岛屿这一观察启发，我们通过在水密模板上定义流形符号距离场来参数化开放表面。基于该参数化，我们进一步开发了一种基于网格且可微的表示，可参数化任意拓扑的水密与非水密网格。我们的新表示称为壳上幽灵(Ghost-on-the-Shell, G-Shell)，支持两个重要应用：基于可微光栅化的多视角图像重建与非水密网格生成建模。我们实证表明，G-Shell在非水密网格重建与生成任务上达到最先进性能，同时对水密网格也表现有效。