GSWT: Gaussian Splatting Wang Tiles

香港科技大学（中国・香港特別行政区）
Eyeline Labs、米国

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要旨

3D Gaussian Splatting (3DGS) は、高い効率でフォトリアリスティックな 3 次元シーンを再構築・レンダリングできる優れた手法として注目されています。しかし、1 枚の撮影例から大規模あるいは無限に広がる地形を合成するという課題は未解決です。本稿では、この問題を解決するタイルベースのフレームワークを提案します。私たちの手法は Wang Tiles を基盤とし、各タイルが境界条件付きローカルガウス分布フィールドを符号化しているため、シームレスな遷移を保証します。これにより、任意の表面上で確率的だが連続的なガウス分布のタイル配置が可能となり、高い空間多様性を持つ広大な地形をプロシージャル生成できます。また、3DGS Wang Tiles の固有特性に合わせたレンダリング最適化を導入し、大規模 3DGS 地形のリアルタイム描画を実現しました。

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パイプライン

複数視点画像から例示シーンを取得し、任意表面上でタイル配置可能かつ本研究独自の GSWT レンダラーでリアルタイムにレンダリングできる Gaussian Splatting Wang Tiles（GSWT）を構築することが目標です。全体フローは以下の通りです。

1. 再構築 – 例示シーンを複数 LOD で 3DGS に再構築します。
2. タイル生成 – 各レベルについて、エッジ・センターパッチをサンプリングし、意味的に配慮したグラフカットアルゴリズムを適用して Wang Tiles の集合を作成します。
3. 前処理 – スロットフリー splatting を高速化するため、各タイルを事前にソートします。
4. 実行時タイル配置 – 実行時にオンザフライでタイルを配置し、GSWT ベースの地形合成とレンダリングを効率的に行います。

• (a) 入力画像から異なる LOD で例示シーンを複数回構築。
• (b) タイルセットを構築し、レンダリング前に前処理。
• (c) ワーカースレッドで表面を実行時にタイル化、メインスレッドで各フレームを描画。

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参考文献

@inproceedings{Zeng:2025:gswt,
  author = {Zeng, Yunfan and Ma, Li and Sander, Pedro V.},
  title = {GSWT: Gaussian Splatting Wang Tiles},
  year = {2025},
  publisher = {Association for Computing Machinery},
  booktitle = {SIGGRAPH Asia 2025 Conference Papers},
  location = {Hong Kong, China},
  series = {SA '25}
}