fullseye

integrate_normals — 3D photometric op

• データ種: normalmap → image2d
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.integrate_normals(normals, mask=None) (実装を直接呼ぶなら import photometric; photometric.integrate_normals(normals, mask=None)、台帳から引くなら ops3d.get("integrate_normals"))

使い方

法線場 → 高さ場 z を Frankot-Chellappa 積分。→ z HxW(定数分の自由度あり・平均0基準)。

手順: 法線 (H,W,3) を勾配 p = -nx/nz、q = -ny/nz に直し(|nz| < 1e-6 の 画素は nz を ±1e-6 に置き換えて零割を避ける)、FFT 領域で最小二乗解 Z(wx,wy) = (-j·wx·P - j·wy·Q) / (wx² + wy²) を求め(直流成分は 0)、逆変換して 平均を 0 に引く。mask (bool HxW) を与えると mask 外の勾配を 0 にしてから積分する (その領域は平坦として扱われる)。返り値は float64 の (H,W)。 注意点:

• 周期境界を仮定するため、画像の上下・左右がつながるように端が歪む。
• 絶対高さは決まらない(平均 0)。格子間隔 1 画素で積分するので z も画素単位の 高さになり、実寸には画素ピッチを掛ける。
• nz ≈ 0(輪郭付近・視線に平行な面)は勾配が発散し、波打ちを周囲へ広げる。 mask で除くか法線を事前に平滑する。 入力検証は無い((H,W,3) 以外は内部の添字で失敗)。surface_normals が逆変換で、 photometric_stereo の法線をここへ渡すと形状(高さ場)が得られる。

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)

• photometric_stereo — py -3.11 examples_3d/photometric_stereo.py

型が繋がる次の op(image2d を入力に取れる)

fuse_to_voxel · fit_poly_surface · eval_poly_surface · surface_form_error · background_flatten · polar_unwrap · fit_zernike · matcap_shade

同カテゴリ(photometric)

photometric_stereo · surface_normals · render_lambertian

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Provenance: photometric.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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