パワーフォーム：リアルタイムの微分可能レイトレーシングとラスタライズを統一する

Abstract

私たちは、発泡（フォーム）ベースのレイトレーシングの機能と、現代的なラスタライズ・パイプラインの効率とを統合する、微分可能な3D表現を提案します。先行するフォーム表現は、空間の明示的な体積分割によって、レイトラバーサルを定数時間で可能にしますが、その細胞（セル）は潜在的に無制限になり得るため、タイルベースのラスタライズを効率よく行うことを妨げます。私たちはこの制限に対処するため、ボロノイ・フォームを有界なパワー図（power diagrams）へ一般化し、セルの広がり（拡張範囲）を制御可能にすることで、学習中に高価なデロネ三角分割を必要とせずに、空間的に有界なプリミティブを実現します。さらに、内部領域と外部領域の間の界面を明示的にモデル化する、配向（オリエンテッド）された表面の定式化も導入します。そして、これらの表面上に微分可能なテクスチャを直接埋め込むことで、幾何と見え（外観）を分離します。これらの貢献によって、最先端のレイトレーシング効率を維持しつつ、現行世代の3DGSに匹敵するラスタライズ性能を達成する表現が得られ、統合されたリアルタイムな微分可能レンダリングへの実用的な道筋を提供します。