frenet_frame — 3D curve op

• 데이터 종류: points → frame

• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.frenet_frame(curve)(구현을 직접 호출하려면 import curve3d; curve3d.frenet_frame(curve), 원장에서 가져오려면 ops3d.get("frenet_frame"))

사용법

각 점의 프레네 표구(접선 T, 주법선 N, 종법선 B). → (T, N, B) 각 (Npts,3) 단위 벡터.

순서가 있는 점열 (N,3)을 index 파라미터로 np.gradient(내부는 중심 차분, 양 끝은한쪽 차분)하여 r', r''를 구하고,

• T = r' / ‖r'‖

• N = (r'' − (r''·T) T) / ‖…‖(r''의 T 직교 성분 = 곡률 중심을 향하는 방향)

• B = T × N

를 각 점에서 계산한다. r''의 T 직교 성분의 방향은 재파라미터화에 불변이므로, 점 간격이매끄럽게 변하는 한 index 파라미터로 올바른 방향이 나온다.

• 분모에는 절댓값 1e-12를 더할 뿐이어서, 완전히 정규화되지 않는 곳은 단위 길이가 되지 않는다. 직선 구간(r'' ∥ T 또는 0)에서는 N·B가 거의 영벡터가 되고, 변곡점 전후에서 N의 방향이반전된다. "단위 벡터"라는 보장은 거기서는 성립하지 않는다.

• N<2인 점열은 np.gradient가 ValueError를 낸다. 형상 검증은 그 외에는 없다.

• 양 끝 2점은 한쪽 차분이므로 정밀도가 떨어진다. 등간격화(resample_uniform)나 평활화(fit_spline_curve)를 먼저 적용하면 안정된다.

곡률·비틀림률의 수치 자체는 curvature_torsion, 호 길이는 arc_length.

참고(샘플 데이터·문헌)

• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.

• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.

실행 가능한 예제(이 연산자를 실제로 호출하는 검증된 샘플)

• space_curve — py -3.11 examples_3d/space_curve.py

• torus_knot_curve — py -3.11 examples_3d/torus_knot_curve.py

타입이 이어지는 다음 연산자(frame 를 입력으로 받는 것)

fuse_to_voxel

같은 카테고리(curve)

curvature_torsion · arc_length · resample_uniform · fit_spline_curve


*Provenance: curve3d.py — 3D 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*

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