visual_hull — 3D `space_carving` op

• 数据种类:images → voxel

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.visual_hull(silhouettes: 'Sequence[np.ndarray]', Ks: 'Sequence[np.ndarray]', Rs: 'Sequence[np.ndarray]', ts: 'Sequence[np.ndarray]', bounds: 'Bounds', res: 'int') -> 'np.ndarray'(要直接调用实现,import visualhull; visualhull.visual_hull(silhouettes: 'Sequence[np.ndarray]', Ks: 'Sequence[np.ndarray]', Rs: 'Sequence[np.ndarray]', ts: 'Sequence[np.ndarray]', bounds: 'Bounds', res: 'int') -> 'np.ndarray';从台账取用则 ops3d.get("visual_hull"))

用法

把多视角轮廓的 visual hull 作为体素占据返回(carve 的别名)。

参数、返回值、异常与 carve 完全相同(内部只是直接调用 carve)。

• silhouettes: 将各相机的前景掩模 (H,W) bool 排成 M 个的列表(尺寸可以因相机而不同)。

• Ks/Rs/ts: 各相机的内参矩阵 (3,3)、旋转 (3,3)、平移 (3,)。投影约定为 X_cam = R @ X_world + t,pixel = (K @ X_cam)[:2] / Z(OpenCV 风格)。像素四舍五入到最近邻。

• bounds: ((xmin,xmax),(ymin,ymax),(zmin,zmax)) 的雕刻区域(各轴必须 max > min)。

• res: 各轴的 voxel 划分数(正整数)。voxel 总数 res**3。

返回值为 (res,res,res) bool。indexing='ij' 时轴为 (x,y,z),vox[i,j,k] 的中心为 (xmin+(i+.5)dx, ymin+(j+.5)dy, zmin+(k+.5)dz)。voxel 保留的条件是,在所有相机中都满足"在相机前方(Z>0)、在图像内、该像素为剪影前景"(AND)。只要有 1 台不满足就会被削去。

fail-closed(失败即拒绝): 列表长度不一致、相机 0 台、res <= 0、退化 bounds 全部为 ValueError (0 台时不会把"全部 voxel 占据"伪装成重建结果返回)。

注意: visual hull 是物体的超集,任何相机都看不到的凹陷会保持填满。若把剪影做成像 synthesize_silhouette 那样膨胀 1 像素的覆盖掩模,就能避免因离散化误差削掉物体 voxel 的遗漏。结果可用 voxel_to_mesh 网格化,也可直接用作 esdf 的占据输入。

背景知识指南(该算子背后的物理与约定)

• blender_interop — 与 Blender 配合使用 —— 在 Blender 中建形、用 fullseye 测量(坐标轴、单位、真值数据的陷阱)

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)

• space_carving — py -3.11 examples_3d/space_carving.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `voxel` 作为输入)

voxel_to_mips · voxel_to_mesh · signed_distance_field · to_points · sobel3d · hessian3d · curvature_maps · edt_jfa

同类别(`space_carving`)

carve · synthesize_silhouette · carve_look_at

*Provenance: visualhull.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)。*

visual_hull — 3D space_carving op

用法