透過 3D Gaussian Splatting 進行 Grace Cathedral 的數位保存
透過 3D Gaussian Splatting 進行 Grace Cathedral 的數位保存
使用 Gaussian Splatting 進行高保真建築重建
Vincent Woo 開發了舊金山 Grace Cathedral 的沉浸式 3D 導覽，展示了 3D Gaussian Splatting (3DGS) 在歷史建築數位保存方面的功效。該專案結合了攝影測量法與現代渲染技術，以捕捉複雜的細節，包括傳統上在 3D 模型中難以建模的彩色玻璃與反射效果。
技術實作與工具鏈
Grace Cathedral 的重建是使用 PlayCanvas 引擎構建的。雖然主要來源未詳細說明大教堂的具體工作流程，但 Vincent Woo 的類似專案（例如 Sutro Tower 的 3D 掃描）揭示了建立這些 "splats" 的一致技術流程：
- 數據收集：從多個角度捕捉數千張主體的照片（通常對外部結構使用無人機）。
- 圖像對齊：使用 RealityCapture 等軟體進行對齊，藉此識別不同圖像之間的對應點以建立空間關係。
- 模型生成：利用
gsplat函式庫來生成最終的 3D Gaussian Splat 模型。
關鍵視覺能力
對於建築導覽而言，3D Gaussian Splatting 比傳統基於網格 (mesh-based) 的渲染具有多項優勢：
- 複雜材質處理：該技術擅長捕捉反射與玻璃的半透明感。在 Grace Cathedral 模型中，彩色玻璃的色彩與神韻得到了高保真度的呈現。
- 細節密度：該模型達到的細節程度，使得複雜的內部元素（包括 Keith Haring 的祭壇畫）得以視覺化。
- 互動功能：導覽包含一個 "cutaway Peek" 功能，提供建築的剖面視圖。
社群見解與評論
技術觀察者與使用者皆指出了目前呈現方式的優點與限制：
- 視覺保真度：使用者注意到 "crazy level of detail"（瘋狂的細節程度），以及展示在標準 3D 重建中經常丟失的反射效果的能力。
- 導覽限制：部分使用者對 "on-rails"（軌道式）的呈現風格表示不滿，指出這可能導致難以仔細檢查特定細節（例如祭壇畫）。
- 比較背景：此方法被視為早期虛擬導覽（例如巴黎聖母院的 VRML 展示）的現代演進，從表面紋理貼圖轉向更具體積感且寫實的呈現方式。
"這展示了我最喜歡的 3dgs 部分之一，即反射與玻璃。彩色玻璃的色彩與神韻表現得非常出色。"
數位保存的應用
此專案作為歷史地點數位存檔的概念驗證。透過將物理空間轉換為高保真度的 splats，機構可以為後代保存建築物的視覺狀態，並在不受現場參訪物理限制的情況下，為全球觀眾提供可近的虛擬導覽。