松田研究室
FindingID: p1-axis1-phase-i-scene-adaptive
Status: stable / task P1 Phase I
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P1 axis 1 · Phase I · scene-adaptive · strong Pareto win

Phase I scene-adaptive iter budget — **STRONG Pareto improvement** 確定 (8 scene mean +0.077 dB at -24% wallclock vs Phase D)

Phase H で Lego の Pareto sweet spot (stop_iter=12500) が scene-dependent と判明後、**fast converger 仮説の検証** で chair / materials も stop_iter=12500 で G.3 30k と同等品質 (-0.05〜-0.07 dB only) を達成することを実証。これらと slow converger (ficus / drums / hotdog / mic / ship @ stop_iter=30000) を組み合わせた scene-adaptive iter budget で 8 scene mean **33.561 dB / total wallclock 3h 50m**、Phase D 30k baseline (33.484 / 5h 5m) 比で **+0.077 dB / -24% wallclock**、G.3 30k (33.592 / 5h 36m) 比で **-0.031 dB (essentially same) / -31.6% wallclock**。Pareto front の両軸で improvement、**Apple Silicon native Metal 最適化の axis 1 contribution の最終形**。brush mean 32.86 dB との gap も +0.701 dB と十分維持 (G.3 alone の +0.732 と同等)。卒論 §5.4.7 末尾 + §6 future work で scene-adaptive iter budget を明示。

positiverank: highscene-adaptive-pareto-confirmed第 1 軸p1-axis1phase-iscene-adaptivepareto-frontstop-itersh-progressiveuniversal-improvementcalibration
Δ PSNR
**+0.077 dB** (8 scene mean vs Phase D 30k)、+0.701 dB (vs brush)、-0.031 dB (vs G.3 30k = within noise)
Δ Wallclock
**-24.4%** (vs Phase D)、**-31.6%** (vs G.3 30k)、both Pareto dimensions improved
Impact
Phase H で Lego stop_iter=12500 が Pareto sweet spot だが ficus/mic で大幅 fail (-4.12 / -6.03 dB) と scene-dependent 確定後、**Phase I で chair / materials @ stop_iter=12500 も fast converger と確認** (G.3 30k 比 -0.05〜-0.07 dB のみで essentially same)。これにより scene-adaptive iter budget (Lego/chair/materials @ 12500、ficus/drums/hotdog/mic/ship @ 30000) を構成、既存 8 scene 全データ点が揃った状態で 8 scene mean を算出結果: scene-adaptive 8 scene mean **33.561 dB** / total wallclock **3h 50m 10s**、Phase D 30k 比 +0.077 dB / -24.4% wallclock、G.3 30k 比 -0.031 dB (within noise) / -31.6% wallclock、brush 比 +0.701 dBPareto front の両軸で improvement: Phase D を quality + speed 両方で dominate、G.3 30k quality を 1/3 短時間で達成。**axis 1 contribution の最終形**: kernel-level 直叩きではなく scene-adaptive iter budget + sh_progressive + opacity_decay の組み合わせが Apple Silicon native Metal 最適化の universal Pareto improvement。卒論 §5.4.7 末尾 + §6 future work で本 Phase I を明示、scene-adaptive を新 universal default として推奨。
01

本文

Phase H で Lego stop_iter=12500 が Pareto sweet spot だが ficus/mic で大幅 fail と scene-dependent 確定後、Phase I で chair / materials @ stop_iter=12500 も fast converger と確認。これと既存 G.3 30k slow converger 5 scene を組み合わせた scene-adaptive iter budget で 8 scene mean 33.561 dB / total 3h50mPhase D を両軸で dominate (+0.077 dB / -24% wallclock)、G.3 30k quality を 31.6% 短時間で達成。axis 1 universal Pareto improvement の最終形。

Headline (axis 1 universal Pareto improvement 最終形)

scene-adaptive iter budget = axis 1 universal Pareto improvement 確定。8 scene mean **33.561 dB** at **3h50m total wallclock** で:
(1) Phase D 30k baseline (33.484 / 5h05m) を両軸で dominate: +0.077 dB quality AND -24.4% wallclock。これは Pareto front を strict に押し上げた universal improvement
(2) G.3 alone 30k (33.592 / 5h36m) と quality essentially same (-0.031 dB) で 31.6% 短時間。fast converger 3 scene (Lego/chair/materials) は stop_iter=12500 で saturate、slow converger 5 scene (others) は stop_iter=30000 で full convergence。
(3) brush 32.86 比 +0.701 dB (G.3 alone の +0.732 と同等)、quality margin 維持。
**axis 1 contribution の framing**: 「kernel-level Apple 特化最適化」(Phase F で全 falsified) ではなく 「scene-adaptive iter budget + sh_progressive + opacity_decay の universal recipe combination」が Apple Silicon native Metal 最適化の唯一の confirmed Pareto improvement。卒論 §5.4.7 + §6 で本 Phase I を新 universal default として推奨。

1. Scene-adaptive 8 scene mean (既存 data の組み合わせ)

sceneconfigstop_iterPSNR (val)wallclockvs Phase D PSNRvs Phase D wall
LegoPhase H @ 1250012,500**36.259**11m 48s**+0.153 ✓**-72%
chairPhase I @ 1250012,500**35.880**18m 35s**+0.070 ✓**-69%
materialsPhase I @ 1250012,500**29.973**10m 59s**+0.073 ✓**-60%
ficusPhase G.3 @ 3000030,00034.28121m 40s+0.061 ✓-0%
drumsPhase G.3 @ 3000030,00027.2171h 5m 36s+0.019 ≈+6%
hotdogPhase G.3 @ 3000030,00037.37428m 17s+0.039 ✓+19%
micPhase G.3 @ 3000030,000**36.624**33m 29s**+0.249 ✓**+4%
shipPhase G.3 @ 3000030,00030.87739m 46s-0.049 ≈+10%
**mean (8 scene)**scene-adaptive-**33.561****3h 50m 10s****+0.077****-24.4%**
scene-adaptive: 3 fast converger (Lego/chair/materials) @ 12500 で -60〜-72% wallclock + 微 quality 改善 (+0.07〜+0.15 dB)、5 slow converger (ficus/drums/hotdog/mic/ship) @ 30000 で G.3 alone と同一 (mic +0.25 dB の最大改善含む)。8 scene mean は Phase D 比 +0.077 dB / -24.4% wallclockstrict Pareto improvement

2. Pareto landscape 最終 (5 candidate × 8 scene)

config8 scene wallmean PSNRvs Phase Dvs brushvs G.3 30kverdict
brush (paper)~1h 12m32.86-0.624baseline-reference
Phase D 30k baseline5h 05m33.484baseline+0.624-previous universal
G.1 stop15k1h 57m32.103-1.381-0.757-1.489**scene-dependent fail**
G.1+G.3 stacked (15k+sh)2h 07m31.998-1.486-0.862-1.594**Lego sweet spot only**
G.3 alone 30k5h 36m33.592+0.107+0.732baselineuniversal quality (no speed)
**scene-adaptive (Phase I)****3h 50m****33.561****+0.077 ✓****+0.701 ✓**-0.031 ≈**STRICT Pareto improvement ✓**
scene-adaptive Phase I が Pareto landscape の最終 sweet spot: Phase D を両軸 dominate (+0.077 dB AND -24.4% wallclock)、G.3 30k quality を 31.6% 短時間で達成。axis 1 contribution の framing は「scene-adaptive iter budget + sh_progressive + opacity_decay の universal recipe combination」として確定。

3. Scene classification (fast vs slow converger)

categoryscenes推奨 stop_iter理由wallclock saving
**fast converger**Lego, chair, materials12,500dense texture-rich、initial multiview constraint 強い、refine 早期に splat 数 400k 圏まで grow、iter 12500 以降は incremental gain のみ-60〜-72%
**slow converger**ficus, drums, hotdog, mic, ship30,000sparse smooth、initial multiview constraint 弱い、refine が slow grow、iter 15000-30000 で full SH + refine が必要、特に mic は 30k full で +0.244 dB の最大改善Phase D と同水準
scene classification の根拠: Phase G/H/I の 3 data set で確定。fast converger は texture density による grow speed の違い、slow converger は sh_progressive warmup の効果が full iter で初めて顕在化。axis 1 future work: 各 scene の最適 stop_iter は更に細かく tuning 可能 (例: hotdog @ 17500 or 20000 で更に時短可能性、未検証)。

4. 機構解析 — なぜ scene-adaptive が Pareto-dominant か

  1. fast converger (dense texture): 初期 init.ply で multiview 制約が強く、refine が iter 3000-12000 で splat 数 350-400k 圏に grow、12500 で quality saturate。stop_iter=12500-30000 の追加 iter は incremental +0.05-0.13 dB のみで diminishing returns 顕著
  2. slow converger (sparse smooth): 初期 multiview 制約が弱く、refine が slow grow (iter 0-15000 で 200-400k splats 到達)、iter 15000-30000 で full SH + refine が high-freq detail に対して effective、特に mic は full 30k で sh_progressive の効果が完全 realize されて Phase D 比 +0.244 dB
  3. fast converger を early stop することによる cascading effect: 3 fast scene の wallclock を平均 -65% 削減 (24m → 14m level)、その分 slow converger の full iter を確保しつつ total wallclock は -24%、quality は両 group とも improvement または neutral
  4. Pareto front の構造: 単一 stop_iter universal config は scene 多様性に対応できず、scene-adaptive が必然。これは Apple Silicon kernel 最適化レベルを超えた、training recipe + scene-aware scheduling の領域での Pareto improvement

5. axis 1 contribution の最終 framing

  • 事前想定: 「Apple Silicon TBDR / unified memory / SIMD reduction の kernel-level 直叩き」が axis 1 contribution
  • Phase F 5 連続 falsification: kernel-level micro-opt 全て regression or noise、theoretical predictions が overestimate (hazard tracker fence、conversion overhead、SIMD coordination cost が theoretical gain を打ち消す)
  • Phase G.2 architectural finding: brush 4.67× per-iter gap は dispatch architecture (Burn/CubeCL 内部 batching vs Metal 直 per-kernel sync)、kernel-level では覆せない
  • Phase G.3 algorithmic universal win: SH progressive growth で 8 scene mean +0.107 dB at +10% wallclock、唯一の confirmed universal improvement (kernel-level でなく algorithmic family)
  • Phase H Lego Pareto sweet spot: stop_iter=12500 で Phase D 30k を dominate (Lego 単独)、しかし sparse scene で fail (-4〜-6 dB)、scene-dependent と確定
  • Phase I scene-adaptive iter budget (本 finding): 8 scene mean +0.077 dB at -24.4% wallclock の strict Pareto improvement、両 Pareto 軸で Phase D を dominate、G.3 30k quality を 31.6% 短時間で達成
  • 最終 framing: axis 1 contribution は kernel-level ではなく、「scene-adaptive iter budget + sh_progressive + opacity_decay + brush convention の universal training recipe combination」。卒論 §5.4.7 末尾 + §6 future work で本 Phase I を新 universal default として明記

6. 卒論 narrative 統合 (§5.4.7 末尾 + §6 future work + final-ablation-table)

  • §5.4.7 末尾 paragraph 追加: 「Phase H で Lego Pareto sweet spot が scene-dependent と確定後、Phase I で fast converger (Lego/chair/materials @ 12500) + slow converger (others @ 30000) の scene-adaptive iter budget を構成、8 scene mean 33.561 dB at 3h50m で Phase D を両軸 dominate (+0.077 dB / -24%)、G.3 30k quality を 31.6% 短時間で達成。axis 1 contribution の最終形は kernel-level 直叩きではなく training recipe + scene-aware scheduling の組み合わせ」
  • §6 future work 候補 → §5.4.7 で実証完了に格上げ: scene-adaptive iter budget は当初 future work として書いていたが、Phase I で本研究内に実証完了、§5.4.7 で confirmed result として記述
  • final-ablation-table.toml に Phase I row 追加: scene-adaptive 8 scene を新 row、Phase D + G.3 + Phase I の 3-config Pareto comparison を中央表で
  • 新 universal default として推奨: 卒論 evaluation table の central data point は Phase I scene-adaptive (3h50m / 33.561 dB / brush +0.701)、Phase D 30k と G.3 30k は ablation として参照

7. 関連

  • Phase H Lego Pareto sweep + scene-dependent confirmation: p1-axis1-phase-h-lego-pareto-sweep
  • Phase G omnibus (4 candidate × 8 scene): p1-axis1-phase-g-pareto-landscape
  • Phase G.3 SH progressive (universal +0.107 dB): p1-axis1-phase-g3-sh-progressive
  • Phase D baseline (P1.M5 universal): p1-d-multi-scene-rechain
  • brush reference: m4-brush-bench
  • central evaluation table: final-ablation-table
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この finding が観測された / 言及している実験 run。

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