Thermoxels：一种基于体素的生成可仿真三维热模型的方法

在欧盟，建筑占能源消耗的42%和温室气体排放的35%。由于大多数现有建筑在2050年仍将使用，改造对于减排至关重要。然而，当前的建筑评估方法主要依赖定性热成像，限制了基于数据的节能决策。另一方面，使用有限元分析（FEA）的定量评估能提供精确见解，但需要手动CAD设计，繁琐且易出错。近期三维重建的进展，如神经辐射场（NeRF）和高斯泼溅，能够从稀疏图像中实现精确的三维建模，但缺乏FEA所需的明确定义的体积及其界面。我们提出Thermoxels，一种新颖的基于体素的方法，能够从稀疏的RGB和热图像生成兼容FEA的模型，包括几何和温度。使用RGB和热图像对作为输入，Thermoxels将场景的几何表示为包含颜色和温度信息的体素集。优化后，通过简单过程将Thermoxels模型转换为与FEA兼容的四面体网格。我们展示了Thermoxels生成三维场景RGB+热网格的能力，超越了其他最先进方法。为展示Thermoxels模型的实际应用，我们使用FEA进行简单热传导模拟，从Thermoxels热重建定义的初始状态实现收敛。此外，我们将Thermoxels的图像合成能力与当前最先进方法进行比较，展示了有竞争力的结果，并讨论了现有指标在评估网格质量方面的局限性。