3D計測や空間可視化の分野では、近年「Gaussian Splatting」という新しい表現手法が注目されています。 点群やメッシュに頼らず、ガウス分布を用いて空間を描写するこの技術は、高精細な表現と高速な描画性能を両立できる点が特徴です。
その発展形として登場しているのが、時間の概念を取り入れた4D Gaussian Splattingです。 本記事では、3D Gaussian Splattingとの違いを整理しながら、4D化によって何が可能になるのかを解説します。
Gaussian Splattingは、空間内に配置された多数のガウス分布によってシーンを構成する手法です。 各ガウスは位置や大きさ、色の情報を持ち、それらを重ね合わせることで立体的な空間を表現します。
この手法は、従来の点群表現と比べてノイズが少なく、視点を変えた際の連続性にも優れています。 また、高品質な視覚表現を比較的軽量なデータで実現できる点も特徴です。
3D Gaussian Splattingは、ある時点の空間を高精度に再現することを得意とします。 地形、構造物、設備、文化財など、形状が固定された対象の可視化に適しています。
一方で、表現されるのはあくまで静止した空間です。 水の流れや人の動き、構造物の変化といった時間的な要素を含めた表現は難しく、変化の把握という点では課題が残っていました。
Gaussian Splattingとは？リアルタイム3D再構築の新技術
4D Gaussian Splattingは、三次元空間に時間軸を加えることで、空間の変化そのものを表現する技術です。 ガウス分布が時間とともに移動や変形を行うことで、連続的な変化を滑らかに再現できます。
これにより、同じ場所であっても「どの時点の状態なのか」を含めた空間理解が可能になります。 単なる形状の記録から、変化の過程を含めた記録へと進化した点が大きな特徴です。
時間を含めた空間表現は、調査や管理の考え方そのものを変えます。 過去と現在の状態を比較するだけでなく、変化の流れを連続的に捉えることで、異常や傾向をより早く把握できるようになります。
特に、自然環境やインフラの分野では、わずかな変化が将来的なリスクにつながるケースも少なくありません。 4D表現は、そうした変化を直感的に理解するための基盤となります。
4D Gaussian Splattingは、ドローン測量やレーザー計測、水中調査などで取得される時系列3Dデータと高い親和性を持っています。 繰り返し取得される計測データを時間軸で整理することで、現場の状況を立体的に把握することが可能になります。
近年、ウインディーネットワークでも、ドローンや海洋調査によって得られる3Dデータをどのように「使える情報」として活用するかが重要なテーマとなっています。 4D表現は、こうしたデータ活用を一段階進める手法のひとつとして注目されています。
4D Gaussian Splattingは、空間を記録する技術から、変化を理解する技術へと3D表現を進化させるアプローチです。
時間を含めて空間を捉えることで、これまで見えにくかった変化や傾向が可視化され、調査や解析、将来予測の精度向上につながります。 今後、計測技術やデータ活用が進む中で、こうした4D表現の役割はさらに広がっていくでしょう。