面向高质量渲染与重建的 3D 高斯溅射 PDE 优化插件化方案
图形学
2025-09-18 v1
摘要
3D 高斯溅射（3DGS）通过引入 3D 高斯原始块来表示场景，实现了高质量的新视角合成与快速渲染，彻底革新了辐射场重建。然而，3DGS 在应用于复杂场景时会出现模糊和浮点化现象，原因在于对冗余且歧义几何结构的重建。我们将此问题归因于高斯的优化不稳定。为此，我们提出一种插件化基于偏微分方程（PDE）的优化方法，以克服 3DGS 基于方法在 various 任务（如新视角合成和表面重建）中的优化约束。首先，我们理论推导 3DGS 优化过程可建模为 PDE，并引入粘性项以确保优化稳定性。其次，我们采用物质点方法（MPM）获取 PDE 的稳定数值解，通过增强全局和局部约束。此外，还引入有效的高斯稀密化策略和粒子约束，以确保细节层次。大量定性和定量实验表明，我们的方法实现了最新水平的渲染和重建质量。
引用
@article{arxiv.2509.13938,
title = {Plug-and-Play PDE Optimization for 3D Gaussian Splatting: Toward High-Quality Rendering and Reconstruction},
author = {Yifan Mo and Youcheng Cai and Ligang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.13938},
year = {2025}
}