capsule_sdf — 3D sdf_csg op

• 資料種類:coordgrid → sdf

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.capsule_sdf(grid, a, b, radius)(要直接呼叫實作,import sdf_ops; sdf_ops.capsule_sdf(grid, a, b, radius);從台帳取用則 ops3d.get("capsule_sdf"))

用法

將線段 a–b 以半徑 radius 加粗所得膠囊體的精確有號距離場。

sdf(p) = ‖p - (a + clamp(((p-a)·(b-a))/‖b-a‖², 0, 1)·(b-a))‖ - radius。它就是到線段的最短距離,因此在全空間梯度範數為 1(與圓柱不同,端部是圓的,沒有角,因而嚴格)。適合近似補強肋、管線、骨骼、線材、工具的掃掠體積。

參數與驗證(ValueError):

• grid:最後一軸為 3 的 float 陣列 (..., 3)。

• a / b:芯線的端點(元素數 3)。a == b 時為球(與 sphere_sdf 一致)。

• radius:粗細(拒絕負值)。

回傳值:grid.shape[:-1] 的 float64。

用法:以「工具的掃掠體積是否與零件相交」來判斷工具可達性時,將工具放置為膠囊體,看 sdf_intersect 的最小值是否為正。也可用於合成骨小樑、血管、纖維。

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• procedural_hand — py -3.11 examples_3d/procedural_hand.py

• sdf_csg — py -3.11 examples_3d/sdf_csg.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 sdf 作為輸入)

sdf_to_occupancy · fuse_to_voxel · integrate · extract_surface_points · query_distance · sdf_union · sdf_intersect · sdf_subtract

同類別(sdf_csg)

grid_coords · sphere_sdf · box_sdf · plane_sdf · cylinder_sdf · torus_sdf · sdf_union · sdf_intersect


*Provenance: sdf_ops.py — 3D 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

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