3DGS转Mesh方法汇总
# 把3DGS作为深度测量的手段，然后应用多视角深度融合方法
3DGS -> 渲染深度图 -> TSDF fusion -> Marching Cubes -> Mesh
3DGS -> 渲染深度图 -> 提取法线 -> Poisson Surface Reconstruction -> Marching Cubes -> Mesh
# (CVPR 2024) SuGaR：把“棉花团”压扁
# (SIGGRAPH 2024) 2D Gaussian Splatting：把“棉花团”换成“薄纸片”
3D Gaussian 是有厚度的椭球。即使它靠近真实表面，也无法明确说“椭球内部哪一层才是表面”。
核心insight：想获得稳定深度，最好让 primitive 本身就有明确表面，而不是从一个有厚度的体积中事后解释表面。
2DGS 直接把椭球压成一张有方向的二维 Gaussian disk：
真实场景主要由薄表面组成，因此直接用薄表面 primitive，而不是先用体积 blob，再猜表面在哪里。
对每个像素，它不再简单使用 Gaussian 中心计算深度，而是计算相机射线与这张 2D Gaussian disk 的真实交点，使得同一个 disk 在不同像素处能够产生不同深度。
它还加入：
- depth distortion loss：让同一条射线上参与渲染的 2DGS 聚集到同一表面附近
- normal consistency：让 2DGS 法线与深度图导出的法线（深度的梯度）一致
最后从训练视角渲染出深度图，用TSDF fusion提取Mesh：
作为最早一批探索 3DGS转Mesh方法的论文，2DGS 成为后续方法的重要基线：
- RaDe-GS 直接采用其 depth distortion 和 normal consistency；
- QGS 将二维平面 disk 推广成可弯曲的二次曲面；
- AGS-Mesh 将自己的先验过滤和 meshing 方法直接实现到 2DGS 上；
- PGSR 证明其多视角正则也可以直接用于 2DGS。
# (SIGGRAPH 2024) Gaussian Surfels：把椭球压成零厚度，并清理轮廓处的“幽灵深度”
和 2DGS 很接近，也是定义法向量且把 3DGS 的一个轴长度设为0，使其变成 2D Gaussian disk。
和 2DGS 的不同之处在于，其加入了不同的loss：
- Depth-normal consistency loss 对渲染得到的深度和法线计算loss，强制他们保持一致
- Normal-prior loss 用外部法线告诉模型表面大致朝哪边，本文是先用一个深度估计模型 Omnidata 从训练视角图像中提取法线，再以此个渲染出的法线算loss
- Opacity loss 强制 Gaussian 的透明度分布在0附近或者1附近。
此外，Gaussian Surfels还有一个核心创新点是深度图渲染后执行Poisson Surface Reconstruction之前的点云清理操作。
本文发现，即使 surfel 是平面的，Gaussian 在二维平面内仍有无限衰减尾部。轮廓附近，一条本应看到背景的射线可能受到前景 surfel 尾部的一点 alpha 影响，产生位于前景附近的错误深度点。
本文的解决方法是先根据所有 surfels 的空间覆盖情况建立一个体积支持区域，再删除那些落在低支持区域中的反投影深度点。具体来说，先将场景划分为5123的网格，对于其中的每个体素，计算其相交的 Gaussian Surfels 在此处的透明度并累加。如果最后累计的透明度小于一定阈值，就标注为un-occupied，之后如果深度渲染结果中有点落在这个un-occupied体素内，这个点就不进入Poisson Surface Reconstruction。
结果显示这种方式可以显著降低Poisson Surface Reconstruction重建结果中的错误。
# (2024 arxiv 完稿 ACM ToG 2026 录取) RaDe-GS
# (IEEE TVCG 2024) PGSR
# 其他相关方法
(WACV 2025) DN-Splatter 给原版 3DGS 加上各种 loss 函数，从而更好利用深度数据和法线数据训练 3DGS。
(ECCV 2024 Workshops，Wild3D) GS2Mesh 不相信 Gaussian 几何，只相信它合成新图像的能力，在在每个原始相机附近生成水平偏移的虚拟相机做传统双目测距。
# 把3DGS作为生成定向点云的手段，然后应用定向点云转Mesh的方法
3DGS -> 渲染深度图+法线 -> Poisson Surface Reconstruction -> Marching Cubes -> Mesh
# 把3DGS和SDF对应起来，然后应用SDF转Mesh的方法
前置知识：
# 把3DGS作为生成点云的手段，然后应用点云转Mesh的方法
前置知识：