Gaussian Splashing: Unified Particles for Versatile Motion Synthesis and Rendering

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）集成以在使用3DGS重建的虚拟场景中创建新效果的可行性。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，我们以一种协同的方式管理渲染、视图合成以及固体和流体的动力学。与GaussianShader类似，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，以改进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，并促进场景对象和流体之间的交互，从新视图中观察。欲了解更多信息，请访问我们的项目页面\url{https://gaussiansplashing.github.io/}。

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）集成以在使用3DGS重建的虚拟场景中创建新效果的可行性。具体地，论文试图解决如何在场景中实现流体和固体的物理动态和渲染的一致性问题。

论文的关键思路是将高斯喷洒和基于位置的动力学（PBD）结合起来，以实现场景中的渲染、视角合成和固体和流体的动态。通过为每个高斯核添加法线，将核的方向与表面法线对齐，从而消除固体旋转变形产生的噪声。同时，还能够在动态流体表面上实现物理上基于渲染的反射，从而实现流体表面高光的逼真再现。

论文通过实验验证了该方法的有效性，并展示了一些流体和固体相互作用的场景。此外，论文还提供了一个项目页面，其中包括开源代码和数据集等详细信息。值得深入研究的工作包括如何进一步提高渲染效果以及如何将该方法应用于更广泛的场景中。

在这个领域中，最近的相关研究包括《GaussianShader: Real-time Rendering of Non-rigidly Deformable Objects with Accurate Spatially-Varying Lighting》和《Position-Based Fluids: A Unified Particle System Framework for Viscous Fluids》等。