We present MIRReS, a novel two-stage inverse rendering framework that jointly reconstructs and optimizes the explicit geometry, material, and lighting from multi-view images. Unlike previous methods that rely on implicit irradiance fields or simplified path tracing algorithms, our method extracts an explicit geometry (triangular mesh) in stage one, and introduces a more realistic physically-based inverse rendering model that utilizes multi-bounce path tracing and Monte Carlo integration. By leveraging multi-bounce path tracing, our method effectively estimates indirect illumination, including self-shadowing and internal reflections, which improves the intrinsic decomposition of shape, material, and lighting. Moreover, we incorporate reservoir sampling into our framework to address the noise in Monte Carlo integration, enhancing convergence and facilitating gradient-based optimization with low sample counts. Through qualitative and quantitative evaluation of several scenarios, especially in challenging scenarios with complex shadows, we demonstrate that our method achieves state-of-the-art performance on decomposition results. Additionally, our optimized explicit geometry enables applications such as scene editing, relighting, and material editing with modern graphics engines or CAD software. The source code is available at https://brabbitdousha.github.io/MIRReS/


翻译:本文提出MIRReS——一种新颖的两阶段逆向渲染框架,能够从多视角图像中联合重建并优化显式几何、材质与光照。与以往依赖隐式辐照场或简化路径追踪算法的方法不同,我们的方法在第一阶段提取显式几何(三角网格),并在第二阶段引入更贴近真实物理的逆向渲染模型,该模型采用多弹跳路径追踪与蒙特卡洛积分。通过利用多弹跳路径追踪,本方法能有效估算间接光照(包括自阴影与内部反射),从而提升形状、材质与光照的本征分解质量。此外,我们将蓄水池采样整合到框架中以应对蒙特卡洛积分中的噪声问题,在低样本数条件下提升收敛效率并支持基于梯度的优化。通过对多种场景(尤其是具有复杂阴影的挑战性场景)进行定性与定量评估,我们证明本方法在分解结果上达到了最先进的性能。同时,优化后的显式几何支持在现代图形引擎或CAD软件中实现场景编辑、重光照及材质编辑等应用。源代码发布于 https://brabbitdousha.github.io/MIRReS/

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
Multi-Domain Multi-Task Rehearsal for Lifelong Learning
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月14日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员