Neural surface reconstruction aims to reconstruct accurate 3D surfaces based on multi-view images. Previous methods based on neural volume rendering mostly train a fully implicit model, and they require hours of training for a single scene. Recent efforts explore the explicit volumetric representation, which substantially accelerates the optimization process by memorizing significant information in learnable voxel grids. However, these voxel-based methods often struggle in reconstructing fine-grained geometry. Through empirical studies, we found that high-quality surface reconstruction hinges on two key factors: the capability of constructing a coherent shape and the precise modeling of color-geometry dependency. In particular, the latter is the key to the accurate reconstruction of fine details. Inspired by these findings, we develop Voxurf, a voxel-based approach for efficient and accurate neural surface reconstruction, which consists of two stages: 1) leverage a learnable feature grid to construct the color field and obtain a coherent coarse shape, and 2) refine detailed geometry with a dual color network that captures precise color-geometry dependency. We further introduce a hierarchical geometry feature to enable information sharing across voxels. Our experiments show that Voxurf achieves high efficiency and high quality at the same time. On the DTU benchmark, Voxurf achieves higher reconstruction quality compared to state-of-the-art methods, with 20x speedup in training.
翻译:神经表面重建旨在根据多视图图像重建精确的 3D 表面。 以往基于神经体积的方法, 主要是培养一个完全隐含的模型, 并且它们需要一个场景需要几个小时的培训。 最近的努力探索了明显的体积代表, 通过在可学习的 voxel 网格中存储大量信息, 大大加快了优化过程。 然而, 这些基于 voxel 的基于 voxel 的方法往往在重建细微分层的几何学中挣扎。 我们通过经验研究发现, 高质量的表面重建取决于两个关键因素: 构建一个连贯形状的能力和精确的色测量依赖模型。 特别是, 后者是准确重建精细细节的关键。 根据这些发现, 我们开发了Voxurf, 一种基于Voxel的高效和准确的神经表面重建方法, 包括两个阶段:(1) 利用一个可学习的地貌网格来构建颜色字段, 并获得一个一致的粗糙的形状。 2) 用一个双重的颜色网络来改进详细的几何测量方法, 来捕捉到精确的色测量依赖。 我们进一步引入一个等级的地理测量特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征特征,,,,,,,, 以便实现高精准的高级地测量学质量性地学质量性地学质量的实验,,,,,,, 在Voxx 上实现高速度的实验中实现高速度的实验,, 在Vx的实验性试验中, 测试, 测试中, 测试中, 在高速度的实验中, 测试中, 上, 上, 上, 在Vx 上, 在高速度上, 上, 上, 上, 在高速度上, 测试中, 测试中, 上, 上, 测试中, 测试中, 在高速度上, 测试中, 测试中, 测试中, 测试, 上, 上, 上, 在Vx 上, 上, 进行高速度, 测试, 测试, 测试, 上, 上, 测试, 上, 上,