fullseye

surface_residual — 3D freeform op

• データ種: image2d × image2d × image2d × bspline_surface → measurement
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.surface_residual(x, y, z, tck) (実装を直接呼ぶなら import bspline_surf; bspline_surf.surface_residual(x, y, z, tck)、台帳から引くなら ops3d.get("surface_residual"))
• 台帳経由の戻り値: fullseye.ledger.surface_residual(...) は宣言 out 型 measurement の値だけを返す(本体は補助情報も返す)。捨てられた側が要るときは fullseye.ledger.surface_residual.raw(...)、または bspline_surf.surface_residual を直接呼ぶ。
  • 本体の返り: {"rms","max","pv"} → pv float

使い方

散布データと曲面 tck の残差統計を返す(形状誤差=フィットからの逸脱)。

各サンプル位置で曲面高さを評価し、観測 z との差の RMS / 最大絶対値 / PV (peak-to-valley = 最大 - 最小)を計測する。検査ではこれが自由曲面からの ずれ量(打痕・うねり・欠肉)の定量指標になる。

Returns

dict {"rms": float, "max": float, "pv": float}。max は最大絶対残差、 pv は符号付き残差の最大 - 最小(片側だけの凸/凹も捉える)。

補足:

• 残差の符号は resid = z - zhat(観測 − 曲面)。正 = 曲面より高い(盛り上がり)、負 = 低い(欠肉)。max は絶対値なので向きは分からず、向きが要るなら eval_bspline_surface で zhat を取り自分で差を取る。
• x, y, z は任意 shape を受け、内部で eval_bspline_surface(tck, x, y, grid=False) を通す(tck の種類検査もそこで行われ、曲線 tck や多項式 dict は ValueError)。z と x の要素数が違うと numpy の形状エラーになる(専用の検査は無く、z が 1 要素だと黙って broadcast される)。
• 単位は z と同じ。rms は全点の二乗平均平方根なので局所的な打痕は平均で薄まる。局所欠陥は max か pv で見る。
• 典型: fit_bspline_surface → 本 op。フィットに使った点で評価すると smooth が小さいほど残差は 0 に近づく(過適合の指標にもなる)。

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。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• bspline_freeform — py -3.11 examples_3d/bspline_freeform.py

型が繋がる次の op(measurement を入力に取れる)

vol_gaussian_psf · fuse_to_voxel · fresnel_reflectance · snell_angle

同カテゴリ(freeform)

fit_bspline_surface · eval_bspline_surface · fit_bspline_curve · eval_bspline_curve

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Provenance: bspline_surf.py — 3D 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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