RefracGS：利用 3D 高斯光线追踪实现透过折射水面的新视角合成
计算机视觉与模式识别
2026-03-24 v1 图形学
摘要
透过非平面折射表面的新视角合成 (NVS) 由于严重的、空间变化的光学畸变而面临根本性挑战。尽管 NeRF 和 3D 高斯泼溅 (3DGS) 等近期表示方法在 NVS 方面表现出色，但它们基于直线光线传播的假设在这些条件下失效，导致显著的伪影。为了克服这一限制，我们引入了 RefracGS，这是一个联合重建折射水面和界面下方场景的框架。我们的关键见解是明确地将折射边界与目标物体解耦：折射表面通过神经高度场建模，捕捉波浪几何；而底层场景则表示为 3D 高斯场。我们制定了一种折射感知的高斯光线追踪方法，该方法利用斯涅尔定律精确计算非线性光线轨迹，并高效渲染底层高斯场，同时将损失梯度反向传播到参数化的折射表面。通过对两种表示的端到端联合优化，我们的方法确保了高保真度的 NVS 和视角一致的表面恢复。在具有复杂波浪的合成和真实世界场景上的实验表明，RefracGS 在视觉质量上优于先前的折射方法，同时实现了 15 倍的训练加速和 200 FPS 的实时渲染。RefracGS 的项目页面见 https://yimgshao.github.io/refracgs/。
引用
@article{arxiv.2603.21695,
title = {RefracGS: Novel View Synthesis Through Refractive Water Surfaces with 3D Gaussian Ray Tracing},
author = {Yiming Shao and Qiyu Dai and Chong Gao and Guanbin Li and Yeqiang Wang and He Sun and Qiong Zeng and Baoquan Chen and Wenzheng Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.21695},
year = {2026}
}