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河南大学学报(自然科学版)2025年第02期:基于八叉树的少样本三维高斯辐射场优化算法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨洋;章巍;曹绿晨;侯彦东;王俊;

单位:河南工业大学漯河工学院;河南大学人工智能学院;

摘要:新视角合成技术在虚拟现实和增强现实等领域中具有重要的应用价值.然而,现有方法在稀疏输入场景下难以有效恢复场景的几何结构和光照细节,导致生成的视角中出现空洞和模糊等视觉缺陷,严重影响整体的视觉质量和保真度.为此,提出了一种基于八叉树的三维高斯辐射场空间优化算法,旨在应对稀疏输入条件下的新视角合成挑战.该算法首先通过八叉树对三维场景的辐射场进行递归细化和自适应空间划分,从而实现对不同复杂度区域的合理资源分配,以提高渲染效率.然后基于不透明度分析提出了高斯椭球的冗余去除策略,以去除低贡献度的高斯椭球;同时,在稀疏区域通过插值生成新的椭球,增强细节表达,减少空洞和模糊现象.最后,在复杂真实的场景和合成场景的3个数据集上进行实验,实验结果验证所提出的算法在视觉质量和渲染效率方面均取得了显著提升,为稀疏输入条件下的新视角合成提供了一种高效且鲁棒的解决方案.

关键词:新视角合成;;八叉树;;高斯辐射场;;稀疏输入

基金资助:国家自然科学基金资助项目(62406103);; 河南省自然科学基金重点项目(232300421149)