搜索我结，渲染我结：在三维空间中嵌入搜索和可微分渲染的节点
摘要：基于结节点的逆感知艺术问题引入。给定多个目标图像及其对应的视角配置，目标是找到一个三维的基于结节点的管状结构，在指定的视角配置下与目标图像相似。为了解决这个问题，我们首先设计了一个可微分的渲染算法，用于在任意透视相机配置中渲染嵌入在三维空间中的管状结。利用这个可微分的渲染算法，我们搜索结配置的空间，找到理想的结嵌入。我们通过欲得的模板结的同胚表示结嵌入，同胚由一个可逆神经网络的权重参数化。我们的方法是全可微的，因此可以使用基于梯度的优化方法找到理想的三维管状结构以满足所需的感知艺术效果。我们提出了几个损失函数，施加额外的物理约束，确保管道无自交，位于预定义的空间区域内，满足管道材料的物理弯曲限制并且材料成本在指定的预算范围内。通过结果展示，我们的结嵌入具有很高的表达能力，并且即使对于具有挑战性的目标图像，无论是单个视角还是多个视角约束，都能取得令人印象深刻的效果。通过广泛的消融研究，我们展示了每个提出的损失函数在保证物理可实现性方面的有效性。我们构建了一个真实世界的三维打印物体，以展示我们方法的实际应用价值。据我所知，我们是首次提出了基于结节点逆感知艺术的全可微优化框架。
作者：Aalok Gangopadhyay, Paras Gupta, Tarun Sharma, Prajwal Singh, Shanmuganathan Raman
论文ID：2307.08652
分类：Graphics
分类简称：cs.GR
提交时间：2023-08-22