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3D高斯泼溅学习笔记

新机器视觉 · 公众号 · AI · 2025-06-15 11:13

主要观点总结

本文介绍了3D高斯泼溅技术，包括其定义、特点、与其他3DGIS技术的区别、使用场景等。

关键观点总结

关键观点1: 3D高斯泼溅是什么

3D高斯泼溅是一种用来表示3D物体的技术，用很多个“高斯点”来拼出一个3D物体，每个点都有自己的位置、颜色和大小。

关键观点2: 3D高斯泼溅的特点

3D高斯泼溅既灵活又逼真，适合用来做复杂的3D图像。它的核心思想是用很多个“小水滴”（高斯点）来表示3D物体或场景。

关键观点3: 3D高斯泼溅与其他3DGIS技术的区别

3D高斯泼溅和其他3DGIS技术在表示和渲染3D数据的方式上有区别，各有其适用的场景和优缺点。

关键观点4: 3D高斯泼溅的使用场景

3D高斯泼溅技术可以用于电影特效、游戏开发、虚拟现实、医学影像、科学可视化等领域。

正文

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点云的数据量通常更大，因为每个点都是独立的，而高斯泼溅可以通过调整点的分布来减少数据量。

（2）网格模型（Mesh Model）

· 是什么 ：用很多个小三角形（或其他多边形）拼成一个 3D 物体。

· 和 3D 高斯泼溅的区别 ：

o 网格模型是“硬表面”的，适合表示有明确边界的物体（比如建筑、车辆）。

o 高斯泼溅是“软表面”的，适合表示没有明确边界的物体（比如云、水）。

o 网格模型更适合需要精确几何形状的场景，而高斯泼溅更适合需要逼真光影效果的场景。

（3）体素（Voxel）

· 是什么 ：把 3D 空间分成很多个小立方体（像Minecraft 里的方块），每个立方体有自己的属性（比如颜色、材质）。

· 和 3D 高斯泼溅的区别 ：

o 体素是规则的、均匀分布的，而高斯泼溅的点可以是不规则分布的。

o 体素适合表示体积数据（比如医学影像、地质结构），而高斯泼溅更适合表示表面细节和光影效果。

o 体素的数据量通常更大，因为每个小立方体都需要存储信息。

（4）数字高程模型（DEM）

· 是什么 ：用高度值来表示地形，通常是一个 2.5D 的模型（只有高度变化，没有复杂的 3D 结构）。

· 和 3D 高斯泼溅的区别 ：

o DEM 只能表示地形，而高斯泼溅可以表示任何 3D 物体。

o DEM 的数据结构简单，适合大规模地形渲染，而高斯泼溅更适合小范围的高细节渲染。

3. 总结对比

技术

适合的场景

优点

缺点

3D 高斯泼溅

高细节、逼真光影效果

灵活、逼真、适合不规则物体

计算量大、不适合精确几何形状

点云

精确几何形状（如建筑、地形）

简单、直接

数据量大、没有渐变效果

网格模型

硬表面物体（如建筑、车辆）

精确、适合渲染

不适合模糊物体、数据结构复杂

体素

体积数据（如医学影像、地质）

规则、适合体积分析

数据量大、不适合高细节渲染

数字高程模型

地形

简单、适合大规模地形

只能表示地形、没有复杂 3D 结构

4. 简单比喻

· 3D 高斯泼溅 ：像用棉花球拼出一朵云，柔软、自然。

· 点云：像用无数个小石子拼出一个雕塑，精确但生硬。

· 网格模型 ：像用乐高积木拼出一个模型，规则但不够自然。

· 体素：像用 Minecraft 方块拼出一个世界，规则但不够细腻。

· 数字高程模型 ：像用一张高低起伏的纸表示地形，简单但局限。

3D高斯泼溅学习笔记

主要观点总结

关键观点总结

关键观点1: 3D高斯泼溅是什么

关键观点2: 3D高斯泼溅的特点

关键观点3: 3D高斯泼溅与其他3DGIS技术的区别

关键观点4: 3D高斯泼溅的使用场景

正文

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（2）网格模型（Mesh Model）

（3）体素（Voxel）

（4）数字高程模型（DEM）

3. 总结对比

4. 简单比喻

3D高斯泼溅可否理解为一种三维数据格式？

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