GCL实验室获批国家元宇宙专项项目

近日，国家自然科学基金委员会公布了2024年国家自然科学基金“元宇宙理论与技术基础研究”专项项目（第II期）评审结果，此批次资助项目全国仅十项左右。其中，安徽省图形计算与感知交互重点实验室（GCL）张举勇教授与郭玉东特任副研究员申报的“结构化辐射场表达及其高效优化”项目获得国家自然科学基金委员会资助。此次元宇宙专项的设立，紧密围绕元宇宙核心科学问题，集中国内优势研究团队进行研究，旨在探索与发展元宇宙感知、仿真、交互、协作等基础理论与关键技术并进行应用验证，力争在理论上引领前沿，技术上实现创新，提升我国在元宇宙领域的国际竞争力。

元宇宙是泛在互联网时代先进信息技术集成创新的重要体现，也是国家数字经济战略竞争力的重要标志，它的发展对于提升国家科技创新能力、推动经济增长具有重要作用和意义。目前，元宇宙领域的研究正处于快速发展阶段，亟需在元宇宙基础理论、关键技术突破上布局，推动元宇宙领域的发展和应用。GCL实验室依托于中国科学技术大学，集中中科大数学科学学院及其他院系在相关方向的科技创新资源、调动虚拟现实技术领域研究资源，面向图形计算与感知交互前沿技术领域，瞄准安徽省乃至全国元宇宙产业，开展数字孪生、人机交互、多模态虚拟数字人、AIGC等领域的基础研究与产业应用。 主要研究方向包括几何设计与结构优化、CAX一体化、智能数字孪生与生成、并行几何计算等。

近年来，以NeRF、3DGS为代表的辐射场表达具有保真度高、全视角渲染、端到端可微等特点，在物体、场景与人的重建与生成方面取得了巨大突破。虽然已有辐射场表达在三维建模方面极大地提高了建模精度、渲染真实度、自由视点渲染等，但仍存在不能高效支持高保真物理仿真、属性编辑等。此外，现有基于辐射场的三维建模算法仍然采用神经网络训练中常用的一阶随机梯度优化算法进行求解，并未充分挖掘此问题所独有的非线性结构特性。“结构化辐射场表达及其高效优化”项目拟突破现有隐式辐射场、无结构辐射场所存在的本质缺陷，提出结构化辐射场表达，以同时支持建模精度、渲染保真度、支持物理仿真等要求；研究针对高斯表达的高效非线性优化，突破现有一阶随机梯度算法的收敛速度，以使得在普通终端上部署三维建模的训练与推理；研究基于联邦学习的数据隐私保护建模算法，并应用于城市级大场景重建。 通过上述研究推动三维重建技术走向普及，促进元宇宙发展，赋能数字中国建设。