球面 Voronoi: 球面上的可微分分区表示方向性外观
计算机视觉与模式识别
2026-05-26 v2
摘要
辐射场方法(如 3D 高斯溶解)已成为新视角合成的强大范式,但其外观建模常依赖球面调和(Harmonics,SH),该方法存在根本性局限。SH 在处理高频信号时困难,并出现 Gibbs 脉冲伪影,无法捕捉镜面反射——这一要素是实现真实渲染的关键。虽然替代方案如球面高斯提供了改进,但增加了显著的优化复杂度。我们提出球面 Voronoi(SV)作为 3D 高斯溶解外观表示的统一框架。SV 将方向域划分为可学习的区域,并具有光滑边界,为视角相关效应提供了直观且稳定的参数化。对于漫反射外观,SV 达到竞争性成绩,且保持比现有方法更简洁的优化。对于反射——SH 在此领域的表现不足——我们将 SV 作为可学习的反射探针使用,将反射方向作为输入,遵循经典图形学的原理。这一表述在合成数据和真实世界数据集上均实现了最先进的成绩,表明 SV 提供了一个原则性、高效且通用的 3D 表示外观建模解决方案。项目页面:https://sphericalvoronoi.github.io/
关键词
引用
@article{arxiv.2512.14180,
title = {Spherical Voronoi: Directional Appearance as a Differentiable Partition of the Sphere},
author = {Francesco Di Sario and Daniel Rebain and Dor Verbin and Marco Grangetto and Andrea Tagliasacchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.14180},
year = {2026}
}