brdf_hapke — 3D `render` op

• 資料種類:normalmap → image2d

• 呼叫: 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'(要直接呼叫實作,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';從台帳取用則 ops3d.get("brdf_hapke"))

用法

用 Hapke 反射律(衝效應 + 多次散射 + 宏觀粗糙度 θ̄)給法線圖著色,回傳 I/F (H, W)。

預設值為糸川(Itokawa)的 S 型典型值(Kitazato et al. 2008):w=0.42, g=−0.35, B0=0.87, h=0.01, θ̄=26°。相位角由 light/view 作為常數求得(平行光、正交投影近似)。

fail-closed:各參數超出範圍、法線形狀不正確時拋出 ValueError。

這是 brdf_shade 的 model='hapke' 的薄封裝,將各像素的 μ0 = clip(N·L,0,1)、μ = clip(N·V,0,1) 以及整個畫面恆定的相位角 g = arccos(L·V)(弧度)傳給 hapke_reflectance,回傳 I/F = π·r。r 為 (w/4π)·μ0e/(μ0e+μe)·[(1+B(g))P(g) + H(μ0e)H(μe) − 1]·S,多重散射項 H 始終啟用。

• normals:float (H, W, 3),長度 0 = 背景(輸出 0)。單位化在內部進行。

• light / view:面→光源、面→視點的方向(內部單位化,零長度拋出 ValueError)。

• w:單次散射反照率 (0, 1]。

• g:Henyey-Greenstein 的不對稱參數,開區間 (−1, 1)。負值表示後向散射。

• B0 / h:衝日效應(opposition surge)的振幅與角寬度。B0 > 0 而 h == 0 時拋出 ValueError。B0 = 0 表示無衝日效應。

• roughness_deg:以度給出巨觀粗糙度 θ̄(內部換算為 rad)。0 表示不做粗糙度修正(μ0e=μ0, μe=μ, S=1)。負值、非有限值拋出 ValueError。

回傳值為 float64 (H, W) 的 I/F,不正規化到 [0,1](負值截為 0)。不包含陰影(被其他面遮擋),如有需要請乘以 cast_shadow / shadow_raycast 的可見性圖(render_regolith 與 shadow_raycast 組合使用)。μ0 或 μ 為 0 以下的像素為 0。

背景知識指南(該運算子背後的物理與規範)

• blender_interop — 與 Blender 搭配使用 —— 在 Blender 中建形、用 fullseye 量測(座標軸、單位、真值資料的陷阱)

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。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• itokawa_regolith_hero — py -3.11 examples_3d/itokawa_regolith_hero.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `image2d` 作為輸入)

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

同類別(`render`)

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

*Provenance: render_shade.py — 3D 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

brdf_hapke — 3D render op

用法