We introduce a neural relighting algorithm for captured indoors scenes, that allows interactive free-viewpoint navigation. Our method allows illumination to be changed synthetically, while coherently rendering cast shadows and complex glossy materials. We start with multiple images of the scene and a 3D mesh obtained by multi-view stereo (MVS) reconstruction. We assume that lighting is well-explained as the sum of a view-independent diffuse component and a view-dependent glossy term concentrated around the mirror reflection direction. We design a convolutional network around input feature maps that facilitate learning of an implicit representation of scene materials and illumination, enabling both relighting and free-viewpoint navigation. We generate these input maps by exploiting the best elements of both image-based and physically-based rendering. We sample the input views to estimate diffuse scene irradiance, and compute the new illumination caused by user-specified light sources using path tracing. To facilitate the network's understanding of materials and synthesize plausible glossy reflections, we reproject the views and compute mirror images. We train the network on a synthetic dataset where each scene is also reconstructed with MVS. We show results of our algorithm relighting real indoor scenes and performing free-viewpoint navigation with complex and realistic glossy reflections, which so far remained out of reach for view-synthesis techniques.


翻译:我们为被捕获的室内场景引入了神经照明算法,允许互动的自由视野导航。我们的方法允许对光照进行合成改变,同时以一致的方式提供投影阴影和复杂光滑材料。我们从多视立体(MVS)重建获得的场景图像和3D网格开始。我们假设光照是光照的,是视独立扩散组件和视依赖光光光的光滑术语的总和,集中在镜面反射方向周围。我们设计了一个围绕输入特征图的连动网络,以便利学习显示现场材料和光照的隐含面貌和光照。我们通过利用基于图像和基于物理的投影的最佳元素来生成这些输入图。我们采集了输入观点,以估计分散的场面透视,并计算用户指定的光源利用路径追踪产生的新光光光辐射。我们为网络了解材料并合成光滑反光反射图像,我们重新规划了镜图像的隐隐含面图。我们用真实的图像网络,用每个图像的模拟演算法来展示真实的图像。我们用最深层次的图像进行着模拟的图像的模拟的模拟演算。

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