Deep neural networks (DNNs) are widely applied for nowadays 3D surface reconstruction tasks and such methods can be further divided into two categories, which respectively warp templates explicitly by moving vertices or represent 3D surfaces implicitly as signed or unsigned distance functions. Taking advantage of both advanced explicit learning process and powerful representation ability of implicit functions, we propose a novel 3D representation method, Neural Vector Fields (NVF). It not only adopts the explicit learning process to manipulate meshes directly, but also leverages the implicit representation of unsigned distance functions (UDFs) to break the barriers in resolution and topology. Specifically, our method first predicts the displacements from queries towards the surface and models the shapes as \textit{Vector Fields}. Rather than relying on network differentiation to obtain direction fields as most existing UDF-based methods, the produced vector fields encode the distance and direction fields both and mitigate the ambiguity at "ridge" points, such that the calculation of direction fields is straightforward and differentiation-free. The differentiation-free characteristic enables us to further learn a shape codebook via Vector Quantization, which encodes the cross-object priors, accelerates the training procedure, and boosts model generalization on cross-category reconstruction. The extensive experiments on surface reconstruction benchmarks indicate that our method outperforms those state-of-the-art methods in different evaluation scenarios including watertight vs non-watertight shapes, category-specific vs category-agnostic reconstruction, category-unseen reconstruction, and cross-domain reconstruction. Our code will be publicly released.


翻译:深神经网络(DNNS)被广泛用于当前3D地表重建任务,这些方法可以进一步分为两类,分别通过将脊椎移动或隐含地代表3D表面,以签名或未指派的距离功能来明确扭曲模板。利用先进的明确学习过程和隐含功能的强大代表能力,我们建议采用新型的 3D 代表法,神经矢量场(NVF) 。它不仅采用明确的学习程序直接操控模层,而且利用未指派的距离函数(UDFs)的隐性代表来打破分辨率和地形学的屏障。具体地说,我们的方法首先预测从查询到表面的偏移,然后将3D(3D)代表法,利用隐含功能的强大代表能力。我们不仅采用新的3D代表法(NEVDF),而且还利用明确的学习过程来直接操作,而且利用未指派的距离函数(UDF)的隐含的代表性来打破分辨率和地形学的障碍。我们的方法首先预测从表层重建的查询和模型,然后将快速地进行。</s>

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