ガウシアンスプラッティング入門ガイド

ガウシアンスプラッティングとは？

ガウシアンスプラッティング（Gaussian Splatting）は、3Dシーンを表現する最新の技術です。2023年に登場し、従来のNeRF（Neural Radiance Fields）などの手法と比較して、より高速で高品質な3D再構築と描画を可能にしました。

この技術の特徴は、3Dシーンを「ガウス分布」という数学的関数の集合体として表現する点にあります。これにより、複雑な3Dシーンをリアルタイムで描画することが可能になりました。

従来技術との違い

技術	処理速度	品質	学習時間
NeRF	遅い	高い	長い
PointCloud	速い	粗い	短い
ガウシアンスプラッティング	非常に速い	非常に高い	中程度

仕組みをわかりやすく解説

1. 基本的な考え方：点ではなく「ぼやけた球体」

従来の3D表現では、シーンを「点」の集まりとして表現することが多かったですが、ガウシアンスプラッティングでは「ぼやけた球体（ガウス分布）」の集まりとして表現します。

2. ガウス分布とは？

ガウス分布（正規分布）は、中心からの距離に応じて値が減少していく「釣り鐘型」の分布です。数学的には以下の特性を持ちます：

• 中心に近いほど値が大きい
• 中心から離れるほど値が小さくなる
• 完全にゼロになることはない（無限に広がる）

3. 3Dシーンの表現方法

ガウシアンスプラッティングでは、3Dシーンを以下のような特性を持つガウス分布の集合で表現します：

• 位置（Position）: 3D空間上の中心位置（x, y, z）
• 大きさと形（Scale）: 3方向への広がり具合
• 向き（Rotation）: ガウス分布の回転角度
• 色（Color）: RGB値と透明度
• 密度（Density）: どれくらい「濃い」か

これらのパラメータを持つガウス分布を数千〜数百万個配置することで、複雑な3Dシーンを表現します。