Три метода визуализации трехмерных данных
Есть три наиболее распространенных способа визуализации трехмерных сложных объектов: облака точек, воксели и сеть треугольников (mesh). Облака точек не требуют какой-то дополнительной обработки, но для более менее хорошей визуализации зданий или других объектов требуется высокая плотность размещения точек. У вокселей видна их кубическая структура.
Сети треугольников применяются везде: в профессиональной 3D графике, в компьютерных играх, они достаточно хорошо передают геометрию объектов. Но если мы говорим про 3D mesh, сгенерированные в процессе обработки данных дистанционного зондирования, то у них часто бывают проблемы с восстановлением точной формы сложных объектов. Например, листвы деревьев или тонких труб.
Четвертый метод визуализации
На помощь приходит метод, который называется Gaussian Splatting. Любой трехмерный объект можно представить в виде набора эллипсоидов с определенным цветом и прозрачностью. Единственная проблема — нужно подобрать параметры этих эллипсоидов. Долгое время эта задача была довольно сложной с точки зрения вычислений, но не так давно ее научились решать с помощью GPU. Поэтому для создания таких сцен нужны библиотеки, которые обычно используются для работы с нейросетями (например, Pytorch).
Так выглядит представление сцены в виде непрозрачных эллипсоидов:
Если к каждому элипсоиду добавить нужный уровень прозрачности, то мы получаем трехмерную сцену, которая выглядит почти как фотография. Рендеринг сцены довольно быстрый при условии использования GPU.
Как эта технология используется в ГИС?
Для создания трехмерных слоев на базе технологии gaussian splatting можно использовать продукты Drone2Map 2025.2 и ArcGIS Reality 2025.2. Слои можно создать на основе аэрофотосъемки или данных полученных с помощью дронов. Для хранения слоев используется формат 3D Tiles. Просматривать слои на данный момент можно в ArcGIS Pro 3.6.
Слои Gaussian Splatting можно применять для визуализации сложных объектов с большим количеством мелких и тонких элементов (труб, перил, сеток). Ниже пример визуализация 3D слоя с помощью ArcGIS Pro. Видны даже мелкие детали оборудования промышленного объекта.
Сравнение 3D Mesh и Gaussian Splatting
На скриншоте ниже видна разница между двумя типами слоев, построенных на базе одних и тех же входных данных ( съемка с дрона, обработка в Drone2Map 2025.2). Несмотря на то, что слой 3D mesh достаточно хорошо передает мелкие детали здания, перила слишком тонкие и для их восстановления не хватает разрешения камеры. Справа слой Gaussian Splatting, у него все мелкие детали восстановлены хорошо, почти на уровне фотографии.
Если вам нужны 3D модели с мелкими деталями, реалистично выглядящей листвой, то Gaussian Splatting Layers являются хорошим вариантом.
Как построить Gaussian Splatting Layer?
Для этого нужно обновить ArcGIS Drone2Map до версии 2025.2. Далее вы можете открыть уже существующий проект и в настройках появится новый пункт Gaussian Splats.
Как получить хороший результат с помощью Gaussian Splats?
Требования такие же, как для создания детальной 3D mesh модели. Должен быть высокий процент перекрытия снимков, желательно использовать разные углы съемки.
На данный момент рендеринг Gaussian Splatting Layers не могут отображаться в веб-приложениях (ArcGIS Online и ArcGIS Enterprise), но все эти функции появятся в следующих релизах.
Статьи в блоге Esri по этой теме:
3 Key Benefits of Gaussian Splat Layers
What’s New in ArcGIS Drone2Map 2025.2
How to Create the Best Gaussian Splats in ArcGIS Reality
