surface_normals — 3D photometric op

• 数据种类:image2d → normalmap

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.surface_normals(z)(要直接调用实现,import photometric; photometric.surface_normals(z);从台账取用则 ops3d.get("surface_normals"))

用法

高度场 z(HxW)→ 单位法线 (H,W,3)。n ∝ (-dz/dx, -dz/dy, 1)。深度→法线的正向变换。

用 np.gradient 的中心差分(边缘为单侧差分)求行方向的 dz/dy 和列方向的 dz/dx, 将 n = (-dz/dx, -dz/dy, 1) 归一化为长度 1(用 +1e-12 避免除零)。网格间距视为 1 像素,因此当 z 的单位与像素不同(mm 等)时,若不事先换算为 z / 像素间距,倾斜会比实际偏强/偏弱。法线的 z 分量始终为正(朝向相机)。返回值为 float32 的 (H,W,3),第 3 轴为 (x, y, z) 分量,x 沿列方向, y 沿行方向。没有输入校验,传入非 2-D 数据时会在 np.gradient 的展开处失败。它相当于 integrate_normals 的逆变换,且与 photometric_stereo 的输出法线约定相同, 因此可直接传给 render_lambertian 合成阴影图像。

参考(示例数据、文献)

• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。

• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• photometric_stereo — py -3.11 examples_3d/photometric_stereo.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 normalmap 作为输入)

fuse_to_voxel · render_shaded · phong_shade · matcap_shade · brdf_lommel_seeliger · brdf_hapke · bump_normals_fbm · integrate_normals

同类别(photometric)

photometric_stereo · integrate_normals · render_lambertian


*Provenance: photometric.py — 3D 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*

© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.