tb_normals_to_egi — 2D typed op

• 資料種類:points → image

• 呼叫:fullseye.apply(img, "tb_normals_to_egi", a=0.5, b=0.5)(2-D 的模型是一張圖 + 兩個純量旋鈕 a,b∈[0,1])

tb_normals_to_egi: input → output

*圖為在 128×128 合成輸入上實際執行的輸出。左為輸入,右為輸出。點雲以俯視散點顯示(亮度 = z),一維序列為折線,體資料為沿 z 的最大值投影,影片為中間影格,複數影像為振幅;無法成像的回傳值直接顯示數值。*

掃描旋鈕 a(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋鈕取預設):

▸ tb_normals_to_egi: 旋鈕 a 掃描 (文件網站)

掃描旋鈕 b(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋鈕取預設):

▸ tb_normals_to_egi: 旋鈕 b 掃描 (文件網站)

階段(前置運算子 → 本運算子,由左至右):

▸ tb_normals_to_egi: 處理階段 (文件網站)

換別的影像(合成場景 / 照片 / 硬幣。上排為輸入,下排為對應輸出。旋鈕取預設):

▸ tb_normals_to_egi: 其他輸入影像 (文件網站)

用法

法向量 (N,3) → 擴展高斯影像 (n_el, n_az) 的 image2d。

方向的 2-D 直方圖(Horn, *Extended Gaussian Images*, Proc. IEEE 72(12) 1984)。是「哪個朝向的面有多少」的地圖,平面佔主導的物體會在 1 個 bin 上出現峰。不可逆 —— 捨棄 bin 寬度那麼多的方向解析度。

捨棄的量可以量測:最頻 bin 的中心方向與輸入平均方向的角度差即量化誤差,預設 (36, 18) 時相對 bin 寬 10 度實測為 3.7 度(由 selftest 輸出)。

仰角的 bin 依 sin(el) 等分(等立體角)。若依度等分,極區會過於細密,出現「面集中在北極」這種虛假的峰。

★傳入位置點雲也不會拋出例外。backends_typed.TYPE_TO_SORT 把 normals 摺疊進 points,因此演化器與台帳都不區分兩者。此 op 只看方向(捨棄長度),所以傳入 (N,3) 的座標時,會似是而非地回傳「從原點看各點的方向」的直方圖。實測(2026-09-08,200 點的曲線 vs 全部朝正上方的法線):非零 bin 僅從 1 → 12、最大 bin 從 200 → 44 變化,總和兩者都是 200。靠「總和與點數一致所以正確」無法區分。設為 fullseye.set_system("extra_checks", "on") 時,偏離單位長度的向量會被拒絕(見下方 Raises)。

Args:

normals: (N, 3)。

n_az: 方位的 bin 數(預設 36 = 10 度步長)。

n_el: 仰角的 bin 數(預設 18)。

Returns:

(n_el, n_az) float64 的計數圖(列 = 仰角,行 = 方位)。

Raises:

ValueError: bin 數小於 1 / 超過上限 / 輸入不正確。

ValueError: extra_checks='on' 時,含有長度偏離 1 超過 1e-6 的

向量時(捕捉把位置點雲當作法線傳入的事故)。

橋接到 2-D 演化註冊表的 reprconv op normals_to_egi。實作相同,只是呼叫慣例改為 op(v, a, b)。a 調整 n_az(預設 36),b 調整 n_el(預設 18)。★橋接 op 回傳計數除以總數得到的比例(落入各 bin 的法線所佔比率,和為 1,值域 [0,1]) —— 為了符合宣告 sort image 的 [0,1] 約定(若保持計數,會出現最大 48 之類的值,2026-10-07)。原始計數由 reprconv.normals_to_egi / fullseye.ledger.normals_to_egi 回傳。

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。

在 Studio 中試試

下面的程式已確認可以執行(與圖相同的輸入)。在 Studio 說明中,此區塊會變成按鈕,可當場載入並執行。

img_to_points 0.50 0.50
tb_normals_to_egi 0.50 0.50

▸ 載入此管線  ·  載入並執行

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

下面的範例呼叫的是底層帳本運算子 normals_to_egi。此橋接運算子只是把同一實作適配為 fn(v, a, b) 慣例,行為完全相同(只是呼叫形式不同)。

• representation_conversion — py -3.11 examples/representation_conversion.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 image 作為輸入)

identity · gaussian · mean_box · bilateral · unsharp · median · min_filter · max_filter

同類別(typed)

tb_points_to_voxel · tb_estimate_point_normals · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal · tb_voxel_grid_downsample


*Provenance: ops.py — 2D 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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