本論文は、高品質な3D表面再構築のための新しい点ベースの表現であるガウシアンサーフェルを提案している。
まず、ガウシアンサーフェルの表現方法について説明する。ガウシアンサーフェルは、位置、回転、色、不透明度、共分散を持つ2D楕円で表現される。これにより、3DGSの柔軟な最適化手順と表面整列特性を組み合わせることができる。
次に、ガウシアンサーフェルの最適化手順について説明する。光度損失、法線-深度一貫性損失、法線事前損失、不透明度損失、マスク損失の5つの損失関数を組み合わせて最適化を行う。特に、法線-深度一貫性損失は、ガウシアンサーフェルの法線方向の勾配が0になる問題を解決するために導入されている。
さらに、最適化後の深度マップとノーマルマップを融合し、スクリーンドポアソン再構築を適用することで、高品質な表面メッシュを抽出する。その際、ボリューミックカッティング手法を提案し、アルファブレンディングによる深度値の誤りを低減している。
実験結果では、提案手法がDTUデータセットとBlendedMVSデータセットにおいて、状態の最新手法と比較して高品質な表面再構築を実現していることを示している。特に、提案手法は高速な収束性と高品質な幾何学的再構築を両立できることが特徴である。
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