We present a novel method, called NeTO, for capturing 3D geometry of solid transparent objects from 2D images via volume rendering. Reconstructing transparent objects is a very challenging task, which is ill-suited for general-purpose reconstruction techniques due to the specular light transport phenomena. Although existing refraction-tracing based methods, designed specially for this task, achieve impressive results, they still suffer from unstable optimization and loss of fine details, since the explicit surface representation they adopted is difficult to be optimized, and the self-occlusion problem is ignored for refraction-tracing. In this paper, we propose to leverage implicit Signed Distance Function (SDF) as surface representation, and optimize the SDF field via volume rendering with a self-occlusion aware refractive ray tracing. The implicit representation enables our method to be capable of reconstructing high-quality reconstruction even with a limited set of images, and the self-occlusion aware strategy makes it possible for our method to accurately reconstruct the self-occluded regions. Experiments show that our method achieves faithful reconstruction results and outperforms prior works by a large margin. Visit our project page at \url{https://www.xxlong.site/NeTO/}


翻译:我们提出了一种新的方法称为NeTO,通过体绘制从2D图像捕获固体透明物体的三维几何形状。透明物体的重建是一项非常具有挑战性的任务,适用于通用重建技术并不合适,因为这是由于镜面光传输现象引起的。虽然现有的针对此任务设计的折射追踪等方法取得了令人瞩目的结果,但由于难以优化所采用的显式表面表示形式,以及忽略光折射所造成的自遮挡问题,它们仍然受到不稳定的优化和细节缺失的困扰。在本文中,我们提出了利用隐式有符号距离函数(Signed Distance Function,SDF)作为表面表示,并通过带有自遮挡感知折射光线追踪的体绘制来优化SDF场的新方法。隐式表达使得我们的方法能够在有限的图像集合下重建高质量的重建,而自遮挡感知策略则使得我们的方法能够准确地重建自遮挡区域。实验表明,我们的方法实现了忠实的重建结果,并且比以往的工作表现更好。请访问我们的项目网站:\url{https://www.xxlong.site/NeTO/}

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