fullseye
tb_plane_sdf — 2D typed op
- データ種:
points→volume - 呼び出し:
fullseye.apply(img, "tb_plane_sdf", a=0.5, b=0.5)(2-D は 1 画像 + 2 スカラつまみa,b∈[0,1]のモデル)
図は合成の入力 128×128 で実際に走らせた出力。左が入力、右が出力。点群は上から見た散布(明るさ = z)、1-D 列は折れ線、体積は z 方向の最大値投影、動画は中央フレーム、複素画像は振幅、絵にならない返り値は値そのもの。
つまみ a は出力を変えない(実測: 0.1 / 0.5 / 0.9 で同一)。
つまみ b は出力を変えない(実測: 0.1 / 0.5 / 0.9 で同一)。
段階(前置きの op → この op。左から順):
別の画像でも(合成シーン / 写真 / 硬貨。上段が入力、下段がその出力。つまみは既定):
動き(GIF: フレーム / 視点 / スライスを順に。静止の図が完成形で、GIF は補助):
使い方
半空間(平面で切った側)の厳密な符号付き距離場(内側負・外側正)。
``sdf(p) = (p - point) · n̂``。法線 ``n̂`` の**指す側が外側(正)**で、反対側が内側。
面取り(chamfer)・切断・「基板から上だけ」のような**片側だけを残す**演算に使う。
``sdf_intersect`` を重ねれば任意の凸多面体が作れる。ただし **max による交差は角の外側で
厳密ではない**: 6 枚で直方体を作ると占有(``<= 0``)と内側の値は ``box_sdf`` に完全一致
するが、外側は角の近くで最大 2.1(半辺 2 の箱・格子 0.25 で実測)だけ**過小評価**する
—— CSG の標準的な性質で、距離そのものが要るなら ``box_sdf`` を使う。
厳密性: 平面は全空間で勾配ノルム 1 なので、この値は**どこでも真の符号付き距離**
(``box_sdf`` のように角で切り替わる場合分けが要らない)。
引数と検証(``ValueError``):
- ``grid``: 最終軸が 3 の float 配列 ``(..., 3)``(``grid_coords`` の出力または点列)。
- ``point``: 平面上の 1 点(要素数 3)。
- ``normal``: 平面の法線(要素数 3、**零ベクトル・NaN は拒否**)。長さは自動で 1 に
正規化するので、大きさは結果に影響しない(向きだけが意味を持つ)。
返り値: ``grid.shape[:-1]`` の float64。法線側で正、反対側で負、平面上で 0。
使いどころ: ``sdf_subtract(part, plane_sdf(g, p, n))`` で「その平面より法線側を削る」。
向きを逆にしたいときは ``normal`` の符号を反転する(``-sdf`` でも同じ)。
2-D 進化レジストリへ橋渡しした 3d の op plane_sdf。実装は同じで、呼び出し規約だけ op(v, a, b) に合わせてある。この op に調整点は無く、a も b も使われない。
参考(サンプルデータ・文献)
- サンプルデータ カタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
- 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
Studio で試す
下のプログラムは実際に走ることを確かめてある(図と同じ入力)。Studio のヘルプではこのブロックがボタンになり、その場で読み込んで実行できる。
img_to_points 0.50 0.50
tb_plane_sdf 0.50 0.50
実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)
次の例は元の台帳 op plane_sdf を呼ぶもの。この橋渡し op は同じ実装を fn(v, a, b) 規約に合わせただけなので、挙動はそのまま当てはまる(呼び出し形だけ違う)。
- sdf_csg —
py -3.11 examples_3d/sdf_csg.py
型が繋がる次の op(volume を入力に取れる)
identity · vol_gaussian · vol_median · vol_erode · vol_dilate · vol_threshold · vol_reg_dilate · vol_reg_erode
同カテゴリ(typed)
tb_points_to_voxel · tb_estimate_point_normals · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal · tb_voxel_grid_downsample
Provenance: ops.py — 2D operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。
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