capsule_sdf — 3D `sdf_csg` op

• Datenarten: coordgrid → sdf

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.capsule_sdf(grid, a, b, radius) (die Implementierung direkt: import sdf_ops; sdf_ops.capsule_sdf(grid, a, b, radius); aus dem Register: ops3d.get("capsule_sdf"))

Verwendung

Exaktes vorzeichenbehaftetes Distanzfeld einer Kapsel, die durch Aufdicken der Strecke a–b um den Radius radius entsteht.

sdf(p) = ‖p - (a + clamp(((p-a)·(b-a))/‖b-a‖², 0, 1)·(b-a))‖ - radius. Es ist genau der kürzeste Abstand zu einer Strecke, daher im ganzen Raum Gradientennorm 1 (anders als beim Zylinder sind die Enden rund, es gibt also keine Ecken und es ist exakt). Geeignet zur Näherung von Rippen, Rohrleitungen, Knochen, Drähten und dem Sweep-Volumen eines Werkzeugs.

Argumente und Prüfung (ValueError):

• grid: float-Array (..., 3) mit letzter Achse 3.

• a / b: Endpunkte der Seele (3 Elemente). Bei a == b eine Kugel (stimmt mit sphere_sdf überein).

• radius: Dicke (negativ wird abgewiesen).

Rückgabewert: float64 der Form grid.shape[:-1].

Einsatz: Wird die Erreichbarkeit eines Werkzeugs als "schneidet das Sweep-Volumen des Werkzeugs das Bauteil nicht?" geprüft, das Werkzeug als Kapsel ansetzen und prüfen, ob das Minimum von sdf_intersect positiv ist. Auch zum Synthetisieren von Trabekeln, Gefäßen und Fasern.

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)

• procedural_hand — py -3.11 examples_3d/procedural_hand.py

• sdf_csg — py -3.11 examples_3d/sdf_csg.py

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

sdf_to_occupancy · fuse_to_voxel · integrate · extract_surface_points · query_distance · sdf_union · sdf_intersect · sdf_subtract

Gleiche Kategorie (`sdf_csg`)

grid_coords · sphere_sdf · box_sdf · plane_sdf · cylinder_sdf · torus_sdf · sdf_union · sdf_intersect

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

capsule_sdf — 3D sdf_csg op