高斯泼溅是什么？
高斯泼溅（Gaussian Splatting）就是：
用一堆"有大小、有方向、有颜色的模糊小点"，
直接把 3D 世界"糊"到 2D 图像上。
一、先别急着 3D：从"泼溅"这个词理解
1️⃣ 什么是 "Splatting（泼溅）"？
你可以想象：
- 不是画一个 点
- 而是往画布上 甩一滴墨水
这滴墨水：
- 中心最浓
- 周围逐渐变淡
👉 这就叫 splat（泼溅）
2️⃣ 那"高斯"是什么意思？
你学过高斯分布吧？
- 中间高
- 四周低
- 平滑、连续
👉 高斯泼溅 = 高斯形状的一滴墨水
二、高斯泼溅在 3D 里到底是什么？
🎯 一个 3D 高斯点包含什么？
一个 3D Gaussian 不是"点"，而是：
| 属性 | 直觉理解 |
|---|---|
| 位置 (x,y,z) | 这个墨点在 3D 哪 |
| 协方差 Σ | 这个墨点是圆的？扁的？拉长的？ |
| 颜色 (RGB) | 它是什么颜色 |
| 不透明度 α | 是实心？还是半透明？ |
👉 它是一个 "有体积的模糊点"
你可以这样想象（很重要）
整个 3D 场景 = 一堆彩色的 3D 墨团
三、高斯泼溅是怎么"画"出一张图的？
步骤 1️⃣：从一个相机视角看
就像你拿手机拍照：
- 相机有位置
- 有朝向
- 有焦距
步骤 2️⃣：把 3D 高斯投影到 2D
每一个 3D 高斯：
- 被"压扁"到屏幕上
- 变成一个 2D 椭圆模糊斑
步骤 3️⃣：按深度顺序"泼"
从远到近：
- 先泼远处的墨点
- 再泼近处的墨点
用 α 混合（你以后图形学会学）：
后面的颜色覆盖前面的颜色
最终效果
- 没有三角形
- 没有网格
- 没有体素
👉 直接就是一张高质量图片
四、为什么大家突然都用高斯泼溅？
对比一下你就懂了 👇
🟥 传统 3D（Mesh）
- 三角形
- 建模难
- 真实感一般
🟨 NeRF（体渲染）
-
效果好
-
但：
- 每个像素都要算一堆采样
- 非常慢 ❌
🟩 高斯泼溅（3DGS）
| 优点 | 直觉解释 |
|---|---|
| 🚀 超快 | 直接画，不采样 |
| 🧠 好训练 | 参数就是点 |
| 🎨 真实感强 | 自然模糊 + 连续 |
| 🔄 易优化 | 梯度好算 |
👉 第一次实现：NeRF 级画质 + 实时渲染
五、你一定要记住的 3 个"核心理解"
✅ 1️⃣ 高斯泼溅 ≠ 点云
- 点云：
❌ 一个像素一个点 - 高斯泼溅：
✅ 一个点影响一片区域
✅ 2️⃣ 它本质是"前向渲染"，不是"体采样"
NeRF：
👉 问"这条光线上有没有东西？"
Gaussian Splatting：👉 说"我把东西直接画上去"
✅ 3️⃣ 它是 CV + 图形学 的交叉
这也是为什么它最近这么火：
- CV：优化、学习
- 图形学：投影、混合、渲染
六、和"目标检测"有什么关系？
你现在可能觉得：
"我又不做 3D，和我有什么关系？"
其实关系很大 👇
- 高斯泼溅 = 连续表示
- 目标检测 = 离散框
👉 趋势是：
- 2D 检测 → 3D 检测
- 框 → 体 → 连续表示
以后你会看到：
- 用高斯表示目标
- 用连续密度代替框
七、给你一个"初学者类比总结"
NeRF 像是用 CT 扫描一条光线
高斯泼溅像是直接拿喷枪画画
是的，这 5 篇文章全部都是以「原始 3D Gaussian Splatting（3DGS）」为基础，在它之上做针对"水下场景"的改进。
但这句话如果只停在这里，其实你还没真正理解 。下面我会帮你把"基于 3DGS 改进 "这件事讲得非常清楚、非常具体，让你以后看论文一眼就知道"它改的是哪一层"。
一、先明确一个"原点"：什么是「原始 3DGS」
你现在脑子里应该有这样一个标准版 3DGS：
原始 3DGS 假设了 5 件事（很重要）
1️⃣ 世界是 清晰空气
2️⃣ 没有雾、没有水、没有参与介质
3️⃣ 同一个 3D 点，从哪看颜色都差不多
4️⃣ 所有高斯都是 静态的
5️⃣ 相机看到的 = 物体表面反射的光
👉 这在水下全部是错的
二、这 5 篇论文到底"基于 3DGS"改了什么？
我用一个你以后看论文能直接套用的分类法来讲：
一篇 GS 论文，通常只能改 4 个地方
| 层级 | 能改什么 | 举例 |
|---|---|---|
| ① 表示层 | 高斯表示什么 | 物体？水？ |
| ② 渲染层 | 怎么合成像素 | α 混合？物理模型？ |
| ③ 优化层 | 用什么 loss / 约束 | 深度、边缘、物理 |
| ④ 数据层 | 输入是不是干净 | 动态、稀疏、噪声 |
三、把这 5 篇论文放进这 4 层结构里（核心）
✅ WaterSplatting
改了什么？
👉 ① 表示层 + ② 渲染层
-
保留原始 3DGS：只画 几何
-
新加一个 水体 volume field
-
渲染时：
先 GS → 再加水
📌 没有动 GS 的核心机制
✅ UW-GS
改了什么？
👉 ① 表示层 + ③ 优化层 + ④ 数据层
-
高斯颜色变成：
- 和距离有关
-
新密度控制策略：
- 防止远处"没高斯"
-
加动态 mask：
- 别把鱼学进 3D
📌 仍然是 GS + α 混合
✅ SeaSplat（如果你看到这篇）
改了什么？
👉 ② 渲染层 + ③ 优化层
-
不直接学"看到的颜色"
-
用 水下成像公式算
-
高斯学的是：
- "真实颜色"
📌 渲染方程被改了
✅ 3D-UIR
改了什么？
👉 ① 表示层（最狠）+ ② 渲染层
-
一个高斯 ≠ 一个颜色
-
拆成：
- 物体 appearance
- 水的 appearance
-
再物理合成
📌 这是"结构性改动"
✅ RUSplatting
改了什么？
👉 ③ 优化层 + ④ 数据层（工程向）
- RGB 分通道物理参数
- 中间帧插值
- 自适应权重
- 去噪但保边
📌 GS 本体几乎没动
四、用一句话总结每一篇"到底算不算改 GS"
| 论文 | 算不算"基于 3DGS" | 原因 |
|---|---|---|
| WaterSplatting | ✅ 是 | GS 是几何核心 |
| UW-GS | ✅ 是 | GS + 水下约束 |
| SeaSplat | ✅ 是 | GS + 物理渲染 |
| 3D-UIR | ✅ 是 | GS 表示被扩展 |
| RUSplatting | ✅ 是 | GS + 鲁棒训练 |
👉 它们没有一篇"推翻 GS"
五、你现在应该形成的"研究直觉"（非常重要）
你以后看 GS 论文时，可以直接问 3 个问题：
1️⃣ 高斯到底在表示什么？
（物体？体？两者？）
2️⃣ 像素颜色是怎么来的？
（直接 α 混合？物理公式？）
3️⃣ 哪些地方原版 GS 在作弊？
（水下、雾、动态）
六、对你这个阶段最重要的一句话
这 5 篇论文不是 5 种完全不同的方法，
而是 5 种"在 3DGS 这个地基上加不同楼层"的方式。