brdf_hapke — 3D `render` op

• Datenarten: normalmap → image2d

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.brdf_hapke(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), w: 'float' = 0.42, g: 'float' = -0.35, B0: 'float' = 0.87, h: 'float' = 0.01, roughness_deg: 'float' = 26.0) -> 'np.ndarray' (die Implementierung direkt: import render_shade; render_shade.brdf_hapke(normals, light=(0.0, 0.0, 1.0), view=(0.0, 0.0, 1.0), w: 'float' = 0.42, g: 'float' = -0.35, B0: 'float' = 0.87, h: 'float' = 0.01, roughness_deg: 'float' = 26.0) -> 'np.ndarray'; aus dem Register: ops3d.get("brdf_hapke"))

Verwendung

Schattiert eine Normalenkarte mit dem Hapke-Reflexionsgesetz (Oppositionseffekt + Mehrfachstreuung + makroskopische Rauheit θ̄) und liefert I/F (H, W).

Die Standardwerte sind typische S-Typ-Werte für Itokawa (Kitazato et al. 2008): w=0.42, g=−0.35, B0=0.87, h=0.01, θ̄=26°. Der Phasenwinkel wird aus light/view als Konstante bestimmt (Näherung mit parallelem Licht und Orthographie).

fail-closed: jeder Parameter außerhalb seines Bereichs oder eine ungültige Normalenform löst ValueError aus.

Eine dünne Hülle um model='hapke' von brdf_shade: sie übergibt für jedes Pixel μ0 = clip(N·L,0,1), μ = clip(N·V,0,1) und den im ganzen Bild konstanten Phasenwinkel g = arccos(L·V) (Radiant) an hapke_reflectance und gibt I/F = π·r zurück. r ist (w/4π)·μ0e/(μ0e+μe)·[(1+B(g))P(g) + H(μ0e)H(μe) − 1]·S, und der Mehrfachstreuterm H ist immer aktiv.

• normals: float (H, W, 3), Länge 0 = Hintergrund (Ausgabe 0). Die Normierung erfolgt intern.

• light / view: Richtungen Fläche→Lichtquelle und Fläche→Blickpunkt (intern normiert; Länge null löst ValueError aus).

• w: Einfachstreu-Albedo (0, 1].

• g: Asymmetrieparameter nach Henyey-Greenstein, offenes Intervall (−1, 1). Negativ bedeutet Rückwärtsstreuung.

• B0 / h: Amplitude und Winkelbreite des Oppositionseffekts (opposition surge). B0 > 0 bei h == 0 löst ValueError aus. B0 = 0 bedeutet keinen Oppositionseffekt.

• roughness_deg: makroskopische Rauheit θ̄ in Grad (intern in rad umgerechnet). 0 bedeutet keine Rauheitskorrektur (μ0e=μ0, μe=μ, S=1). Negativ oder nicht endlich löst ValueError aus.

Rückgabewert ist das I/F als float64 (H, W), nicht auf [0,1] normiert (negative Werte werden auf 0 begrenzt). Schatten (Verdeckung durch andere Flächen) sind nicht enthalten; bei Bedarf mit der Sichtbarkeitskarte von cast_shadow / shadow_raycast multiplizieren (render_regolith kombiniert es mit shadow_raycast). Pixel, bei denen μ0 oder μ höchstens 0 ist, sind 0.

Hintergrundwissen (Physik und Konventionen hinter diesem Operator)

• blender_interop — Zusammen mit Blender — Form bauen, mit fullseye messen (Fallstricke: Achsen, Einheiten, Referenzdaten)

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• itokawa_regolith_hero — py -3.11 examples_3d/itokawa_regolith_hero.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `image2d` als Eingabe)

fuse_to_voxel · fit_poly_surface · eval_poly_surface · surface_form_error · background_flatten · polar_unwrap · fit_zernike · matcap_shade

Gleiche Kategorie (`render`)

project_points · render_point_depth · render_volume_projection · render_shaded · ambient_occlusion · cast_shadow · phong_shade · matcap_shade

*Provenance: render_shade.py — 3D Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

brdf_hapke — 3D render op