fullseye

ボクセルの色分けウィング ―― 展示キャプション原稿

生成元: tools/gen_wingvox_gallery.py(py -3.11 tools/gen_wingvox_gallery.py)。 画像はすべて fullseye の op(volcolor / volops / render3d)と numpy 合成で 描いており(matplotlib 不使用)、図に焼いた数値は 1 つ残らずその場で op を呼んで 得た実測値である。乱数は seed 固定・幾何も固定なので再生成でバイト列が一致する (--verify で検査)。

このウィングの主張は 1 つ ―― 3-D のラベルは、切る前に色を付けなければならない。 断面ごとに色を付けるとラベル番号が断面ごとに振り直され、同じ部品が層ごとに 別の色になる。展示 2 がその差を本数で示す。

束ね方は tools/exhibit_tile.py の 3 種に従う。静止画の Markdown は すべて サムネイル表示 + クリックで原寸 の形で出してある。

1. 色分けしたボクセルの断面送り

色分けしたボクセルの断面送り

↑ 色分けしたボクセルの断面送り ―― 16 粒子を 26 連結でラベリングし、ボリュームのまま色を付けてから 24 枚の断面へ切り出した。1 つの粒子は最初から最後まで 1 色 (実測: 全 16 成分の色数が 1)。spacing (0.50, 0.20, 0.20) mm で 総体積 62.560 mm3。 使用 op: vol_label, vol_colorize_labels, vol_label_slice_rgb, vol_label_shape_stats, vol_label_palette。

この図に焼いた実測値 ```json { "components": 16, "slices": 24, "shape": [ 24, 48, 48 ], "spacing_mm": [ 0.5, 0.2, 0.2 ], "total_volume_mm3": 62.56, "colours_per_component": 1 } ```

2. ちらつきの対比 ―― 違うのは色を付ける順序だけ

ちらつきの対比 ―― 違うのは色を付ける順序だけ

↑ ちらつきの対比 ―― 違うのは色を付ける順序だけ ―― 左は断面ごとに 2-D ラベリングして色を付けたもの。断面が変わるたびに番号が振り直されるので、20 / 24 断面で少なくとも 1 粒子の色が変わる ((粒子, 断面) の変化 62 / 108 組 = 57.4 %、16 粒子すべてが一度は変わる)。右はボリュームで色を付けてから切ったもので、変化は 0 断面 / 0 組。同じパレット・同じ seed で、違うのは順序だけである。 使用 op: vol_label, vol_label_color_flicker, vol_colorize_labels, vol_label_slice_rgb, colorize_labels。

この図に焼いた実測値 ```json { "components": 16, "slices": 24, "per_slice_changed_slices": 20, "per_slice_changed_pairs": 62, "pairs_checked": 108, "per_slice_changed_components": 16, "flicker_rate_pct": 57.4, "volume_changed_slices": 0, "volume_changed_pairs": 0, "burned_in_running_total": 20 } ```

3. 6 / 18 / 26 連結 ―― 近傍の定義が成分数を決める

6 / 18 / 26 連結 ―― 近傍の定義が成分数を決める

↑ 6 / 18 / 26 連結 ―― 近傍の定義が成分数を決める ―― 同じ 2 つの立方体でも、頂点 1 点だけで接している場合は 6 連結 2 成分 / 18 連結 2 成分 / 26 連結 1 成分、稜線で接している場合は 2 / 1 / 1 となる。色数は成分数にそのまま連動する ―― 融合すれば色が 1 つ減る。 使用 op: vol_label, vol_label_volume_render, vol_label_palette。

この図に焼いた実測値 ```json { "corner": { "6": 2, "18": 2, "26": 1 }, "edge": { "6": 2, "18": 1, "26": 1 } } ```

4. 体積でふるいにかけても、残った粒子の色は動かない

体積でふるいにかけても、残った粒子の色は動かない

↑ 体積でふるいにかけても、残った粒子の色は動かない ―― min_volume を 0 から 9.320 mm3 まで 17 段で上げ、粒子を 1 つずつ落としていく。落ちた粒子は背景になるが、残った粒子の色は 1 画素も変わらない(全 17 コマで実測・確認)。番号を振り直さない (relabel=False)からで、振り直すとパレットの行が動いて色は総取り替えになる。 使用 op: vol_label, vol_label_shape_stats, vol_select_labels, vol_label_volume_render, vol_colorize_labels。

この図に焼いた実測値 ```json { "components": 16, "steps": 17, "volumes_mm3": [ 0.56, 0.56, 0.66, 0.66, 1.62, 1.88, 1.88, 3.42, 3.42, 3.48, 5.14, 5.76, 5.76, 9.22, 9.22, 9.32 ], "all_colours_unchanged": true, "sweep": [ { "min_volume_mm3": 0.0, "kept": 16, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 0.56, "kept": 16, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 0.56, "kept": 16, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 0.66, "kept": 14, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 0.66, "kept": 14, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 1.62, "kept": 12, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 1.88, "kept": 11, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 1.88, "kept": 11, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 3.42, "kept": 9, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 3.42, "kept": 9, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 3.48, "kept": 7, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 5.14, "kept": 6, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 5.76, "kept": 5, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 5.76, "kept": 5, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 9.22, "kept": 3, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 9.22, "kept": 3, "colours_unchanged": true }, { "min_volume_mm3": 9.32, "kept": 1, "colours_unchanged": true } ] } ```

5. 元の CT に色ラベルを重ねる ―― α を掃引する

元の CT に色ラベルを重ねる ―― α を掃引する

↑ 元の CT に色ラベルを重ねる ―― α を掃引する ―― 断面 z=8 で alpha を 0 から 1 へ往復させる。前景の平均変化は 0.0000 → 0.0262 と alpha に直線で比例し、背景の変化は alpha に依らず 0.0000(色はラベルの上にしか乗らない)。輪郭だけ塗る mode='boundary' なら前景 3128 ボクセルのうち 1648(52.7 %)しか塗らないので、下の構造が完全に見える。 使用 op: vol_label, vol_label_overlay, vol_label_slice_rgb。

この図に焼いた実測値 ```json { "slice": 8, "components": 16, "frames": 20, "sweep": [ { "alpha": 0.0, "fg_mean_abs_diff": 0.0, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.1, "fg_mean_abs_diff": 0.0262, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.2, "fg_mean_abs_diff": 0.0524, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.3, "fg_mean_abs_diff": 0.0786, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.4, "fg_mean_abs_diff": 0.1048, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.5, "fg_mean_abs_diff": 0.131, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.6, "fg_mean_abs_diff": 0.1572, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.7, "fg_mean_abs_diff": 0.1834, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.8, "fg_mean_abs_diff": 0.2096, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.9, "fg_mean_abs_diff": 0.2358, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 1.0, "fg_mean_abs_diff": 0.262, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.9, "fg_mean_abs_diff": 0.2358, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.8, "fg_mean_abs_diff": 0.2096, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.7, "fg_mean_abs_diff": 0.1834, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.6, "fg_mean_abs_diff": 0.1572, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.5, "fg_mean_abs_diff": 0.131, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.4, "fg_mean_abs_diff": 0.1048, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.3, "fg_mean_abs_diff": 0.0786, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.2, "fg_mean_abs_diff": 0.0524, "bg_mean_abs_diff": 0.0 }, { "alpha": 0.1, "fg_mean_abs_diff": 0.0262, "bg_mean_abs_diff": 0.0 } ], "bg_untouched_at_every_alpha": true, "boundary_voxels": 1648, "fill_voxels": 3128, "boundary_share_pct": 52.7 } ```

6. 色付きメッシュのターンテーブル

色付きメッシュのターンテーブル

↑ 色付きメッシュのターンテーブル ―― 16 個の成分それぞれの bbox 部分体に marching cubes をかけ、三角形 7088 枚のメッシュ 16 個にした。頂点は spacing (0.50, 0.20, 0.20) mm を掛けた物理座標で、render3d.render_mesh の z バッファで合成している。粒が縦に伸びて見えるのはそのほうが正しいからで、z の刻みが面内の 2.5 倍あるためである(展示 4 と同じ話)。色は断面図とまったく同じパレットの同じ行なので、切った絵と回した絵で同じ粒子を目で追える。 使用 op: vol_label, vol_labels_to_meshes, look_at, intrinsics_from_fov, render_mesh。

この図に焼いた実測値 ```json { "components": 16, "meshes": 16, "triangles": 7088, "azimuth_steps": 24, "render_px": 380, "spacing_mm": [ 0.5, 0.2, 0.2 ], "colours_match_slices": true } ```

7. 凡例つきの計測表 ―― どの色がどの粒子か

凡例つきの計測表 ―― どの色がどの粒子か

↑ 凡例つきの計測表 ―― どの色がどの粒子か ―― 色分けした図は、凡例が無ければ「きれいなだけ」で終わる。16 粒子の色見本・体積 mm3・全体比・等価直径・球形度・伸長度・視野端への接触を並べた。総体積 62.5600 mm3、比率の合計 1.000000。1 ボクセル = 0.020000 mm3。最大は #2ddc8a の 9.3200 mm3、最小は #15d4c9 の 0.5600 mm3。 使用 op: vol_label, vol_region_props, vol_label_shape_stats, vol_label_legend, vol_label_palette。

この図に焼いた実測値 ```json { "components": 16, "spacing_mm": [ 0.5, 0.2, 0.2 ], "total_volume_mm3": 62.56, "share_sum": 1.0, "voxel_volume_mm3": 0.02, "largest": { "label": 5, "hex": "#2ddc8a", "volume_mm3": 9.32 }, "smallest": { "label": 16, "hex": "#15d4c9", "volume_mm3": 0.56 }, "sphericity_range": [ 0.587, 0.662 ] } ```
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