来自香港城市大学、密苏里大学堪萨斯城分校和岭南大学的研究人员推出新型3D场景表示方法CompGS（压缩高斯点渲染），高斯点渲染（Gaussian Splatting）是一种在3D图形学中用于渲染质量出众且效率很高的技术，它通过将3D场景分解为一系列高斯分布的点（3D Gaussians）来表示场景，并在渲染时将这些点投影到视图上。然而，这种方法需要大量的高斯点来保证高质量的渲染，导致数据量巨大，不利于实际应用。例如，如果你正在制作一个3D游戏，需要在游戏中实时渲染复杂的城市场景，使用CompGS可以在不牺牲渲染质量的前提下，减少场景所需的存储空间和传输带宽，从而提高游戏的性能和可玩性。
主要功能和特点：
- 高效压缩： CompGS通过紧凑的高斯基元（primitives）来表示3D场景，显著减少了数据量。
- 保持渲染质量： 即使在大幅度压缩数据量的情况下，CompGS仍能保持与原始高斯点渲染相当的渲染质量。
- 混合基元结构： 该方法设计了一种混合基元结构，通过预测关系来压缩高斯点，使得大部分基元可以以紧凑的残差形式表示。
- 速率约束优化： 开发了一个速率约束优化方案，以在比特率消耗和表示效率之间找到最佳平衡。
工作原理：
CompGS的核心思想是利用高斯点之间的预测关系来减少数据量。首先，它创建一组锚点（anchor primitives），这些锚点包含了丰富的参考信息。然后，它将剩余的点称为耦合点（coupled primitives），这些点通过锚点来预测，并且只包含用于补偿预测误差的紧凑残差嵌入（residual embeddings）。通过这种方式，大多数高斯点可以以残差形式高效表示，从而实现3D场景的紧凑表示。此外，CompGS还通过熵估计建立一个基元速率模型，并通过率失真损失来优化这些基元，以达到在渲染质量和比特率消耗之间的最佳平衡。
具体应用场景：
- 3D重建和渲染： CompGS可以用于3D场景的重建和渲染，例如在虚拟现实、增强现实或电影制作中创建高质量的3D环境。
- 数据存储和传输： 由于CompGS能够显著减少数据量，它也适用于需要高效存储和快速传输3D场景数据的应用，如在线3D模型库或远程渲染服务。
- 实时视图合成： 在需要实时根据用户视角合成新视图的应用中，CompGS可以提供高效的3D场景表示，以支持流畅的用户体验。
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