基于二维高斯泼溅的阴影感知逆渲染方法

《IEEE Open Journal of Signal Processing》：Shadow-Aware Inverse Rendering in Gaussian Splatting

　　

摘要：

逆渲染将场景分解为几何、材质和光照，以实现物理一致的视角合成与重新光照。基于高斯泼溅的逆渲染方法虽受益于其高效的重建流程，但在强阴影情况下表现不佳。阴影通常被吸收到反照率中，导致视角合成时原始阴影仍然存在，而在重新光照时新计算的阴影只是简单地叠加。为解决这一问题，我们提出了一种针对二维高斯泼溅的阴影感知逆渲染方法，明确地将光照效果与表面反射率解耦。我们的方法从观测到的几何体中估计图像空间中的逐像素方向可见性，从而实现对投射阴影的准确建模。我们进一步引入了材质分割，将同一表面的阴影与非阴影像素归并为单一材质，强制保持一致的反射率，防止阴影被烘焙进反照率中。我们的方法生成无阴影的反照率，并将阴影建模为方向性衰减，从而在新型光照条件下实现稳定且高保真的重新光照。