Gaussian Splashing: Dynamic Fluid Synthesis with Gaussian Splatting

我们展示了将基于物理的固体和流体动画与3D高斯喷洒（3DGS）集成以创建虚拟场景中的新效果的可行性。利用高斯喷洒和基于位置的动力学（PBD）在底层表示中的一致性，我们以协同的方式管理渲染、视图合成和固体和流体的动力学。类似于高斯着色器，我们增强了每个高斯核，加入了法线，将核的方向与表面法线对齐，以完善PBD模拟。这种方法有效地消除了固体旋转变形产生的尖锐噪声。它还允许我们集成基于物理的渲染，增强流体表面动态反射。因此，我们的框架能够逼真地再现动态流体表面的高光，并促进场景对象与流体之间的交互，并且可以从新的视角观察。欲了解更多信息，请访问我们的项目页面\url{https://amysteriouscat.github.io/GaussianSplashing/}。

本论文旨在展示将基于物理的固体和流体动画与3D高斯喷洒（3DGS）相结合，以在使用3DGS重建的虚拟场景中创建新的效果的可行性。同时，论文还试图解决固体旋转变形引起的噪声问题，以及如何在流体表面上实现动态表面反射的物理渲染问题。

论文的关键思路是将高斯喷洒和基于位置的动力学（PBD）相结合，实现渲染、视图合成和固体流体动力学的协同。通过增加法线方向，将高斯核与表面法线对齐，以精细化PBD模拟，消除了固体旋转变形引起的噪声问题，并可以在流体表面上实现动态表面反射的物理渲染。

论文通过实验展示了该方法的有效性，可以实现在虚拟场景中展示流体和固体物体的自然运动和相互作用，并且能够从新的视角呈现。此外，论文还提供了项目页面和开源代码，方便其他研究者进行进一步的探索和应用。

在这个领域中，最近的相关研究包括：1.《基于物理的流体模拟方法》；2.《基于深度学习的流体仿真方法》；3.《基于GPU加速的流体渲染方法》等。