3D Gaussian Ray Tracing: Fast Tracing of Particle Scenes

这篇摘要介绍了基于粒子表示的辐射场重建和重新渲染方法，如3D高斯喷洒法，在处理复杂场景方面取得了巨大成功。现有的方法通过光栅化来渲染粒子，将它们投影到屏幕空间瓦片中以排序的方式进行处理。本文则考虑了对粒子进行光线追踪，建立边界体层次结构，并使用高性能GPU光线追踪硬件为每个像素投射一条光线。为了有效地处理大量半透明粒子，我们描述了一种专门的渲染算法，利用边界网格封装粒子，以利用快速的光线-三角形相交，并按深度顺序对相交批次进行着色。光线追踪在计算机图形学中的优势是众所周知的：处理不连贯的光线以实现诸如阴影和反射之类的二次光照效果，从机器人常见的高度扭曲的相机进行渲染，随机采样光线等。通过我们的渲染器，与光栅化相比，这种灵活性几乎没有成本。实验证明了我们方法的速度和准确性，以及在计算机图形学和视觉中的几个应用。我们进一步提出了有关基本高斯表示的相关改进，包括简单使用广义核函数的方法，可显著减少粒子命中数。

该论文旨在解决基于粒子的辐射场表示方法中的渲染问题，即如何更高效地处理大量半透明粒子并实现灵活的渲染。

该论文提出了一种基于光线追踪的粒子渲染方法，通过建立边界体层次结构并使用高性能GPU光线追踪硬件为每个像素投射光线，以处理大量半透明粒子。

该方法的亮点在于使用光线追踪来处理较大数量的半透明粒子，同时保持了灵活性和精度，实验结果表明该方法的速度和准确性都很高。此外，论文还提出了一种改进的Gaussian表示方法，使用广义核函数来减少粒子命中次数。

在相关研究方面，最近的研究包括基于深度学习的渲染方法、基于光线追踪的体积渲染方法等。