今年，3D高斯溅射（Gaussian Splatting）技术在测绘领域火起来了，如其域创新在其推出的灵光系列手持扫描仪及LCC后处理软件中，将SLAM算法与3D高斯溅射技术融合，可自动化生成超逼真的大场景三维模型，实现前所未有的沉浸式体验，据相关消息，另外两个国产品牌——数字绿土和欧思徕也即将推出基于高斯溅射的三维重建软件，可以说，高斯溅射技术作为一种创新的 3D 表示方法，正逐渐成为测绘领域的热门话题。

高斯溅射技术的原理

高斯溅射是一种体绘制技术，该技术最初由 Lee Westover 于 20 世纪 90 年代初以溅射形式引入。它的主要原理是基于高斯函数进行3D重建和新视角合成，它通过将场景表示为一组高斯函数的组合，实现了对复杂场景的高效渲染。

3D高斯溅射技术主要应用场景是通过组合多张照片或视频来创建高质量的实时新颖视图场景，是实时辐射场渲染领域使用的一项技术。其实现路径通常主要包括以下几个环节：

输入：一组静态场景的图像以及相机位置，可以用空间的稀疏点云来表达。

3D高斯处理：将场景分解为多个小的高斯函数，每个高斯函数代表场景中的一个点或一个物体。

颜色模拟：使用球谐函数来模拟视图相关的外观。

优化算法：使用随机梯度下降等优化参数，对这些高斯函数进行优化和拟合。

光栅化器：实现基于图块的光栅化器，用于快速排序和向后传递，从而实现高斯分量的有效混合，得到场景的3D模型。

该方法使用保留连续体积辐射场属性的 3D 高斯函数来表示场景，并整合相机校准期间产生的稀疏点。它引入了使用 3D 高斯函数来建模辐射场的各向异性表示，以及高斯函数的交错优化和密度控制，渲染的每个步骤都会与数据集中可用的训练视图进行比较。

高斯溅射技术的应用

1、3D 重建

高斯溅射技术可以用于 3D 重建，即从多个视角的图像中恢复出场景的 3D 结构。它具有高效、准确的特点，可以应用于虚拟现实、增强现实、游戏等领域。

2、新视角合成

高斯溅射技术可以用于新视角合成，即从一个已知视角的图像中生成出其他视角的图像。它具有快速、灵活的特点，可以应用于视频会议、远程教育、影视制作等领域。

3、实时渲染

高斯溅射技术可以用于实时渲染，即对场景进行实时的渲染和显示。它具有高效、实时的特点，可以应用于游戏、虚拟现实、增强现实等领域。

总之，高斯溅射技术作为一种创新的 3D 表示方法，具有广阔的应用前景和发展潜力。未来，它将在 3D 重建、新视角合成、实时渲染等领域发挥重要作用，带来更加真实、更加丰富的 3D 体验。