来源CG世界

编辑：木木

大家还记得2020年我们介绍的一篇只需要一张图片就能创建人物模型的论文么？对就是这个：

一张图片一分钟就能做出人物模型？！！

2020-06-29

当时觉得已经很不可思议了，但很多小伙伴说，如果能直接生成物体模型就更好了。哎？今天它来了！昨天浏览外网时发现了这篇论文，名为《可微分符号距离函数渲染》，它使用一张或多张照片来重建使用 SDF（符号距离函数）表示的 3D 形状。接下来就给大家说说这个技术，进入正题前先看张动图。

看出来它要做啥了么？

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做出一把椅子

厉害不？这可是还带花纹的欧式椅子呢，如果人工制作得多久？来，模型师回答下。至少需要一两天吧？但这里凭借一张图，晃晃悠悠就做出来了。这技术到底是咋实现的呢？

这就是开头我们提到的论文题目《可微分符号距离函数渲染》。

什么是可微分符号距离函数渲染？

可微分符号距离函数渲染是最新的研究，它是根据参考图像和已知环境照明，对物体基于原图，像形状和纹理进行的重建技术。与以前使用SDF（符号距离函数）方法不同，它不再需要复杂的正则化或者先验（普遍经验所有形成的条件）就可以重建（合成）对象，仅使用每像素RGB损失，如下图：

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给定32幅（合成）参考图像（a）和已知环境照明，对雕像进行基于图像的形状和纹理重建。

可微分符号距离函数渲染是由洛桑邦理工学院（EPFL）的研究人员与Delio Vicini、Sébastien Speierer 和 Wenzel Jakob 共同开发。它还分三个主要特点。1.以更少的迭代次数重建高质量的3D物体
2.不需要临时对象掩码（一串二进制代码对目标字段进行位于运算，屏蔽当前的输入位）。
3.正确理解参考图像中的不连续性。

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深层次了解可微分符号距离函数渲染的原理

基于物理的可微分符号距离函数渲染是最近CG行业内较受关注的新技术，关于它的形状参数的反演特别曲折但也挺有意思，比如在过程中形状与可见性交织在一起，其不连续的性质在计算的导数中引入了严重的偏差，除非采取昂贵的预防措施才能解决。还有像三角形网格这样的形状也会遇到额外的麻烦，毕竟网格参数的连续优化不能引入拓扑变化等等。上述困难比较难以解决，通常会使用符号距离函数 (SDF) 来表示形状，并在优化过程中逐渐调整它们的零水平集。以前SDF的可微分渲染没有完全考虑可见性梯度，需要使用遮罩或轮廓监督，或离散化为三角形网格。

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但是在下方视频中，就换了一种思路，展示了如何扩展常用的球体跟踪算法，使其额外输出重新参数化，从而提供计算准确形状参数导数的方法。在更高层次的方面来看，这比较类似于可微分网格渲染技术（我们正常的渲染都是将3D场景用软件渲染成2D图，但在图形学里还有种技术叫逆向绘制，就是通过2D图像生成图像所需的3D场景信息，这个信息可以是3D几何，灯光，材质，视角中的一种或多种。）一种特别有效的重新参数化，其性能优于先前的方法。

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下面看下论文补充视频内容。

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视频没有音频，请认真观看屏幕翻译文字
只依靠参考图和环境照明就能制作出复杂模型，而且如此逼真和高效，真的太强了！从而看出，此次的人工智能再次经历了革新，开拓了一个更全面的技术方向。
可惜的是目前没有操作原型代码，只公布了视频展示内容，真的是很期待上手试试。什么？你对论文详细内容很感兴趣？来给你论文地址，去认真研究吧！~

论文地址：

http://rgl.s3.eu-central-1.amazonaws.com/media/papers/Vicini2022sdf_1.pdf

end

原贴地址：      https://mp.weixin.qq.com/s/SPKcwoz7sJ4uFUJZX5Lo3g

这一天是迟早的
不过超过人类还需要一段时间
但是一旦超过人类
那么真实世界的模型，都可以快速计算机化
人类只能坚守创意 创造力这个最后的阵地了！