Neural volume rendering became increasingly popular recently due to its success in synthesizing novel views of a scene from a sparse set of input images. So far, the geometry learned by neural volume rendering techniques was modeled using a generic density function. Furthermore, the geometry itself was extracted using an arbitrary level set of the density function leading to a noisy, often low fidelity reconstruction. The goal of this paper is to improve geometry representation and reconstruction in neural volume rendering. We achieve that by modeling the volume density as a function of the geometry. This is in contrast to previous work modeling the geometry as a function of the volume density. In more detail, we define the volume density function as Laplace's cumulative distribution function (CDF) applied to a signed distance function (SDF) representation. This simple density representation has three benefits: (i) it provides a useful inductive bias to the geometry learned in the neural volume rendering process; (ii) it facilitates a bound on the opacity approximation error, leading to an accurate sampling of the viewing ray. Accurate sampling is important to provide a precise coupling of geometry and radiance; and (iii) it allows efficient unsupervised disentanglement of shape and appearance in volume rendering. Applying this new density representation to challenging scene multiview datasets produced high quality geometry reconstructions, outperforming relevant baselines. Furthermore, switching shape and appearance between scenes is possible due to the disentanglement of the two.


翻译:神经量变化最近越来越受欢迎, 原因是它成功地综合了从一组稀少的投入图像中得出的一个场景的新观点。 到目前为止, 神经体积转换技术所学的几何学用通用密度函数来模拟。 此外, 几何本身是使用一组任意的密度函数来提取的, 导致音量重建吵闹, 通常是低忠诚度重建。 本文的目的是改进神经体积的几何代表性和重建。 我们通过将体积密度作为几何的函数进行模拟来实现这一点。 这与以前作为体积密度函数的几何测量模型相比。 更详细地说, 我们把体积密度函数定义为 Laplace 的累积分布函数(CDFF) 用于一个签名的远程函数(SDF) 。 这个简单的密度表示有三个好处:(i) 它对神经体积构建过程中所学的几何体积表示出一个有用的感性偏差偏差。 (ii) 通过将体积密度误差作为几何近误差, 导致精确的对视线进行取样。 不精确的取样非常重要的是, 使精确的地平面结构结构结构结构结构结构更精确地显示为高。

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