Gauzillaは、Rust言語で実装されたGaussian Splattingレンダラーです。Gaussian Splattingは、3D空間を表現する革新的な手法として注目を集めており、NeRF（Neural Radiance Fields）の次ぐ技術として期待されます。

Gaussian Splattingとは

Gaussian Splattingは、3D空間内の点をガウス分布で表現し、それらを2D平面に投影することで画像を生成する技術です。この手法は、写実的な3Dモデリングや新規視点の合成に革命をもたらす可能性があります。Gaussian Splattingは光沢のある反射物体や細長い詳細を効果的にレンダリングでき、小さなディチールを犠牲にすることなく大規模な空間を捉えることができるとされています。

Gaussian Splattingは従来のRadiance Field手法と比較して、高品質な可視化をより迅速に実現できることが示されています。特に、トレーニングと描画の速度が大幅に向上しており、リアルタイムレンダリングが可能になっています。

Gauzillaの特徴

Rust言語での実装: 高速で安全なRust言語を使用しているため、パフォーマンスが優れています。
CPU基盤のレンダリング: ほとんどGPUを必要とせず、主にCPUのみで動作するため、幅広いプラットフォームで利用可能です。
高速なレンダリング: 最適化されたアルゴリズムにより、大規模なGaussian Splatモデルでもリアルタイムレンダリングが可能です。
クロスプラットフォーム: macOS、Windows、Linuxなど、様々なOSで動作します。

技術的な詳細

Gauzillaは、以下のような手順でレンダリングを行います：

.plyもしくは.splatファイルからガウシアンデータを読み込む
カメラモデルを初期化
カメラからの深度でガウシアンをソート
3Dガウシアンを2D平面に投影し、楕円（2Dガウシアン）のパラメータを計算
各ガウシアンに対して2Dガウシアンパラメータとバウンディングボックスを生成
ピクセルごとにガウシアンをサンプリングし、不透明度（アルファ値）と色を計算
最終的な出力画像に各ガウシアンの寄与を加算

この手法は、従来のポリゴンベースのレンダリングとは異なり、3D空間を点群として表現し、それぞれの点をガウス分布として扱います。これにより、複雑な形状や材質を効率的に表現することが可能になります。

今後の展望

Gaussian Splattingは急速に発展している分野であり、Gauzillaは、この技術の普及と応用範囲の拡大に大きく貢献するのではないでしょうか。

参考文献

Gauzilla GitHub Repository