Underwater360：基于全景高斯溅写的水下场景重建
计算机视觉与模式识别
2026-05-27 v1
摘要
水下场景重建是实现水下环境沉浸式探索的关键技术，然而由于吸收和散射等复杂参与介质效应，以及常规摄像机的视野范围（FoV）有限，仍面临较大挑战。虽然将全景成像与3D高斯溅写（3DGS）结合为实现水下逼真渲染提供了可行路径，但传统3DGS在球面投影畸变和水下介质退化方面均表现不足。本文提出一种基于物理的全景水下3DGS框架——Underwater360。首先，我们引入全景高斯溅写模块，直接在球面相机空间进行光线投射，避免依赖二维投影近似，从而降低360°视野下的几何畸变。其次，我们设计了基于物理的外观-介质建模架构，采用姿态条件外观嵌入，显式解耦场景辐射与深度相关的散射和衰减，实现物理驱动的场景外观恢复。最后，我们构建了一个包含合成场景和真实场景的全新全景水下基准数据集。大量实验表明，Underwater360在水下新视角合成和场景外观恢复方面表现优异，能够在复杂水下环境中实现更高的渲染质量和跨视图一致性。代码和数据集已发布于 https://github.com/SwcK423/Underwater360
引用
@article{arxiv.2605.26447,
title = {Underwater360: Reconstructing Underwater Scenes from Panoramic Images with Omnidirectional Gaussian Splatting},
author = {Jiangbei Hu and Weichao Song and Shibo Yu and Mohan Wang and Zihan Yi and Rui Wu and Mingkang Xiang and Na Lei and Shengfa Wang and Zhongxuan Luo and Ying He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.26447},
year = {2026}
}