GOGS：基于高斯面元的高保真几何与重光照方法

从RGB图像对光滑物体进行逆渲染，其根本限制在于固有的歧义性。尽管基于NeRF的方法通过密集光线采样实现了高保真重建，但其计算成本过高。近期3D高斯泼溅（3D Gaussian Splatting）实现了高重建效率，但在镜面反射下表现出局限性。多视图不一致会引入高频表面噪声和结构伪影，而简化的渲染方程则模糊了材质属性，导致不真实的重光照结果。为解决这些问题，我们提出GOGS，一个基于2D高斯面元的新型两阶段框架。首先，我们通过基于物理的渲染与分割和近似，并利用基础模型的几何先验增强，建立稳健的表面重建。其次，我们利用完整渲染方程的蒙特卡洛重要性采样进行材质分解，通过可微2D高斯光线追踪建模间接光照，并通过基于球形mipmap的方向编码捕捉各向异性高光，从而细化高频镜面细节。大量实验表明，GOGS在几何重建、材质分离以及新光照下的真实感重光照方面均达到最先进性能，优于现有逆渲染方法。